武钢有限热能电站锅炉烟气净化工艺选择与应用

根据目前钢铁行业超低排放改造要求,燃气锅炉烟气污染物排放浓度的控制标准是颗粒物、SO₂、NO_x排放质量浓度小时均值分别不高于5、35、50 mg/m³。通过对武钢有限热能电站2台220 t/h高温高压燃气锅炉的烟气净化工艺的选择和论证,最终采用低氮燃烧+SCR脱硝+钙基固定床干法脱硫除尘工艺,实现热能电站锅炉的超低排放改造,为其他燃气锅炉的烟气净化治理提供参考和借鉴。     

海州露天矿采空区地表CO2通量的试验研究

为探究海州露天矿东邦废弃采空区自然发火状态,基于采空区遗煤自燃特性和气体扩散理论,采用智能土壤气体通量监测系统,以月为单位,对东邦自燃采空区上覆地表CO₂通量开展长周期、多测点连续性监测试验;根据试验区域内地表CO₂通量和土壤温度分布特征,探究地下火区释放CO₂的地表涌出范围和变化情况;同时,着眼于温室气体排放的评估,计算试验区域内的CO₂涌出量,并分析其随时间的变化特征。结果表明:地表CO₂通量与土壤温度有明显正相关性;试验区域地表CO₂高通量区域呈逐月扩大和递增的趋势;CO₂涌出量随月份逐渐递增,试验区域年CO₂涌出量约为3.6×10⁶ m³。     

低压环境下固液混合燃料爆炸特性研究

为研究高原低压环境下固液混合燃料的燃爆特性及反应机制,利用20 L爆炸球测试系统,以铝粉-乙醚和铝粉-乙醚-硝基甲烷2种固液混合燃料为研究对象,开展环境初始压力对爆炸峰值压力、爆炸质量浓度下限及爆炸产物的影响趋势研究。研究表明：2种固液混合燃料的最佳爆炸质量浓度、爆炸压力和爆炸危险性随环境压力的降低而降低;与零海拔相比,在模拟海拔4 500 m处(57.4 kPa),450 g/m³固液混合燃料的爆炸压力降低了26.84%～30.80%,爆炸质量浓度下限提高了5～10 g/m³;随着环境压力降低,爆炸气体产物一氧化碳(CO)体积分数增加,二氧化碳(CO₂)、一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)体积分数降低;爆炸固体残余物主要为α-氧化铝(α-Al₂O₃)和铝(Al)。     

改进灰狼算法优化GBDT在PM2.5预测中的应用

针对灰狼算法易陷入局部最优解和全局搜索能力不足的问题,通过霍尔顿序列(Halton Sequence)搜索算法初始化狼群位置,避免灰狼算法陷入局部最优解和重复运算;引入莱维飞行和随机游动策略对灰狼算法的寻优过程进行优化,以增加算法的全局搜索能力;利用粒子群算法模拟灰狼种群得出的最佳适应度以用于惩罚项改进灰狼算法中的头狼更新策略。使用改进算法优化的梯度提升树(Gradient Boosting Decision Trees, GBDT)模型对北京市大气污染物监测数据中PM_2.5质量浓度进行预测,采用3种评估函数对各模型以及混合模型预测效果得分进行评估。结果显示,本文改进的灰狼算法对梯度提升树的优化效果优于其他算法,均方根误差E_RMS为6.65μg/m³,平均绝对值误差E_MA为3.20μg/m³,拟合优度(R²)为99%,比传统灰狼算法优化结果的均方根误差减少了19.19μg/m³,平均绝对值误差降低了10.03μg/m³     

预混燃烧室的NOx与CO排放性能研究

建立了一套预混燃烧装置,进行了不同过量空气系数a、预混段长径比L/D、燃气平均速度v和旋流器旋流数Sn下的燃烧试验,研究了不同燃料-空气预混条件对燃烧尾气中污染物NOx与CO体积分数的影响。结果表明:当过量空气系数a1.1时,NOx与CO体积分数均呈下降趋势;预混长径比L/D在4~8时,增长预混长度可以减少污染物NOx的排放;减小燃气平均速度可以降低NOx体积分数,但CO体积分数略有增加;强旋流(Sn1.56)可以增强预混,降低NOx体积分数,但强旋流下CO体积分数增加迅速。     

定容燃烧弹内含煤尘甲烷爆燃火焰传播特性试验研究

为探究煤尘对甲烷爆燃火焰的直观影响，在定容燃烧弹(Constant Volume Chamber, CVC)内利用激光纹影技术获取了甲烷球形火焰纹影图像及含煤尘甲烷火焰纹影图像，分析了不同体积分数甲烷火焰(6.5%、8.0%、9.5%)的不稳定性，对比了不同质量浓度煤尘(5 g/m³、10 g/m³、15 g/m³、20 g/m³、25 g/m³)对甲烷火焰的影响，分析了含煤尘甲烷火焰传播机理。结果表明，定容燃烧弹内球形火焰发展经历了层流火焰、胞状不稳定火焰。煤尘对甲烷火焰的影响呈明显的阶段特性：在层流燃烧阶段，煤尘因吸热抑制火焰传播，且煤尘质量浓度越高，抑制作用越强；散布的煤尘可对火焰锋面产生扰动，使火焰加快发展为胞状不稳定火焰，且甲烷体积分数越接近化学当量比，煤尘质量浓度越高，火焰可更快发展为胞状不稳定火焰；随着化学反应速率提高，火焰温度上升，煤焦开始参与反应并增强流场自发光及反应持续时间。     

碳源强化硫自养反硝化对污水处理厂二级出水深度脱氮的研究

为适应我国对于污水中含氮污染物指标的排放要求，在上流式高效填料床反硝化反应器中，以C₆H₁₂O₆和Na₂S₂O₃构建碳源强化下硫自养反硝化系统，探究其对污水处理厂二级出水深度脱氮的效果。结果表明，在进水NO^-₃-N质量浓度为10.95 mg/L、温度为(25±1)℃条件下，C、N、S质量浓度比为1.3/1/1.9时，NO^-₃-N去除率在94%以上，TN的平均去除率为92.6%,最佳HRT为2 h,出水pH值始终保持在7.5左右。此外通过对出水SO₄^2-的检测，得出硫自养反硝化对整个系统去除NO^-₃-N的贡献率随着Na₂S₂O₃投加量的增加而增加；对反应器的沿程处理效果分析发现，NO^-_3<...     

渗透探伤废水处理工程实例分析

针对渗透探伤废水的水质特点,以某企业10 m³/d小型渗透探伤废水处理项目为实例,设计采用物化方法,利用接触氧化+多次絮凝沉淀+活性炭吸附+精滤-超滤的工艺处理,使出水达标排放。试运行结果表明,出水可以稳定达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》第二类污染物最高允许排放浓度的一级标准要求。其中,COD<100 mg/L,BOD₅<20 mg/L,悬浮物(SS)<70 mg/L,NH₃-H<70 mg/L,油类<15mg/L,色度<60。该废水处理系统每吨废水处理运行成本约为260元,具有良好的效益。     

充填浆液的产气测试及对CO传感器监测的影响

针对采空区充填浆液因发生物化反应后产生干扰气体,引起矿用电化学CO传感器误报警的问题,基于浆液的氧化周期、产气特性、反应后成分的X射线衍射(XRD)及充填产生气体对矿用电化学CO传感器的交叉干扰等测试,研究煤矸石、粉煤灰、普通硅酸盐水泥和矿井水以65.5∶4.5∶10∶20比例配置成的充填浆液的产气特性,探究充填产生气体对矿用电化学CO传感器的影响特征。结果表明：采空区充填浆液在物化反应过程中会消耗O₂和CO₂,且会产生H₂、CO和CH₄;其中O₂和CO的体积分数变化与煤矸石氧化有关,CH₄的体积分数变化与煤矸石中甲烷解吸有关,CaO和CO₂的反应会导致CO₂体积分数的降低,粉煤灰中的铝粉在碱性环境中反应会产生H₂,且H₂是造成矿用电化学CO传感器误报警的主要因素,并对矿用电化学CO传感器检测结果呈正交叉干扰。     

添加H2对生物质气层流燃烧特性的影响

为研究H₂对生物质气层流燃烧特性的影响，在内径和长度均为200 mm,点火位置为正中央的圆柱形定容燃烧弹内进行当量比为0.6～1.4、H₂体积分数为7.15%～33.15%的掺氢生物质气/空气燃烧试验。利用高速摄像仪采集火焰传播图片，并通过计算分析软件Chemkin-Pro进行化学反应路径分析。研究结果表明：添加H₂对生物质气/空气的层流燃烧速度起促进作用，在贫燃侧增长效应平稳而在富燃侧增长效应显著，使火焰的不稳定性增强；火焰结构中主要自由基浓度的增大是引起层流燃烧速度增大的主要化学动力学原因；H₂主要通过参与HCO基团氧化加快反应速率，富燃侧层流燃烧速度显著增大的原因是H₂作用的路径多为有O₂参与的反应。     

家庭厨余垃圾分布式就地厌氧消化工艺及效果研究

针对厨余垃圾收运后集中处理模式的收集难、成本高的问题,设计了分布式就地厌氧消化工艺,用研制的设备进行半连续试验.运行80 d左右趋于稳定,稳定后的VS去除率高于60％;VS进料产气率、VS进料甲烷产率分别为0.444 m3/kg VS、0.245 m3/kg VS,VS去除产气率、VS去除甲烷产率分别为0.737 m3...     

Determination of the maximum effective burning velocity of dust–air mixtures in constant volume combustion

The reactivity of a combustible dust cloud is traditionally characterized by the so-called K_St value, defined as the maximum rate of pressure rise measured in constant volume explosion vessels, multiplied with the cube root of the vessel volume. The present paper explores the use of an alternative parameter, called the maximum effective burning velocity (u_eff,max), which also is derived from pressure–time histories obtained in constant volume explosion experiments. The proposed parameter describes the reactivity of fuel–air mixtures as a function of the dispersion-induced turbulence intensity. Procedures for estimating u_eff,max from tests in both spherical and cylindrical explosion vessels are outlined, and examples of calculated values for various fuel–air mixtures in closed vessels of different sizes and shapes are presented. Tested fuels include a mixture of 7.5% methane in air, and suspensions of 500 g/m³ cornstarch in air and 500 g/m³ coal dust in air. Three different test vessels have been used: a 20-l spherical vessel and two cylindrical vessels, 7 and 22 l. The results show that the estimated maximum effective burning velocities are less apparatus dependent than the corresponding K_St values.     

避难硐室气体防毒安全性研究

为研究灾变时期井下避难硐室进出口有毒气体CO入侵弥散问题,基于等效原理,利用Gambit软件建立地面钻孔正压通风避难硐室物理模型和开门状态下有毒气体进入避难硐室的流体力学原理及气体弥散数学模型,并利用Fluent软件模拟钻孔压风量与室内CO浓度变化关系,提出在避难硐室的隔离门前加装门衬的办法,使避难人员穿过避难硐室门时...     

重庆市“蓝天行动”的历史回顾与新一轮实施发展

通过对2005年以来重庆市“蓝天行动”实施的历史回顾,梳理和总结出重庆市环境空气污染治理监管的成果和经验,并提出了新一轮“蓝天行动”(2018—2022年)以控制细颗粒物PM_2.5污染和减少臭氧污染为重点,以降低氮氧化物浓度为突破点,坚持全民共治、源头防治为目标,制定了“四控两增”针对性的防治工程措施。截止2020年,重庆市优良天数达到333天,PM_2.5年均浓度达到33μg/m³,空气质量评价六项指标首次实现有监测记录以来全部达标,为历史最好水平。     

基于IPSO-BP模型的火灾气体传感器气压补偿算法

为完善飞机火灾检测系统,设计一套方案,模拟试验不同气压下CO、CO2气体传感器采集气体的体积分数值,并与理论值比较,进而提出一种根据粒子适应度值动态调整学习因子的粒子群算法.采用改进的粒子群(IPSO)算法寻找反向传播(BP)神经网络的最优初始权值阈值,再利用寻优后的BP神经网络修正CO、CO2气体传感器的检测结果,消...     

旋流燃烧器燃用低热值气体燃料的三维数值模拟分析

本文借助CFD技术对低热值气体在旋流燃烧器内的燃烧过程进行数值模拟。通过改变旋流燃烧器的导流叶片安装角度、燃料-空气预热温度、过量空气系数等参数,对热值为4.2 MJ/m3的低热值气体的多个冷热态工况进行数值计算,研究燃烧器结构参数及着火条件对燃烧过程的影响。本文为低热值气体燃料的利用以及相关燃烧器具的开发提供了参考依据。     

基于蒙特卡罗模拟的高校室内甲醛暴露健康风险评价

为了量化分析高校新建教学楼室内环境污染引起的健康风险问题,调查了武汉市某高校新建教学楼室内甲醛污染状况,引入美国环保署(EPA)致癌风险模型,运用蒙特卡罗模拟室内甲醛暴露对不同性别的教师和学生受体造成的健康风险,进行不确定性分析,并研究各参数敏感度。结果表明,该教学楼室内的监测点监测得到的甲醛质量浓度数据中有5%超过标准限值(0.10 mg/m³,参照《室内空气质量标准》),存在一定的健康风险。健康风险评估结果显示,男性的癌症风险和超标率略高于女性,教师群体健康风险平均值超过限值(1×10^-6)9倍左右,且高于学生群体3~4倍。对教师造成影响最大的参数为暴露时间,对学生影响最大的参数为甲醛质量浓度,在无致癌风险的室内甲醛质量浓度和在可接受健康风险限值(1×10^-6)下,推荐教师每日平均暴露时间不超过0.31 h/d(男性)和0.35 h/d(女性)。     

二硫化钼基杂化物对聚合物火灾安全性影响

为改善聚合物材料的火灾安全性,利用二硫化钼(MoS2)的独特性能,结合纳米复合、催化成炭等设计思路,采用共沉淀法制备CeMnOx-MoS2和CeFeOx-MoS2双金属氧化物-MoS2纳米杂化物,并将其分别应用到2种典型聚合物(聚氨酯和环氧树脂)中.结果 表明:2种杂化物均匀分散在聚合物基体中,可有效延缓聚合物材料的热...     

Evaluation of limits for effective flame acceleration in hydrogen mixtures

Results of experiments and data analysis on turbulent flame propagation in obstructed channels are presented. The data cover a wide range of mixtures: H₂/air, H₂/air/steam (from lean to rich) at normal and elevated initial temperatures (from 298 to 650 K) and pressures (from 1 to 3 bar); and stoichiometric H₂/O₂ mixtures diluted with N₂, Ar, He and CO₂ at normal initial conditions. The dataset chosen also covers a wide range of scales exceeding two orders of magnitude. It is shown that basic flame parameters, such as mixture expansion ratio σ, Zeldovich number β and Lewis number Le, can be used to estimate a priori a potential for effective flame acceleration for a given mixture. Critical conditions for effective flame acceleration are suggested in the form of correlations of critical expansion ratio σ^* versus dimensionless effective activation energy. On this basis, limits for effective flame acceleration for hydrogen combustibles can be estimated. Uncertainties in determination of critical σ^* values are discussed.