Исследование и оптимизация системы сбора биогаза на полигонах твердых отходов в целях обеспечения экологической безопасности

• Автор: Ефремова, Татьяна Васильевна
• Шифр специальности: 03.00.16, 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Условные обозначения

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Экологическая и пожарная опасность полигонов твердых бытовых отходов

1.2. Характеристика систем сбора биогаза на полигонах ТБО

1.3. Свойства грунтов, влияющие на распределение газа

в теле полигона ТБО

1.4. Движение газа в пористой среде и приток к скважине

1.5. Истечение газа через отверстия

1.6. Движение газа с переменным расходом в трубопроводе

постоянного диаметра
1.7. Движение двухфазных потоков
1.7.1. Особенности процессов движения двухфазных потоков
1.7.2. Основные характеристики двухфазных потоков
1.7.3. Определение потерь давления на трение при движении двухфазных потоков
1.7.4. Расчет местных гидравлических сопротивлении при движении двухфазных потоков
1.7.5. Движение двухфазного потока газ твердые частицы
1.8. Постановка задач исследования
1.9. Выводы по первой главе
ГЛАВА 2. ОЦЕНКА ФАКТОРОВ , ВЛИЯЮЩИХ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ СИСТЕМ СБОРА БИОГАЗА НА ПОЛИГОНАХ ТБО
2.1. Классификация грунтов полигонов ТБО
2.2. Определение критических параметров при всасывании
биогаза через отверстия
2.3. Определение давления газа у всасывающего отверстия газосборной трубы и коэффициента дополнительных фильтрационных сопротивлений
2.4. Определение потерь давления на трение при движении влажного биогаза
2.5. Определение потерь давления в местных сопротивлениях при движении влажного биогаза
2.6. Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. ПОСТАНОВКА И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПАРАМЕТРОВ
ПЕРФОРИРОВАННЫХ ТРУБ И СИСТЕМЫ СБОРА БИОГАЗА НА
ПОЛИГОНАХ ТБО
3.1. Обоснование экспериментальных исследований
3.2. Описание экспериментальной установки для исследования параметров перфорированных труб
3.3. Описание экспериментальной установки для исследования параметров системы сбора биогаза на полигонах ТБО
3.4. Исследование влияния материала труб на гидравлический режим
3.5. Исследование зависимости расхода газа от угла наклона и диаметра перфорированной трубы
3.6. Исследование зависимости разрежения от диаметра перфорированной трубы и расстояния до всасывающего отверстия
3.7. Исследование зависимости разрежения от угла наклона трубы, диаметров перфорированной трубы и всасывающего отверстия
3.8. Исследование зависимости разрежения от диаметров перфорированной трубы и всасывающего отверстия и расстояния от конца трубы до всасывающего отверстия
3.9. Исследование зависимости разрежения от расхода газа и диаметра перфорированной трубы
3 Исследование зависимости разрежения от расстояния между
трубами и расстояния до всасывающего отверстия
3 Исследование зависимости разрежения от расположения перфорированных труб относительно коллектора
3 Исследование зависимости разрежения от соотношения
диаметров перфорированной трубы и сборного коллектора
3 Исследование зависимости разрежения от соотношения длины
и диаметра сборного коллектора
3 Исследование зависимости расхода газа от диаметра перфорированных труб и расстояния между трубами
3 Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4 . ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Методика определения оптимальных параметров системы
сбора биогаза на полигонах ТБО
4.2. Система сбора и утилизации биогаза на полигонах ТБО
4.3. Экономическая и экологическая эффективность внедрения
системы сбора и утилизации биогаза на полигонах ТБО
4.4. Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


ГЛАВА 1. ГЛАВА 2. ГЛАВА 3. ГЛАВА 4 . Актуальность проблемы. Захоронение твердых бытовых отходов ТБО на специальных полигонах или свалках стало традиционным для России способом размещения отходов. При этом опасность для всех компонентов окружающей среды человека, воздушного пространства, почвы, растительности и животных даже на значительных расстояниях от места захоронения сохраняется на долгое время, исчисляемое десятками лет после прекращения захоронения. Основная опасность, исходящая от полигонов ТБО, загрязнение воздушного бассейна газами, образующимися при биохимических процессах распада складируемых отходов. Обеспечение экологической безопасности полигонов ТБО возможно путем их правильного обустройства и эксплуатации. Помимо сокращения ущерба, наносимого окружающей природной среде, достигается дополнительная энергетическая выгода от сбора и утилизации метансодержащего газа. Один из эффективных способов обеспечения экологической безопасности полигонов ТБО это сбор биогаза с последующим энергетическим использованием его. На практике подтверждено, что потери давления в системах сбора биогаза относительно велики и приводят к неравномерному всасыванию по длине труб, что является причиной нежелательных подсосов воздуха в отдельных отверстиях. С другой стороны, при недостаточном разрежении концевые участки перфорированных труб могут не участвовать в процессе извлечения биогаза. Таким образом, является актуальным решение задачи создания систем сбора биогаза, работающих с устойчивым гидравлическим режимом на всей площади обслуживаемых полигонов и извлекающих заданный объем биогаза. Волгоградского государственного архитектурностроительного университета. Цель работы оптимизация параметров систем сбора биогаза в целях обеспечения экологической безопасности на полигонах ТБО и получения экологически чистого газообразного топлива. ТБО. Основная идея работы состоит в исследовании параметров систем сбора биогаза, влияющих на эффективность процесса извлечения биогаза на полигонах ТБО, в целях получения экологически чистого газообразного топлива и обеспечения экологической безопасности. Методы исследования включали аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, физическое моделирование, обработку экспериментальных данных методами математической статистики. Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована планированием необходимого объема экспериментов, доказана применением классических положений механики газов при моделировании изучаемых процессов, подтверждена удовлетворительной сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований. ТБО. ТБО.