Perfil de Energia - Biffa Poplars

Energia contínua usando limite de gás de aterro

Cliente: Biffa Poplars Landfill

Local: Cannock, Reino Unido

Solução: 2 grupos geradores Cat® G3520C
3 grupos geradores Cat® G3516LE

Revendedor Cat: Finning UK

Necessidade de Energia

Diferentemente de outros gases de efeito estufa, o CH4 é uma fonte de energia renovável, abundante e prontamente disponível. É também um constituinte primário do gás natural e, portanto, um componente de energia importante.

No decorrer dos anos, os resíduos de aterros produzirão grandes quantidades de CH4 devido à degradação biológica de muitos tipos de materiais orgânicos incorporados no aterro. A eliminação de CH4 é correta do ponto de vista ambiental, à medida que o ambiente se recupera dos efeitos negativos de gases nocivos. Uma grande quantidade de resíduos transformase em eletricidade útil. Como resultado, esforços para utilizar emissões de metano podem fornecer benefícios ambientais, econômicos e de energia significativos. Em uma iniciativa para reduzir os gases do efeito estufa, os governos em todo o mundo estão incentivando projetos que transformam o limite de gás de aterro em eletricidade para tentar reduzir as emissões implementando métodos e tecnologias de gerenciamento econômicos. O governo do Reino Unido estabeleceu uma meta para que 20% de sua eletricidade seja gerada a partir de fontes de energia renováveis até 2020.

Além da energia, o calor é necessário para aquecer a lagoa de água de lixiviação para acelerar a atividade biológica que acelera o rompimento da lixiviação. Esta instalação de 6 MW no aterro permitiu que o cliente transformasse gás de resíduo em combustível rico e energia elétrica que podem ser vendidos.

Solução

Cinco grupos geradores Cat® com pacotes de combustível de baixa energia funcionam no local da Biffa Poplars Landfill em Cannock (a 20 km ao norte de Birmingham), no Reino Unido. Os cinco grupos geradores funcionam 24 horas por dia, 7 dias por semana e produzem cerca de 6 MW de energia elétrica a 70-80% da capacidade de carga.

Três grupos geradores Cat G3516LE foram instalados em 2003, nominais a 1.100 kW, com energia contínua em cada um. Dois anos depois, a geração foi ampliada para incluir dois grupos geradores Cat G3520C, para produzir 1.950 kW de energia contínua cada um. Esse motor com 20 cilindros fornece níveis ainda mais altos de eficiência do que seus antecessores, com taxas de conversão elétrica que excedem 40%. O gás CH4 pode ser recuperado pela perfuração de poços e instalação de tubulação perfurada. Um compressor permite um pouco de vácuo para puxar gás do campo e a pressão positiva necessária para forçar o gás através do equipamento de processamento de gás até o motor. Em seguida, ele pode ser bombeado para fora, filtrado para remover partículas e a quantia de água que for possível. A geração instalada usa 3.000 metros cúbicos por hora de limite de gás de aterro, que contém um número mínimo de metano de 140. A usina exporta eletricidade para a rede elétrica nacional que, de outra forma, seria desperdiçada pela queima. O gás é extraído através de 20 coletores. Esse aterro continua em uso atualmente.

Além de gerar eletricidade, a água quente da camisa de arrefecimento dos motores é usada para aquecer a lagoa de lixiviação. Geralmente, o metano é produzido para 20 a 25 anos. O calor acelera a velocidade para converter resíduo em gás.

O local de energia contínua (8.000 horas por ano) é monitorado 24 horas por dia, 7 dias por semana pela estação de monitoramento remoto operada continuamente na base do revendedor local. Cada grupo gerador tem um controlador individual em seu próprio contêiner. Um controlador incorpora um processador, um organizador de energia e um módulo de compartilhamento de carga, além de uma E/S em uma unidade. Um controlador com motor a gás oferece gerenciamento do motor com vários recursos e funções de controle, ciclo de depuração, lógica de desligamento em estágios, além de funções de transmissão protetoras programáveis.

Resultados

As vantagens ambientais da coleta e do uso do CH4 como combustível de geração de energia contribuíram para a redução de emissões de gases nocivos na atmosfera.

Com o gerenciamento cuidadoso da coleta de limite de gás de aterro, um gás de conteúdo metano estável com faixa de 50 a 55% de metano pode ser obtido para render os melhores resultados de operação do motor. Esse aterro tem sucesso com cerca de 55% de metano puro.

A presença de silício no gás cria um acúmulo de cinzas com a câmara de combustão. Filtros com alta eficiência de partículas de 1 mícron e maiores estão instalados. Mesmo com o equipamento de filtragem, volumes significativos de silício ainda podem entrar. Portanto, o monitoramento semanal do gás, que envolve a análise do óleo do motor, é necessário para indicar os níveis de silício no motor. Os níveis de emissão para NOx são reduzidos em um determinado nível de oxigênio de escape devido às altas concentrações de CO2 (35 a 45%). O CO2 tem calor específico alto, o que refrigera o processo de combustão. A combustão da temperatura reduz a pressão de pico do cilindro, reduzindo a produção de NOx. As emissões da usina estão bem abaixo do nível máximo padrão de 500 mg por metro cúbico.

A transformação de resíduo doméstico em um produto comercial valioso é uma necessidade hoje em dia. O projeto da usina pretende melhorar a ventilação do gás metano no local do aterro, enquanto fornece uma fonte de combustível ecológica para gerar eletricidade. Depois de alguns anos de operação, altos níveis de confiabilidade foram percebidos. A usina resultou em benefícios econômicos, sociais e ecológicos para o cliente.

Para obter mais informações, acesse www.catgaspower.com/pt.