烟气分布器对半干法脱硫塔流场的影响

通过计算流体力学(CFD)方法,采用K-ε双方程模型,对半干法脱硫塔内部流场进行数值模拟,研究几种不同类型的烟气分布器对流场分布的影响.结果表明,脱硫塔体内部增设烟气分布器时明显改变流场的分布,通过改变烟气分布器的结构,实现烟气流动的速度矢量、压力梯度和能量在脱硫塔体内部均匀分布,增加脱硫剂与SO₂接触的几率,提高脱硫塔反应效率.研究结果为脱硫塔体内部结构的优化提供了依据.     

吉林省臭氧污染特征及其与气象要素的关系

采用吉林省国家环境空气自动监测站点的臭氧(O_3)和气象(气压、气温、相对湿度和风速)监测数据,探讨吉林省臭氧时空特征及其与气象要素的关系。结果表明:2017年吉林省O_3最大8 h 90百分位浓度呈现"中间高,两边低"的片状分布;2017年吉林省各季节O_3最大8 h平均浓度从高到低依次为:夏季春季秋季冬季;2017年吉林省O_3浓度月变化和日变化均呈单峰型,月变化中于5月出现峰值,12月出现谷值;日变化中于上午7∶00出现谷值,下午15∶00出现峰值;从臭氧超标率来看,当970 h Pa平均气压≤980 h Pa、平均温度25℃、最高气温30℃、日较差16℃、40%相对湿度≤50%以及3 m/s平均风速≤3.5 m/s时,吉林省易发生臭氧污染。     

2×300 MW机组烟塔合一方案大气环境影响分析

受机场附近160 m限高制约,辽宁某电厂需采用烟塔合一技术. 运用德国AUSTAL2000模型分析了环境风速、大气稳定度、烟气出口速度、烟气出口温度等参数与烟气抬升高度间的关系,预测了烟塔排放的大气环境影响,并且与烟囱方案的大气环境影响进行了对比分析. 结果表明,各类参数变化均会导致烟气抬升高度发生改变. 环境风速不变,稳定度从A变到F时,抬升高度明显变小,最多可降低84.2%;相同稳定度条件下,环境风速从0.1 m/s增至4.4 m/s时,抬升高度明显变小,最多可降低84.3%;烟气出口速度从2.5 m/s增至8.0 m/s,抬升高度显著增加,最多为2.4倍;烟气出口温度从20 ℃增至50 ℃时,烟气抬升高度显著增加,最多为3.3倍. 综合经济及环保因素,该项目烟塔高度取130 m较适宜. 相比210 m烟囱方案,烟塔方案不仅满足机场限空要求,并且污染物年均及日均最大地面浓度均较低.      

基于CFD方法的燃煤电厂烟气排放数值模拟

为研究燃煤电厂的烟气扩散,采用计算流体力学（computational fluid dynamics,CFD）方法对燃煤电厂烟气排放中污染物（包含气态污染物和固态颗粒物）的扩散形态进行模拟.燃煤电厂的排烟方式主要有烟塔合一和烟囱两种,根据几何参数建立烟塔合一及烟囱的数值模型,采用纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes equations,N-S equations）求解流场及气态污染物浓度场,采用离散相模型（Discrete Phase Model,DPM）计算固态颗粒污染物运动轨迹.结果表明:对于气态污染物,由于冷却塔下游漩涡的卷吸作用,采用烟塔合一排放的烟气最大浓度和超标范围随环境风速的增加逐渐增大,不利于烟气扩散.但随着环境风速的增加,空气的对流作用逐渐增强,从而加速了烟气的扩散.在漩涡和环境风的综合作用下,烟气的最大浓度和超标范围在环境风速为6 m/s时达到最大值,随后随着环境风速增加而减小.采用烟囱排放的烟气由于漩涡作用很小,因此其最大浓度及超标范围随风速的增加呈递减趋势.得益于烟气在冷却塔内的预扩散,采用烟塔合一排放的烟气最大浓度比采用烟囱排放的烟气最大浓度低将近1个数量级,但这种优势会随着环境风速的增加而减小.对于固态污染物,冷却塔后方的漩涡会加速颗粒物的扩散,因此采用烟塔合一排放的颗粒物的扩散状态远优于采用烟囱排放的颗粒物的扩散状态.      

西南技术工程研究所, 重庆 400039

目的建立敦煌地区温度、相对湿度和日温差的年极值拟合模型。方法根据当地气象站台温度和相对湿度日记时值数据,连续统计若干年的三要素年极值,采用极大似然法建立各要素年极值的Gumbel模型,同时讨论值域有界类气象因素极值再现期的定义域。结果给出了敦煌地区温度、相对湿度和日温差年极值的Gumbel模型参数。结论敦煌地区各气象因素Gumbel模型位置参数和尺度参数,温度极大值分别为35.193,1.072℃,温度极小值分别为-20.085,1.945℃,相对湿度极大值为95.254%,2.471%,相对湿度极小值为5.837%,1.505%,日温差极大值为20.676,0.777℃,日温差极小值为1.398,0.593℃;相对湿度极大值、相对湿度极小值和日温差极小值的再现期定义域分别为6.3,47和10年。     

敦煌地区温湿度和日温差的极值特性研究

目的建立敦煌地区温度、相对湿度和日温差的年极值拟合模型。方法根据当地气象站台温度和相对湿度日记时值数据,连续统计若干年的三要素年极值,采用极大似然法建立各要素年极值的Gumbel模型,同时讨论值域有界类气象因素极值再现期的定义域。结果给出了敦煌地区温度、相对湿度和日温差年极值的Gumbel模型参数。结论敦煌地区各气象因素Gumbel模型位置参数和尺度参数,温度极大值分别为35.193,1.072℃,温度极小值分别为-20.085,1.945℃,相对湿度极大值为95.254%,2.471%,相对湿度极小值为5.837%,1.505%,日温差极大值为20.676,0.777℃,日温差极小值为1.398,0.593℃;相对湿度极大值、相对湿度极小值和日温差极小值的再现期定义域分别为6.3,47和10年。     

引入化学反应的600MW火电机组烟气SCR脱硝性能模拟

以600 MW火电机组现有SCR脱硝装置为研究对象,应用CFD软件完成建立模型、划分网格、选择数学模型、设置边界条件、模拟计算等工作,最终得出SCR脱硝系统流速分布及Cv值、压力损失、NH3分布及逃逸浓度等结果。结果表明:SCR脱硝系统流速分布均匀、偏差符合设计要求,NH3与烟气混合均匀,氨逃逸浓度低。     

哈尔滨市融雪径流中重金属污染空间分布及源解析

根据2018年哈尔滨市融雪径流中重金属(Fe、Pb、Cr、Cd、Hg和Zn)监测数据,结合气象数据,运用暴雨洪水管理模型(SWMM)构建了城市融雪过程水文及水质模型.对各排水口及汇水区融雪径流产出量、单位面积重金属负荷量进行了计算,并在此基础上分析了融雪径流中重金属污染的空间分布特征及主要来源.结果表明:在采集的融雪径流样品中,Fe浓度最大,平均值为4.95 mg·L~(-1);Hg浓度最小,平均值为0.542μg·L~(-1);Pb浓度变化范围最大,在32.14～254.36μg·L~(-1)之间;Hg浓度变化范围最小,为0.038～0.841μg·L~(-1).在空间分布上, Fe、Pb、Cr、Cd和Zn 5种重金属浓度的高值区均分布在人口密集的居民区、商业区及主要交通道路周围.排水口重金属污染产出量与径流量成正比,总产出量FePbCrCdHgZn. Zn产出量由高到低的排放口依次为马家沟、阿什河、松北区排放口、何家沟、道里区排放口和道外区排放口,其它5种重金属产污量总体呈现阿什河马家沟何家沟松北区排放口道里区排放口道外区排放口的趋势.Fe的单位面积负荷总量最大,为2405.94μg·m~(-2);Pb和Cr次之,为36.36μg·m~(-2)和14μg·m~(-2).主成分分析结果表明哈尔滨市春季融雪径流中重金属的主要来源依次为工业源、生活与机动车源和燃煤源,贡献率分别为43.237%、23.598%和12.012%.     

典型钢铁焦化厂可凝结颗粒物排放特征

钢铁焦化厂可凝结颗粒物（CPM）对大气细颗粒物（PM_2.5）的贡献不容忽视,然而目前关于焦化厂CPM排放特征的认识仍很不清楚。采用稀释间接法对焦化厂烟气中CPM的排放进行了测试,对其在脱硫入口和总排放口的浓度及化学组成进行了系统分析。发现在焦化脱硫入口和总放排口CPM浓度分别为9.5,1.2 mg/m3,是可过滤细颗粒物（FPM_2.5）浓度的14,4倍。CPM中占比最高的为水溶性离子,主要为Cl-和K+;其次为有机物。脱硫入口处CPM中有机组分以烯烃类、环烷烃类、烷烃类等为主,总排放口则以醇类、烯烃类、酚类等为主。采用"碳酸氢钠干法脱硫+袋式除尘器+中低温选择性催化还原脱硝"烟气净化技术路线对CPM气态前体物有一定的协同去除能力,CPM去除率为87.3%。     

基于地理探测器的广州市大气PM2.5浓度驱动因素分析

PM_2.5变化的驱动因素是大气PM_2.5研究的重要内容.为了揭示PM_2.5污染的特点及其驱动影响因子,以广州市为例,采用地理探测器方法探测自然因素（包括平均降水量、平均温度、平均气压、平均相对湿度、平均风速、植被指数）与社会经济因素（包括人口密度、国内生产总值、工业总产值、人均公园绿地面积、公交车辆数、电力消费量）对2015年广州市ρ（PM_2.5）变化的影响机制与差异.结果表明:①基于因子探测分析发现,对ρ（PM_2.5）变化影响最大的前三位驱动因素分别为植被指数、公交车辆数与电力消费量,对应的因子影响程度指标值分别为0.51、0.46、0.40.②基于生态探测分析发现,植被指数与其他自然因素（如平均温度、平均降水量、平均气压等）对ρ（PM_2.5）空间分布的影响均存在显著差异,与所有社会经济因素对ρ（PM_2.5）空间分布的影响均不存在显著差异;除植被指数外,公交车辆数与其他自然因素及社会经济因素对ρ（PM_2.5）空间分布的影响均存在显著差异.③基于交互探测分析发现,所有影响因素（包括自然因素与社会经济因素）对ρ（PM_2.5）变化的交互作用均大于单一影响因素的独自作用,其中平均降水量与平均气压交互作用后对ρ（PM_2.5）变化的影响最大.研究显示,自然因素（尤其是植被指数、平均降水量）及自然因素与人为活动（如交通出行、电力消费等）交互效应对广州市ρ（PM_2.5）的变化起决定性作用.      

空冷塔对大气环境温度湿度影响的数值模拟

运用FLUENT建立空冷塔模型进行数值模拟,研究不同出口温度、环境温度和侧风速度下空冷塔与大气环境之间的传热.结果表明：不同出口温度及环境温度对空冷塔与大气环境间的换热有显著影响.其中,当出口温度升高到328K时,空冷塔近地面层空气温度上升6.22K,而其相对湿度由47.7%降至31.78%,空气干燥程度增大;随着环境温度与排气温度间温差增大,换热效果更为显著,表现为冬季空气干燥程度变化最大,春秋次之,夏季最小.不同环境风速对空冷塔与大气环境间换热区域影响显著,其中,当侧风风速为7m/s时,热交换影响区域可达11.17km,且空冷塔近处相对湿度由47.7%降至39.47%.     

数值风洞与物理风洞对烟塔合一排烟的比较研究

热电厂"烟塔合一"排烟技术因其初期投资和运行维护费用少,排烟效果好、SO2落地浓度低等优势,特别是在机场附近的净空限高和对景观环境有特殊要求的地区具有广阔的发展空间。目前国内外广泛使用的大气污染物预测模型——德国模式在烟塔合一排烟方式的预测上尚存在许多问题,如大风下洗条件下,冷却塔附近空腔区的大小和范围、空腔区污染物最大地面浓度等难以给出准确的预测结果。为准确预测烟塔合一排烟方式的大气污染物扩散情况,一种新的大气污染物扩散预测模式——数值风洞模型以及物理风洞实验被用于模拟烟塔合一的环境影响,分析数值风洞模式和物理风洞实验在大气环境预测领域应用的适用性和优缺点。2个预测方法的结果表明:在烟塔合一排烟方式下,大气污染物最大落地浓度随风速增加而增加同时在冷却塔下风向存在负压区,污染物在该区域高浓度聚集。对2种方法进行比较,物理风洞实验由于受到物质和气象等条件的限制,无法得到精确的预测结果以及无法直观地描述空腔区的产生和变化规律。而数值风洞模拟具有更大的自由度和灵活性,预测出在夏季6 m/s风速下,冷却塔下风向最大落地浓度出现峰值,属于最不利的气象条件。同时该方法可利用图形化手段实现对空腔区产生、变化、破碎至再生成的全过程描述,从而建立了一种大气污染预测的重要手段。     

硝基清漆膜厚度对硝基清漆VOCs释放的影响

利用自制的小型环境测试舱,研究了硝基清漆膜厚度对挥发性有机物(VOCs)释放的影响.漆膜厚度分别为296,508,715,799,960μm,测试条件为:温度为25.0℃,相对湿度为23.9%,空气流量为0.75m3/h,空气流速为3.4cm/s,支持板为不锈钢盘.采用真空采样罐采集舱出口空气,用气相色谱(GC-FID)分析测试.确定了5种主要VOCs(甲基环乙烷、甲苯、乙苯、间/对二甲苯和邻二甲苯)的浓度,并以一阶衰减模型对浓度进行模拟计算得到释放速率.结果表明,漆膜厚度并不影响VOCs的峰值浓度和初始释放速率,但漆膜越厚,VOCs的浓度衰减越慢,衰减速率越小.     

飞机发动机室内开车尾气排放引射喷淋降温仿真分析

目的将气候实验室飞机发动机开车时产生的高温高噪声尾气实时顺利排出室外,保持试验所需的稳定环境场,避免排气不畅或可能的高温尾气回流对试验及试验设施产生破坏,保证试验安全可靠进行。方法设计一套发动机开车尾气排放系统,对关键的气体引流喷淋降温进行CFD数值模拟。结果喷流环孔径、喷射角度及数量分布均直接影响引射喷淋雾化效果。结论获得可以满足发动机开车尾气排放塔出口温度分布的喷淋环参数,指导引流管喷淋环的详细设计。     

Dry deposition velocity of total suspended particles and meteorological influence in four locations in Guangzhou, China

Dry deposition velocity of total suspended particles (TSP) is an effective parameter that describes the speed of atmospheric particulate matter deposit to the natural surface. It is also an important indicator to the capacity of atmosphere self-depuration. However, the spatial and temporal variations in dry deposition velocity of TSP at different urban landscapes and the relationship between dry deposition velocity and the meteorological parameters are subject to large uncertainties. We concurrently investigated this relationship at four different landscapes of Guangzhou, from October to December of 2009. The result of the average dry deposition velocity is (1.49 ± 0.77), (1.44 ± 0.77), (1.13 ± 0.53) and (1.82 ± 0.82) cm/sec for urban commercial landscape, urban forest landscape, urban residential landscape and country landscape, respectively. This spatial variation can be explained by the difference of both particle size composition of TSP and meteorological parameters of sampling sites. Dry deposition velocity of TSP has a positive correlation with wind speed, and a negative correlation with temperature and relative humidity. Wind speed is the strongest factor that affects the magnitude of TSP dry deposition velocity, and the temperature is another considerable strong meteorological factor.We also find out that the relative humidity brings less impact, especially during the dry season. It is thus implied that the current global warming and urban heat island effect may lead to correlative changes in TSP dry deposition velocity, especially in the urban areas.     

空调冷凝水作为水资源回收利用研究进展

回收利用空调冷凝水是一种直接、高效、经济获取大气水资源的途径,同时也可以解决由于冷凝水随意排放引起的社会环境问题。尽管受区域气候、室内外气温和相对湿度影响,冷凝水水量差异大,但空调冷凝水仍具有很大的回收潜能。空调冷凝水具有温度低、水品质整体较高,但成分复杂的特点,在水量上供给的不连续、不可靠性以及水质成分复杂是作为水资源回收利用的最大障碍。空调冷凝水可用于冷却塔补充水、绿化灌溉用水、卫生用水、工业冷却水等,但不建议用于饮用为目的的其他用途。     

CCSM4/WRF-CMAQ动力降尺度预估RCP8.5情景下京津冀地区空气质量的潜在变化

目前,针对气候变化对区域空气质量影响的研究相对较少,并且多采用统计降尺度方法对全球气候模式结果进行处理.采用WRF中尺度气象模式对CCSM4气候模式的CMIP5 RCP8.5情景预估结果进行动力降尺度处理,并为CMAQ空气质量模式提供气象场;在2012年清华大学MEIC大气污染物排放清单的基础上,选取2005年作为气候现状代表年、2049-2051年作为未来气候代表年,对京津冀地区典型月份（1月、4月、7月、10月）的气象及空气质量数值模拟结果进行对比,以此预估气候变化背景下京津冀地区空气质量潜在变化.结果表明,在排放情况不变及RCP8.5情景下,未来代表年与现状代表年相比,京津冀地区以典型月份为代表的年均气象因素整体呈现温度升高,风速、相对湿度及大气边界层高度均降低的趋势;年均大气污染物浓度整体呈现升高的趋势,其中,温度升高约0.8℃,风速降低约0.11 m/s,相对湿度降低约2%,大气边界层高度降低约8 m,ρ（PM_2.5）升高约2.4 μg/m3,ρ（SO₂）升高约1.8 μg/m3,ρ（NO_x）升高约1.0 μg/m3;此外,主要的气象条件（温度、风速、相对湿度、大气边界层高度）中,风速及大气边界层高度的降低可能是造成这些大气污染物浓度变化的主要气象因素,并且风速及大气边界层高度的降低与ρ（PM_2.5）降低的相关系数分别约为-0.44和-0.26.研究显示,气候变化会对京津冀地区造成污染物浓度升高的潜在风险,同时由于现阶段缺乏可用于空气质量模式的未来排放情景数据、在线耦合模式日臻完善,在我国气候-空气质量的研究领域亟待进行更深层次的研究.      

核电厂大型自然通风冷却塔对气载流出物扩散的影响

为深入研究大型自然通风冷却塔及其湿热羽对内陆核电厂气载流出物扩散影响,应用计算流体力学软件STAR-CCM+提供的k-ε湍流模型模拟了单一冷却塔的运行和停机对不同位置、不同释放高度污染物扩散的影响,结果表明：当释放高度为10m,释放点位于停机冷却塔迎风侧时,释放点下风向的地面轴线弥散因子相比于没有冷却塔时普遍降低1/3~1/2.当释放高度为75m,冷却塔运行时,若释放点位于冷却塔迎风侧时,轴线弥散因子相比于没有冷却塔时普遍增大1~2倍;若释放点位于冷却塔背风侧,则相比于没有冷却塔时普遍降低约1/2.当冷却塔停机时,无论75m高度释放点位于迎风侧还是背风侧,其轴线弥散因子均高于没有冷却塔时.当迎风侧释放高度达到150m时,在释放点下风向约800m的范围内,冷却塔湿热羽使得轴线弥散因子显著增大,但到了800m范围以外,冷却塔湿热羽使得轴线弥散因子减小.