垃圾填埋气收集利用全流程系统解决方案

垃圾填埋气的收集利用是一项对环境有益且经济可行的技术手段。我国目前的垃圾填埋气处理模式存在收集效率低下、资源化利用水平低、产业化发展不足等问题,严重制约着我国实现垃圾填埋气资源化、无害化的目标。在统筹安排、协调统一温室气体减排问题与垃圾填埋气高值利用问题的前提下,针对处于填埋作业中和填埋封场后等不同阶段的填埋场,以我国多处典型垃圾填埋场为实际案例,阐述垃圾填埋气高效收集系统、以变压吸附过程为基础的填埋气甲烷高效分离技术、集成化撬装式垃圾填埋气甲烷分离提纯装备的探索、优化、推广过程;在此基础上,提出"高效收集-净化提纯预处理-资源化利用"的全流程系统解决方案,以期对垃圾填埋气高效收集利用的各个流程环节提供技术支撑。     

不同降解阶段填埋垃圾体的气体渗透特性研究

通过对不同降解阶段填埋垃圾体渗透系数的测定，研究了在不同压实密度、不同含水率条件下垃圾体渗透特性的变化情况，实验表明：1.对不同降解阶段的填埋垃圾体，新鲜垃圾及混和垃圾的渗透系数接近，腐熟垃圾明显高于前两者；随压实密度增加，其气体渗透系数均呈指数规律递减；2.随着垃圾体含水率的增加，腐熟与新鲜垃圾的渗透系数均呈线性规律递减，含水率对渗透系数的影响要远小于压实密度的影响；3.新垃圾、混合垃圾、腐熟垃圾均具有较显著的各向异性特征，在典型压实密度下，水平方向的气体渗透系数Kh为垂直方向渗透系数Kv的3.5-27.3倍。     

生活垃圾填埋气甲烷含量的影响因子

对影响填埋气甲烷含量的因子进行了实验，结果表明垃圾成分对填埋气甲烷含量有显著影响；对渗滤液回灌无显著影响。调节填埋物含水率在50％－60％，pH6.8-7.2,同时注意保温，提高填埋场的作业水平，有利于填埋气的产生。     

厨余垃圾填埋产气过程实验模拟研究

研究垃圾填埋产气规律对合理预测垃圾填埋产气量及进行垃圾填埋气回收利用有着重要意义。本文针对我国生活垃圾以厨余为主的特点,选择厨余垃圾在厌氧模拟反应器中进行填埋降解产气过程模拟实验。实验取两个柱形模拟反应器,分别使用未经pH调节和经过pH调节的渗滤液进行回灌。实验结果表明,对回灌的渗滤液进行pH调节对促进垃圾降解产气有比较明显的作用。本文还讨论了调节pH值对垃圾填埋产气的影响机理。     

马鞍山市向山垃圾填埋场抽气实验研究

本文根据马鞍山市向山垃圾填埋场的现场抽气实验，分析了影响垃圾填埋气体产生的各因素的变化规律，确定了抽气压力、气体流量和甲烷含量的关系及其影响因素，并以此为基础对填埋气体收集利用工程中填埋场的选择和系统的设计提出了建议。     

垃圾填埋气净化利用集成系统工艺研究

垃圾填埋气的净化利用是一项经济可行且对环境有益的技术。文章对城市生活垃圾填埋气中甲烷、硫化氢、二氧化碳、氧气的分离和液化提纯技术进行了详细介绍,重点设计了一种将填埋气提纯液化为车用燃气的工艺,最大程度实现垃圾填埋气资源的利用价值,为我国发展循环经济道路提供实践参考。     

新建垃圾填埋场填埋气体发电利用规划及实践

垃圾填埋场填埋气发电利用是减排填埋场温室气体排放的有效措施,纳入清洁发展机制(CDM)项目。更具有良好的环境效益和经济效益。本文以广州市兴丰生活垃圾卫生填埋场为例,从垃圾成分、填埋气产生量和CDM项目申请方式等方面分析了新建垃圾填埋场填埋气发电利用规划,并得到了此类项目有益的建设经验。     

安定填埋场填埋气收集利用项目

安定垃圾填埋场(简称“填埋场”,下同)位于北京市的南部约40km大兴区的安定镇附近,周围主要是农业用地。收集北京市安定垃圾填埋场产生的填埋气,发电机通过燃烧其中的甲烷进行发电,并向电网输送电力。本项目是在填埋场安装一套填埋气(LFG)收集利用系统,利用收集的填埋气所含的甲烷作为燃料,在一个渗滤液蒸发器中把渗滤液蒸发掉,以保护周围大气环境和地下水环境。渗滤液是从垃圾填埋场的底部得到的液体,它一部分是垃圾进行生物降解的产物,另一部分是由降水经过垃圾堆体过滤后形成。渗滤液蒸发器可以将渗滤液进行蒸发处理,从而避免了把渗滤…     

填埋气制取车用燃料的综合研究

垃圾填埋气(LFG)是垃圾填埋过程中的产物,收集LFG制取车用燃料不但可以解决能源问题,还可以减少温室气体排放,从而保护环境。文章从垃圾填埋气的成分及影响因素出发,介绍了填埋场的产气概率模型,分析了经过收集净化处理后用做汽车燃料的流程,并讨论了由此带来的综合效益以及技术应用中存在问题。     

国内垃圾填埋气利用新途径--压缩制汽车燃料气

本文简要介绍了垃圾填埋气利用的途径之一--压缩制汽车燃料气的工艺、环境影响及产品可靠性,并简要介绍了国内正在建设的鞍山市垃圾填埋沼气制取汽车燃料示范工程.     

天然气掺氢双燃料发动机的燃气供给系统设计

随着汽车工业的迅速发展,石油资源匮乏和环境污染问题越来越严重,使用清洁燃料是解决该问题的有效途径,而天然气掺氢是最具可行性的方式之一。为此,针对所选取的S195柴油机,选取天然气与空气的混合方式为进气管预混合方式,氢气利用氢气喷嘴按一定比例喷入进气歧管,进而设计出了天然气掺氢双燃料发动机的燃气供给系统。同时,根据所选S195柴油机确定的一些基本参数,对燃气供给系统的各个零部件进行了详细的设计、计算与选型。     

双层桨搅拌槽内气液分散特性的CFD-DPM模拟

为研究气液搅拌反应器内气体的分散和返混效果对反应器性能的影响,基于计算流体动力学(CFD)软件Fluent 62,液相和气相分别采用Euler模型和离散相模型(DPM),对双层六直叶圆盘涡轮桨(6-DT)搅拌槽内气液两相流动进行数值模拟,得到了槽内宏观流动场和气含率分布．通过统计不同时刻逸出液面的示踪气泡数量,对搅拌槽内气体停留时间分布进行了分析．研究结果表明:搅拌槽内液相在每层桨区形成了典型的双循环流型,槽内共有4个循环涡存在,气体易在循环涡涡心处聚集导致局部气含率相对较高,而在槽底区和两桨间区局部气含率相对较低;搅拌槽内气体停留时间分布具有单峰和拖尾现象,并受流型、气泡尺寸和操作条件等影响;提高搅拌转速或减小通气量有利于气体在槽内返混和分散．     

输送天然气离心式压缩机干气密封性能分析

为了了解高压下混合实际气体行为和理想气体的区别,采用Redlich-Kwong方程表达混合气体的实际行为,对Muijderman螺旋槽窄槽理论气膜压力控制方程进行修正,并加以求解.针对螺旋槽干气密封,以天然气为例,分析混合气体效应对螺旋槽干气密封的端面压力、泄漏率、气膜刚度和开启力等特性的影响,并在不同压力下与其对应的理想气体和甲烷气体进行对比.结果表明:天然气混合实际气体效应,易受压缩,使干气密封的泄漏率、槽根压力、端面开启力、气膜刚度增大,其中对泄漏率的影响尤为明显;尽管天然气中的绝大部分气体是甲烷气体,但是天然气密封性能与甲烷实际气体性能差距较大,不能仅通过甲烷实际气体来分析天然气的密封性能.     

实际气体效应对螺旋槽干气密封性能影响的数值分析

在干气密封的研究和设计过程中,一般将密封气体按理想气体处理.但在高压情况下,某些气体的实际效应明显偏离理想气体.以工业上常见的空气、CO₂(二氧化碳)、H₂(氢气)和N₂(氮气)为例,针对广泛使用的螺旋槽干气密封,利用CFD商业软件的三维数值模拟功能,考虑实际气体效应,并同时考虑了气体流经密封环端面时温度发生变化的情况,得到了实际气体效应对干气密封开启力和泄漏率等密封性能的影响规律.结果表明:在压力不超过4.6 MPa研究范围内,空气、N₂实际气体与理想气体的密封性能基本相同,而CO₂实际气体的开启力和泄漏率大于理想气体结果,H₂实际气体开启力和泄漏率则略微小于理想气体结果.实际气体效应对干气密封的泄漏率影响较大,对开启力的影响不大.     

螺旋槽干气密封端面气膜温度场的数值分析

为了解因黏性剪切和压缩膨胀等因素导致干气密封气体流经密封端面时的温度变化,以空气润滑螺旋槽干气密封为研究对象,利用CFD软件的三维数值模拟功能,分别研究了膜厚t、转速n和密封气体压力po对稳态运行时端面气膜温度分布的影响.结果表明:气膜温度沿径向和周向均发生变化,螺旋槽内靠近外径处的气体温度较低.随着膜厚t的增大,气膜的高温区由台区逐渐转移到密封坝区.膜厚t越大,端面气膜的平均温度越低.转速n对于气膜温度的影响明显,随着转速n增大,气膜温度迅速上升.而随着密封气体压力po的增大,泄漏量St逐渐增大,通过泄漏气体带走的热量相应增大,气膜温度相应降低.     

螺旋槽干气密封端面气膜的热力过程

针对螺旋槽干气密封,仅考虑气体沿密封面流动经历压缩与膨胀的热力过程.利用萨特兰黏-温方程和气体过程方程表征气体黏度与压力的关系,将该方程代入Muijderman建立的螺旋槽流体膜压力控制方程,得到考虑多变指数m影响的端面气膜压力控制方程,对该方程求解获得气膜温度沿密封端面的变化规律.结果表明,随着m的增大,相应位置的气膜压力降低,但降低幅度不大.随着气体从外径流到内径,气膜温度沿密封环半径方向的分布规律反应出气膜的压缩膨胀特征.气体受到压缩时,气膜温度高于边界温度To,且m越大,温度越高;气体得到膨胀时,温度逐渐降低,且m越大,温度下降越迅速.     

工业烟气中CO2直接用于增施气肥的流动及扩散特性分析

工业烟气中的CO₂浓度较低,并且含有不同污染物,能否直接用作增施气肥存在一定的不确定性。为研究将工业烟气中CO₂直接用于农业生产中增施气肥的可行性,对工业烟气排放后的烟气特性、CO₂组成、污染特性进行了分析和评估。基于CFD数值模拟技术,对工业烟气在大棚内的CO₂扩散特性进行了模拟分析。研究结果表明,工业烟气中含有不同的污染物成分可能会对大棚内的环境空气质量产生影响,需经过合理评估并采取适当措施后方可满足农业生产的要求。基于燃煤电厂排放的烟气特点,在CO₂吸收速率为5×10?8 m3/s、烟气稀释倍数为100,控制进入大棚内的SO₂、NO₂、Hg、HF和PM等污染物浓度达到15 mg/m3、8 mg/m3、5 μg/m3、0.2 mg/m3和7.5 mg/m3时,可实现大棚内的污染物浓度达到环境空气质量标准的一级标准（GB 3095—2012）,并且CO₂浓度满足植物生长的浓度要求。不同入口布置方式对大棚内的CO₂浓度影响较大,采用两边和中间同时布点的方案可以较好实现CO₂浓度在大棚内的均匀性要求。因此,工业烟气中的CO₂直接用于农业生产具有可行性,但在实际应用中,应结合烟气中的CO₂浓度、植物的吸收速率、CO₂喷入位置、稀释倍数和污染物浓度进行综合评估,并应用于农业生产。      

基于CFD的球阀三维流场数值模拟

为了探索新型转子式油气混输泵出口球阀内流场规律,建立球阀流场的三维模型,利用Fluent软件,将标准k-ε湍流模型与多相流技术相结合,采用SIMPLE算法,对新型转子式油气混输泵出口球阀内的三维气液两相流场进行数值模拟.在容积含气率为25％,50％,75％的不同工况下,通过对球阀开启高度分别为3,5,7 mm时的速度场、压力场与气液相分布的分析,探讨在气液混输过程中阀的开启高度及不同气液比对阀内流场的影响规律.模拟结果表明:球阀开启高度越大,阀球上下压差越小;阀隙流速随着开启高度的增大而减小.在气液混输过程中气相介质主要靠近阀球壁流动,同一开启高度下气液比对阀隙流速的影响较小.研究结果直观展现了球阀内流场形态,在一定程度上揭示了气液两相介质在阀内的流动规律,为新型转子式油气混输泵出口球阀的设计与优化提供理论指导.     

汽油发动机排放对环境的污染及对策

本文对汽油发动机排放中所含有害气体对人体的危害、对环境污染的原因进行分析，并提出相应的防范措施。     

高炉煤气发电技术

高炉煤气是炼铁高炉生产中的副产品,其可燃成分主要是CO,属于重要的二次能源。分析了蒸汽轮机、燃气轮机及其联合循环发电、燃气内燃机这三种高炉煤气发电形式的优缺点及其运行状况。着重论述了高炉煤气内燃机的技术难点及解决方案,并提出了今后的研究方向。在燃用高炉煤气上,蒸汽轮机和燃气轮机及其联合循环发电适合大型发电厂;燃气内燃机机组适合于我国中小型钢铁企业回收和利用高炉煤气。