據(jù)美國環(huán)保署（EPA）的垃圾填埋場甲烷開發(fā)計(jì)劃（LMOP）稱：在經(jīng)歷一些年的沉寂之后，垃圾填埋場高熱量甲烷利用項(xiàng)目又開始如雨后春筍般涌現(xiàn)。從2006年開始，美國共有11個(gè)高熱量甲烷項(xiàng)目開工建設(shè)。

　　今天的高熱甲烷項(xiàng)目采用了最新的技術(shù)，能清除其中的二氧化碳和雜質(zhì)，獲得95%純度的甲烷氣體，其熱量值與天然氣相當(dāng)。技術(shù)的進(jìn)步以及更高的收益率使得高熱甲烷項(xiàng)目成為更多垃圾填埋場的一個(gè)可行的選擇。

　　一般的垃圾填埋場沼氣只含有約50%的甲烷——甲烷是天然氣的主要成分，50%的二氧化碳，還有一小部分的有機(jī)化合物和雜質(zhì)。去除沼氣中的二氧化碳和雜質(zhì)，能使其熱量值翻倍，達(dá)到與天然氣等同的高度——1025-1095英熱單位每立方英尺。

　　高熱甲烷通常被直接注入天然氣管道，與天然氣混合，被送往千家萬戶。

  趨勢

　　2006年以前，高熱甲烷項(xiàng)目的增長非常平淡，新增項(xiàng)目量大約在每年1個(gè)左右。而如今，據(jù)LMOP估計(jì)，2009年將有10個(gè)高熱甲烷項(xiàng)目開始運(yùn)營。

　　2007年，辛辛那提市的Rumpke SLF垃圾填埋場投資1500萬美元的高熱甲烷加工工廠（始建于1986年）擴(kuò)建項(xiàng)目完工。此次擴(kuò)建完成后，將使該工廠的垃圾填埋場沼氣處理能力從900萬提高到1500萬立方英尺每天。據(jù)該工廠的擁有者M(jìn)ontauk Energy公司（匹茲堡）運(yùn)營副總裁Rick O’Mahony稱：“垃圾填埋場的沼氣產(chǎn)量在逐步增多，我們有兩個(gè)選擇，要不花點(diǎn)錢直接把他們燒掉，要不投點(diǎn)錢擴(kuò)建高熱甲烷工廠，把它們制造成高熱甲烷賣給用戶?！?/p>

　　促進(jìn)近幾年高熱甲烷項(xiàng)目迅猛增長的三大主要因素是：低零售電價(jià)，高天然氣零售價(jià)，和氣體分離技術(shù)的進(jìn)步。

　　電和天然氣的價(jià)格，決定垃圾填埋場沼氣的哪一種處理方式更有利可圖。過去幾年，美國的零售電價(jià)相對(duì)穩(wěn)定。與此同時(shí)，天然氣價(jià)格卻開始顯著上漲，很多垃圾填埋場開始上馬高熱甲烷項(xiàng)目。技術(shù)的進(jìn)步同樣刺激了這一趨勢。制造商們降低了沼氣處理設(shè)備的價(jià)格和壓力要求，使得高熱甲烷項(xiàng)目在垃圾填埋場（即使是那些沼氣產(chǎn)能小于3000標(biāo)準(zhǔn)立方英尺每分鐘的垃圾填埋場）變得有利可圖。

  滿足規(guī)格

　　垃圾填埋場沼氣必須經(jīng)過徹底的清洗和升級(jí)才能最終出售給用戶。首先要滿足管道質(zhì)量，這需要四個(gè)步驟。

　　最后一步是去除二氧化碳，這是高熱甲烷項(xiàng)目的主要組成部分。這是因?yàn)槎趸颊嫉嚼盥駡稣託庠瓪獾?0%，而且去除二氧化碳需要專門的分離設(shè)備。與二氧化碳一并被清除的還有碳?xì)浠衔锖凸柩跬榈?。總而言之，需要根?jù)垃圾填埋場沼氣的成分，綜合運(yùn)用多種技術(shù)，才能制造出管道質(zhì)量的高熱甲烷氣體。

下面是制造管道質(zhì)量甲烷氣體的四個(gè)步驟。

  去氮和去氧

　　垃圾填埋場應(yīng)升級(jí)其沼氣收集系統(tǒng)，防止氣體侵入，以將含氮量和含氧量降到最低。垃圾填埋場沼氣收集系統(tǒng)是在真空下進(jìn)行的，而氮和氧會(huì)通過垃圾填埋場的表面侵入到沼氣手機(jī)系統(tǒng)。通過調(diào)整收集井的真空，和修補(bǔ)垃圾填埋場覆蓋層上的漏洞可以將這個(gè)問題最小化。

  除濕

　　很多垃圾填埋場用冷卻器或是干燥劑來除濕。

  除氫化硫

　　通常用液體吸收法——化學(xué)或物理溶液來去除氫化硫。

  去除二氧化碳

　　在美國，有四種二氧化碳去除技術(shù)得到了應(yīng)用：洗氣，膜分離，分子篩，和CO2Wash。以下是詳細(xì)介紹。

　　洗氣是指用一種溶劑選擇性地將二氧化碳和其他氣體吸入到該液相中。早期的高熱甲烷工廠主要采用的就是這種技術(shù)。

　　洗氣技術(shù)過去一般多被大型垃圾填埋場采用，其模式與天然氣加工工廠類似。洗氣工廠需要投入巨大的資本，因此，洗氣技術(shù)適合于那些沼氣產(chǎn)量比較大的垃圾填埋場（比如產(chǎn)能在6000標(biāo)準(zhǔn)立方英尺每分鐘的填埋場），以確保長期回報(bào)率。

　　至于膜分離。不同氣體的分子大小不一，它們?cè)谕ㄟ^多孔膜的時(shí)候，其速度也是不一樣的。二氧化碳通過膜的速度是甲烷的20倍。過去這項(xiàng)技術(shù)的一大障礙是——需要600psig的壓力來迫使二氧化碳通過膜。如今這一難題得到了解決——200psig的壓力就足以完成這個(gè)過程，這使得高熱甲烷項(xiàng)目在小型垃圾填埋場的應(yīng)用成為了可能。

　　膜分離技術(shù)的運(yùn)營和維護(hù)相對(duì)簡單。LMOP的國家數(shù)據(jù)庫顯示2000年后建成的高熱甲烷項(xiàng)目中有九個(gè)采用的是這種二氧化碳分離技術(shù)。

　　分子篩采用氣相活性炭來去除甲烷有機(jī)物和二氧化碳。分子篩媒介會(huì)優(yōu)先將二氧化碳吸附在其表面，當(dāng)媒介載滿了二氧化碳后，將分子篩拿下線，再通過降壓和凈化循環(huán)回收媒介，所以這種技術(shù)又被稱作變壓吸附。

　　CO2Wash是一種專利技術(shù)，它能將從垃圾填埋場沼氣中獲得的液態(tài)二氧化碳作為一種溶劑。在經(jīng)過除濕和壓縮處理后，沼氣向上經(jīng)過一個(gè)三層柱。位于這個(gè)柱子頂部的冷卻器將二氧化碳濃縮成液體形態(tài)。一部分液態(tài)二氧化碳用來清洗這根柱子，去除掉氣體中的揮發(fā)性有機(jī)污染物。整個(gè)過程生產(chǎn)出兩種產(chǎn)品：食品級(jí)別的二氧化碳（含量為99.99%）和中度熱量甲烷（甲烷含量為70%）。中度熱量甲烷可以用作燃料，或者是在經(jīng)過膜分離法生產(chǎn)出高熱甲烷。

  未來

　　天然氣價(jià)格顯然將繼續(xù)影響新開工高熱甲烷項(xiàng)目的數(shù)量。美國能源部的能源情報(bào)署（EIA）預(yù)計(jì)2009年天然氣的年平均價(jià)格為4.67美元每百萬英熱單位，到2010年將上漲到5.87美元每百萬英熱單位，而到2020年時(shí)，天然氣價(jià)格將為每百萬英熱單位8美元。

　　2009年已經(jīng)兩個(gè)新項(xiàng)目上線運(yùn)營，還有六個(gè)正在緊張建設(shè)中。開發(fā)商和技術(shù)供應(yīng)商將繼續(xù)致力于技術(shù)開發(fā)，為更多的所有類型和規(guī)模的垃圾填埋場生產(chǎn)高熱甲烷掃清道路。