📄Работа №80541
Тема: РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ СВАЛОЧНОГО ГАЗА (КОМБИНИРОВАННОЙ ВЫРАБОТКИ ТЕПЛОВОЙ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ)
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
менеджмент
Объем:
60 листов
Год:
2017
Просмотров:
307
5570
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 3
1 Образование и состав свалочного газа, его добыча и утилизация 5
1.1 Классификация твердых бытовых отходов 5
1.2 Конструкция полигонов ТБО 6
1.3 Образование и состав свалочного газа 10
1.4 Технология сбора свалочного газа и его транспортировка 11
1.5 Газотурбинная установка 15
1.6 Газопоршневая установка 18
1.7 Использование свалочного газа в качестве газомоторного топлива 19
1.8 Способы переработки твердых бытовых отходов (ТБО) 21
1.8.1 Сжигание ТБО 23
1.8.2 Аэробная ферментация при переработке ТБО 24
1.8.3 Анаэробная ферментация при переработке ТБО 25
2 Процесс преобразования свалочного газа в энергию 27
2.1 Твердооксидный топливный элемент 27
2.2 Предварительная обработка свалочного газа 29
2.3 Преобразование газа в энергию 33
3 Модель системы сбора и утилизации свалочного газа 36
3.1 Патентное исследование 36
3.2 Разработка модели утилизации свалочного газа 39
3.3 Защита интеллектуальной собственности 44
Заключение 47
Список использованных источников 49
Приложение
1 Образование и состав свалочного газа, его добыча и утилизация 5
1.1 Классификация твердых бытовых отходов 5
1.2 Конструкция полигонов ТБО 6
1.3 Образование и состав свалочного газа 10
1.4 Технология сбора свалочного газа и его транспортировка 11
1.5 Газотурбинная установка 15
1.6 Газопоршневая установка 18
1.7 Использование свалочного газа в качестве газомоторного топлива 19
1.8 Способы переработки твердых бытовых отходов (ТБО) 21
1.8.1 Сжигание ТБО 23
1.8.2 Аэробная ферментация при переработке ТБО 24
1.8.3 Анаэробная ферментация при переработке ТБО 25
2 Процесс преобразования свалочного газа в энергию 27
2.1 Твердооксидный топливный элемент 27
2.2 Предварительная обработка свалочного газа 29
2.3 Преобразование газа в энергию 33
3 Модель системы сбора и утилизации свалочного газа 36
3.1 Патентное исследование 36
3.2 Разработка модели утилизации свалочного газа 39
3.3 Защита интеллектуальной собственности 44
Заключение 47
Список использованных источников 49
Приложение
📖 Введение
Важной проблемой современности является рациональная утилизация твердых бытовых отходов (ТБО) [18].
В России основным способом утилизации ТБО является их захоронение на специальных полигонах. В этих условиях отходы подвергаются интенсивному биологическому разложению, которое сопровождается выделением свалочного газа [47].
Основными компонентами свалочного газа являются не только газы, создающие «парниковый эффект», такие как метан и диоксид углерода, но и такие токсичные соединения как оксид углерода, оксиды азота, сероводород, диоксид серы. Выбросы свалочных газов, поступающих в окружающую среду, оказывает негативные эффекты как локального, так и глобального геоэкологического характера [20].
Свалочный газ относится к числу причин возгорания отходов на полигонах ТБО и мусорных свалках [49]. Если содержание метана в воздухе становится от 5 до 15%, а содержание кислорода 12%, происходит образование взрывоопасной смеси.
Необходимость энергосбережения и снижения загрязнения окружающей среды приводит к более рациональному использованию традиционных энергоресурсов, а также поиску возобновляемых и недорогих источников энергии, к которым в последнее время все чаще относят твердые бытовые отходы.
Образующийся на полигонах ТБО свалочный газ является высококалорийным топливом, не уступающим по энергетике традиционному бурому углю. Газообразное топливо используется для производства тепловой и электрической энергии.
Для энергетики большинства развитых стран применение свалочного газа не является первостепенной задачей, однако оставлять без внимания данный источник энергии не следует как по экологическим, так и по экономическим соображениям, что доказывается опытом ряда стран [21]. Например, в ЕС введена Директива, согласно которой сбор и утилизация свалочного газа со всех свалок с биологически разлагающимися отходами являются обязательными ввиду сокращения негативных воздействий на окружающий мир и здоровье человека.
Образующийся на свалках газ с начала 80-х гг. усиленно добывается во многих странах. На сегодняшний день в мире используется порядка 1,2 млрд. м3/год свалочного газа, что равносильно 429 тыс. тонн метана, или 1% его глобальной эмиссии. Всего в мире в настоящее время применяется или разрабатывается порядка 60 разновидностей технологий по переработке свалочного газа.
Однако в России свалочный газ практически не используют.
Цель магистерской диссертации: разработать теоретической модели способа утилизации свалочного газа с условием обеспечения комбинированной выработки тепловой и электрической энергии.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1) изучить процесс образования и состав свалочного газа, требования к его предварительной обработке перед дальнейшим использованием;
2) разработать структурную схему процесса утилизации свалочного газа с условием комбинированной выработки тепловой и электрической энергии;
3) выбрать техническое решение и сформировать требования к технологическим блокам схемы энергетической утилизации свалочного газа;
4) предложить вариант защиты технического решения как объекта интеллектуальной собственности.
При написании работы были использованы труды отечественных и зарубежных авторов, таких как Бобович Б. Б., Аносова М. М, Вайсман Я. И., Коробко В. И., Мацукевич В. В., Ножевникова А. Н.
В России основным способом утилизации ТБО является их захоронение на специальных полигонах. В этих условиях отходы подвергаются интенсивному биологическому разложению, которое сопровождается выделением свалочного газа [47].
Основными компонентами свалочного газа являются не только газы, создающие «парниковый эффект», такие как метан и диоксид углерода, но и такие токсичные соединения как оксид углерода, оксиды азота, сероводород, диоксид серы. Выбросы свалочных газов, поступающих в окружающую среду, оказывает негативные эффекты как локального, так и глобального геоэкологического характера [20].
Свалочный газ относится к числу причин возгорания отходов на полигонах ТБО и мусорных свалках [49]. Если содержание метана в воздухе становится от 5 до 15%, а содержание кислорода 12%, происходит образование взрывоопасной смеси.
Необходимость энергосбережения и снижения загрязнения окружающей среды приводит к более рациональному использованию традиционных энергоресурсов, а также поиску возобновляемых и недорогих источников энергии, к которым в последнее время все чаще относят твердые бытовые отходы.
Образующийся на полигонах ТБО свалочный газ является высококалорийным топливом, не уступающим по энергетике традиционному бурому углю. Газообразное топливо используется для производства тепловой и электрической энергии.
Для энергетики большинства развитых стран применение свалочного газа не является первостепенной задачей, однако оставлять без внимания данный источник энергии не следует как по экологическим, так и по экономическим соображениям, что доказывается опытом ряда стран [21]. Например, в ЕС введена Директива, согласно которой сбор и утилизация свалочного газа со всех свалок с биологически разлагающимися отходами являются обязательными ввиду сокращения негативных воздействий на окружающий мир и здоровье человека.
Образующийся на свалках газ с начала 80-х гг. усиленно добывается во многих странах. На сегодняшний день в мире используется порядка 1,2 млрд. м3/год свалочного газа, что равносильно 429 тыс. тонн метана, или 1% его глобальной эмиссии. Всего в мире в настоящее время применяется или разрабатывается порядка 60 разновидностей технологий по переработке свалочного газа.
Однако в России свалочный газ практически не используют.
Цель магистерской диссертации: разработать теоретической модели способа утилизации свалочного газа с условием обеспечения комбинированной выработки тепловой и электрической энергии.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1) изучить процесс образования и состав свалочного газа, требования к его предварительной обработке перед дальнейшим использованием;
2) разработать структурную схему процесса утилизации свалочного газа с условием комбинированной выработки тепловой и электрической энергии;
3) выбрать техническое решение и сформировать требования к технологическим блокам схемы энергетической утилизации свалочного газа;
4) предложить вариант защиты технического решения как объекта интеллектуальной собственности.
При написании работы были использованы труды отечественных и зарубежных авторов, таких как Бобович Б. Б., Аносова М. М, Вайсман Я. И., Коробко В. И., Мацукевич В. В., Ножевникова А. Н.
✅ Заключение
В ходе выполнения магистерской работы были изучены способ образования и состав свалочного газа, требования к его предварительной обработке перед дальнейшим использованием.
В качестве технического решения была разработана теоретическая модель способа утилизации свалочного газа с условием обеспечения комбинированной выработки тепловой и электрической энергии, включающая в себя технологическую часть добычи, накопления, транспортировки свалочного газа и его конечного использования после газоподготовки.
К каждому технологическому блоку схемы энергетической утилизации свалочного газа были сформированы требования.
Свалочный газ относится к надежным источникам альтернативной возобновляемой энергии, так как образуется из постоянно поступающего на полигоны твердых бытовых отходов мусора [5]. Использование свалочного газа в качестве топлива для выработки электрической и тепловой энергии дает возможность значительно снизить объем выбросов метана с полигонов ТБО и сократить потребность в энергии, получаемой из ископаемых видов топлива.
Г аз, полученный с полигона ТБО, на 55-80% состоит из метана и на 20-45% из углекислого газа. Его можно использовать как в качестве топлива для двигателей транспортных средств, так и для получения тепловой и электрической энергии.
Существует 4 способа утилизации свалочного газа: факельное сжигание, использование в качестве топлива для газотурбинных и газопоршневых установок, преобразование в энергию с помощью топливных элементов.
Наиболее эффективным способом утилизации является утилизация свалочного газа с использованием топливного элемента.
Наиболее перспективным видом топливных элементов является твердооксидный топливный элемент (ТОТЭ), который не нуждается в дорогом катализаторе и может работать на многих видах топлива. Электрический КПД ТОТЭ составляет в среднем 35%, тепловой КПД - 55%. Таким образом суммарный КПД твердооксидного топливного элемента может достигать 90%.
Сформулированное техническое решение представляет собой модель энергетической утилизации свалочного газа, начиная с отбора газа с полигона ТБО и заканчивая преобразованием очищенного газа в энергию.
Техническое решение предлагается защищать как рационализаторское предложение. Был изучен порядок оформления и регистрации рационализаторского предложения, составлена документация на подачу заявки на регистрацию объекта интеллектуальной собственности (приложение).
В качестве технического решения была разработана теоретическая модель способа утилизации свалочного газа с условием обеспечения комбинированной выработки тепловой и электрической энергии, включающая в себя технологическую часть добычи, накопления, транспортировки свалочного газа и его конечного использования после газоподготовки.
К каждому технологическому блоку схемы энергетической утилизации свалочного газа были сформированы требования.
Свалочный газ относится к надежным источникам альтернативной возобновляемой энергии, так как образуется из постоянно поступающего на полигоны твердых бытовых отходов мусора [5]. Использование свалочного газа в качестве топлива для выработки электрической и тепловой энергии дает возможность значительно снизить объем выбросов метана с полигонов ТБО и сократить потребность в энергии, получаемой из ископаемых видов топлива.
Г аз, полученный с полигона ТБО, на 55-80% состоит из метана и на 20-45% из углекислого газа. Его можно использовать как в качестве топлива для двигателей транспортных средств, так и для получения тепловой и электрической энергии.
Существует 4 способа утилизации свалочного газа: факельное сжигание, использование в качестве топлива для газотурбинных и газопоршневых установок, преобразование в энергию с помощью топливных элементов.
Наиболее эффективным способом утилизации является утилизация свалочного газа с использованием топливного элемента.
Наиболее перспективным видом топливных элементов является твердооксидный топливный элемент (ТОТЭ), который не нуждается в дорогом катализаторе и может работать на многих видах топлива. Электрический КПД ТОТЭ составляет в среднем 35%, тепловой КПД - 55%. Таким образом суммарный КПД твердооксидного топливного элемента может достигать 90%.
Сформулированное техническое решение представляет собой модель энергетической утилизации свалочного газа, начиная с отбора газа с полигона ТБО и заканчивая преобразованием очищенного газа в энергию.
Техническое решение предлагается защищать как рационализаторское предложение. Был изучен порядок оформления и регистрации рационализаторского предложения, составлена документация на подачу заявки на регистрацию объекта интеллектуальной собственности (приложение).
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.