Berechnung des Deponiegasvolumens: Methoden und Schätzungen

Einleitung

Aufgrund von Änderungen bei der Lizenzierung und Kontrolle von Deponien verlangt die US-Umweltbehörde regelmäßige Messungen des Gasdurchflusses. Dieser gibt an, wie viel Gas in Kubikmetern pro Stunde (Nm³/h) aus der Deponie gefördert wird. Berechnungen und Schätzungen auf Basis vorhandener Werte sind kostengünstiger und weniger aufwendig als das Aufgraben der Deponie und die Installation von Überwachungsgeräten. Dennoch gibt es Fälle, in denen das Gasvolumen mit einem Nassgaszähler gemessen werden muss.

Benötigte Materialien

• Flammeionisationsdetektor
• Taschenrechner
• Gasdurchflussmesser
• Barometer
• Tecjet-Ventil

Anleitung

1. Messen Sie den Methananteil Ihrer Deponie mit einem Flammeionisationsdetektor. Bei einer durchschnittlichen US-Deponie liegt der Methananteil des Deponiegases zwischen 45 und 55 Prozent. Multiplizieren Sie den Prozentwert des Methangehalts im Deponiegas mit 1000. Notieren Sie den erhaltenen Wert, der die British Thermal Units (BTU) pro Kubikfuß repräsentiert – ein Maß für die Wärme, die benötigt wird, um die Temperatur von 1 Pfund Wasser um 1 Grad Fahrenheit zu erhöhen (laut SI-Metrisch).

2. Multiplizieren Sie die „laufende Last“ oder die Leistungsabgabe der Deponiemaschine – diese sollte in der Maschinendokumentation stehen – mit 1,34, um die Kilowatt-zu-PS-Äquivalenz pro Stunde zu erhalten. Die „laufende Last“ liegt vermutlich bei etwa 700 bis 800 kW. Multiplizieren Sie den resultierenden Wert mit dem BTU-Wert pro Kubikfuß, um die erforderlichen BTU pro Stunde zu ermitteln. Teilen Sie durch 60, um diesen Wert in BTU pro Minute umzurechnen.

3. Teilen Sie das PS-Äquivalent durch die Anzahl der BTU pro Kubikfuß Deponiegas, um den Deponiegasdurchfluss in Kubikfuß pro Minute beim erforderlichen Methananteil zu erhalten. Ein Beispiel: Bei einem System mit 800 Kilowatt und einer Methankonzentration von 45 Prozent fließen etwa 300 Kubikfuß Gas pro Minute durch das Deponiesystem.

4. Berechnen Sie das maximal mögliche Gasvolumen für jeden Motor, falls Sie mehr als einen besitzen. Addieren Sie die resultierenden Werte, um eine Schätzung des Gesamtgasvolumens der Anlage und des Gasdurchflusses pro Minute zu erhalten. Dieser ändert sich je nach Art und Zusammensetzung des Gases, der Motorlast, der Temperatur, dem Feuchtigkeitsgehalt des „Bodens“ und der Feuchtigkeit im Gas selbst.

5. Machen Sie die Berechnung so spezifisch wie möglich. Definieren Sie einige grundlegende Variablen. Messen Sie die Methanentstehungsrate mit einer der verfügbaren Methoden. Schätzen Sie die Rate entweder durch Vergleich Ihrer Deponie mit einer durchschnittlichen Deponie unter Verwendung vergleichbarer Energiemengen und allgemeiner Korrelationen basierend auf Deponiemasse und -alter ab, oder führen Sie empirische Brunnenuntersuchungen durch, die Felstests auf der Deponie mit einem Barometer umfassen. Messen Sie die Methanentstehungskapazität (L0) anhand eines Standard-Vergleichsdiagramms. Laut der US-Umweltschutzbehörde (EPA) hängt der Wert von der Art des auf der Deponie abgelagerten Abfalls ab; eine konventionelle Anlage hat einen Standard-L0-Wert von 170 m²/mg.

6. Installieren Sie ein unabhängiges Messgerät, um den Gasdurchfluss zu überwachen und dessen Durchflussdauer zu messen. Verwenden Sie ein Tecjet-Ventil mit einem Leistungsbereich von 20 bis 20.000 Kilowatt, laut Shindaea, für die Kraftstoffdosierung und Messung von Niederdruck-Kraftstoffsystemen. Es berechnet präzise Kraftstofftemperatur, upstream-Druck und die Ventilposition, um den Gasdurchfluss und somit das Volumen in einem definierten Zeitraum zu bestimmen.