一个垃圾填埋场的4E分析和三目标优化,该垃圾填埋场与电气转化和液处理系统相结合

科学领域:

• 环境工程 环境工程
• 可再生能源系统可再生能源系统
• 废物管理 废物管理

背景情况:

• 增加废物生产需要超越传统垃圾填埋的先进管理策略.
• 垃圾填埋场产生危险的生物气和液,造成严重的环境风险.
• 将废物处理与能源回收系统相结合,提供了一个可持续的解决方案.

研究的目的:

• 评价一套将垃圾填埋污水处理与电气转化 (PtG) 装置相结合的系统.
• 利用可再生能源,特别是太阳能光伏和风力轮机,为PtG系统中的电解器提供动力.
• 进行多目标优化,考虑能源,功率,经济和环境因素.

主要方法:

• 拟议的系统利用垃圾填埋场的液生产生物气体,在PtG甲化装置中将二氧化碳转化为甲.
• 电解器的电力来自剩余的可再生能源.
• 进行了能源,功率,经济和环境分析,随后使用遗传算法进行了三目标优化.

主要成果:

• 该系统实现了19.03%的能量效率和19.51%的能量效率.
• 关键绩效指标包括176.63公斤/小时的甲生产率和82.42%的二氧化碳转化率.
• 三个目标的优化带来了更好的结果:26.16%的能量效率,131万欧元的年度总成本和96.57%的二氧化碳转化.

结论:

• 综合系统有效地将垃圾填埋场的液和生物气转化为甲,减轻环境危害.
• 可再生能源的整合提高了废物转化能源过程的可持续性和经济可行性.
• 优化可以显著提高系统性能,降低成本并提高资源恢复效率.