硫酸铝壳聚糖改性沸石分子筛除氟的性能研究

使用硫酸铝壳聚糖改性沸石分子筛复合吸附颗粒(简称复合吸附颗粒)去除水中的F~-,控制颗粒投加量、时间、pH值与温度优化最佳工艺条件,研究复合吸附颗粒吸附性能,并通过SEM、EDS和FTIR对吸附剂的结构和形貌进行分析。结果表明,投加量、时间和pH值为影响复合吸附颗粒除氟的主要因素。吸附F~-的过程符合准二级动力学模型,拟合系数为0. 999 9,Freundlich吸附等温线可以更好地描述对F~-的吸附,吸附热力学中吉布斯自由能和焓均小于0,表明吸附F~-的过程是自发放热过程。复合吸附颗粒对F~-具有良好的吸附效果,可实现饮用水的脱氟净化。     

羟基镧改性树脂的制备及其对氟离子的吸附

采用共沉淀法制备了羟基镧改性D101树脂复合吸附剂,利用扫描电子显微镜及能谱分析仪、红外光谱和比表面积分析仪对复合吸附剂的结构和形貌进行了分析,并对水溶液中氟离子(F~-)进行吸附研究,探讨了该复合吸附剂对F~-的吸附特性,并将其应用于实际含氟废水的处理。结果表明:在25℃、F~-初始质量浓度为10 mg/L、吸附剂量为0.4 g/L、溶液pH=5时,F~-吸附量最大,为24.45 mg/g;复合吸附剂对F~-的吸附动力学数据遵循拟二级动力学反应模型,整个吸附反应为多级控制过程;复合吸附剂对F~-的吸附符合Langmuir吸附等温模型,在10℃、25℃和35℃下,吉布斯自由能(ΔGo)均小于0,焓变(ΔHo)大于0,熵变(ΔSo)大于0,表明该吸附反应为自发吸热熵增过程。采用羟基镧改性D101树脂复合吸附剂可以有效去除实际含氟废水中的氟化物,实现废水的达标排放。     

不同流量系数细水雾对棒状电极影响研究

为研究封闭空间内细水雾的流量系数对棒状电极的影响程度,开展在不同流量系数下棒状电极绝缘电阻的影响。研究表明:增大流量系数对棒状电极绝缘电阻下降幅度愈发明显;在同一雾场下,电极间距越大,绝缘电阻越大。     

CNT/MnO2复合电极吸附去除水中Cd2+的研究

为了探讨CNT/MnO_2复合电极的电极特性及对Cd~(2+)的电吸附性能、机理和影响因素,采用氧化还原法制备了碳纳米管负载二氧化锰(CNT/MnO_2)材料,并涂覆在不锈钢网上制成复合电极;通过扫描电子显微镜技术、BET比表面积测试、循环伏安法、X射线光电子能谱仪和傅里叶变换红外光谱仪分别对该复合电极的表面形貌、比表面积、电化学性能、元素成分及所含官能团进行了表征。表征结果证实,复合电极材料的比表面积及比电容相比于CNT电极材料明显增大。进一步试验结果表明,复合电极对Cd~(2+)的吸附量较CNT电极提高了6.125倍,且复合电极电吸附Cd~(2+)的过程符合准二级动力学方程。     

基于PLIF的混合气温度和浓度测量及其应用

缸内混合气温度和浓度分布,对发动机稳定运行,保障行车安全、避免发生路上人身伤亡或财物损失有重要影响。为了测量发动机缸内混合气的温度和浓度分布,建立了利用单波长激光诱导双示踪剂产生双荧光的测试系统,并拍摄了不同混合气温度、压力和浓度下的荧光图像,获得了不同示踪剂的荧光强度及其比值随温度、压力和浓度的变化关系,并将标定结果用于光学发动机缸内混合气的温度和浓度测量。结果表明,荧光强度及荧光比值均受到环境的压力、温度和混合气浓度的影响。利用PLIF方法得到的片光源穿过的缸内水平截面内的平均温度与用气缸压力计算的同一曲轴转角下的缸内平均温度变化趋势相同,两者之间的差值随着活塞上行而逐步减小。     

荷电水雾振弦栅除尘器电极结构及外设参数优化研究

为了更好的了解电极结构对细微粉尘去除的影响,对电极形状、芒刺长度、喷嘴与电极间距和电极数进行研究,通过对比分析不同电晕电压下的水雾荷质比,确定最佳电极结构参数,然后对入口风速、喷雾压力和入口平均粉尘质量浓度等外设参数进行优化,确定最佳外设参数后对比分析了优化前后除尘器分级效率。结果表明放电能力大小顺序为:环形电极方形电极棒形电极,喷嘴与电极间距100 mm125 mm75 mm50 mm,最大荷质比下电极芒刺数量为4个6个8个0个,电极芒刺长度为10 mm20 mm30 mm, 1个电极2个电极3个电极,最大电晕电压为40 kV。最佳外设参数分别为入口风速为5.96 m/s,喷雾压力为0.5 MPa,入口平均粉尘质量浓度为1.97 g/m~3;电极优化后5μm以下粉尘分级效率提高了3.57%,说明电极结构优化有利于荷电水雾对微细粉尘的捕集。     

敏感条件对粉尘云最小点火能的影响规律分析

为使粉尘云最小点火能实验测量更准确,从多个方面分析影响最小点火能的测量因素,并根据粉尘云状态、粉尘颗粒固有性质、点火电路等几个方面对影响粉尘云最小点火能的因素,即敏感条件进行了分类。在实验测量中,具体归纳为:粉尘浓度、粉尘湿度、粉尘粒度及其分布、粉尘挥发份含量、粉尘温度(环境温度)、粉尘云的湍流度、粉尘分散质量、粉尘云初始压力、环境氧浓度、电极材料、电极直径和电极末端曲率、电极间距、电火花持续时间、点火延迟时间、电火花能量密度、火花触发电路、可燃气体影响、实验次数等18个影响因素。重点分析了敏感条件对最小点火能的影响规律,从粉尘云点火机理和过程出发,着重分析一些敏感条件对最小点火能影响的内在原因和实质。     

含H_2S/CO_2脱硫胺液中Cl~-对20#钢腐蚀的影响

为评估Cl~-累积作用对脱硫净化装置安全运行的影响,利用高温高压釜在室内对20#钢材质进行5组不同Cl~-质量浓度(465~40 000 mg/L)条件下的腐蚀试验,并采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了腐蚀产物的微观形貌与组成。结果表明,在110℃条件下,随Cl~-质量浓度增加,20#钢在脱硫胺液环境中基体表面腐蚀产物膜的形态发生变化,腐蚀速率先增大后减小,当Cl~-质量浓度为20 000 mg/L时,腐蚀速率达到峰值0.801 mm/a,腐蚀产物主要由FeS、FeCO_3和FeS_2组成。研究表明,Cl~-通过加速金属阳极的溶解、破坏腐蚀产物的完整性、降低酸性气体的溶解度3方面作用影响腐蚀过程。在脱硫装置高温工况下,20#钢存在较大的腐蚀安全隐患,建议甲基二乙醇胺(MDEA)溶液中Cl~-质量浓度控制在500 mg/L以内,而酸气负荷大的单元和设施不宜采用20#钢材质。     

石化企业苯泄漏检测影响因素实验研究

为考察石化企业含苯物质泄漏检测结果的影响因素,在不同风速、不同苯浓度和不同检测距离的条件下,对苯泄漏检测结果影响因素进行了实验研究.结果表明,在距离泄漏源20,50,100,200cm处均未检测到苯的浓度,只在距离泄漏源5cm处检测到了数据;当风速一定时,泄漏气体浓度越大,泄漏检测结果越大,检测结果达到峰值所用时间越短;当泄漏气体浓度一定时,风速越大,泄漏检测结果越小,检测结果达到峰值所用时间越短.     

基于β射线技术测量PM2.5的准确性研究

为了实现对PM_(2.5)细颗粒物浓度的准确测量,分析了影响准确测量PM_(2.5)浓度的因素。β射线测量PM_(2.5)准确性的关键在于质量吸收系数的确定,其大小直接影响最终PM_(2.5)浓度的计算。通过试验证明决定质量吸收系数大小的四大因数为β射线穿过的多层滤膜的物理分布结构、射线源能量、射线源到滤膜的距离及滤膜的密度,被透射介质的厚度及滤膜的质量对质量吸收系数没有影响。利用标准膜对仪器的精度进行了校正,对量程进行了标定。     

铀矿区放射性核素氡在大气中的迁移研究

以堆浸场、废石场为污染源项,对铀矿区大气中放射性核素氡在复杂地形条件下的迁移情况进行了模拟研究.结果表明,风速对山谷地形的氡气流场的分布影响比较明显.风速为1 m/s时,在矿区内某居民点处没有涡流; 当来流风速为2 m/s和7 m/s时,产生了涡流,且涡流随风速的加快而加大.风速越大,污染物扩散越快,对居民点处的氡浓度的贡献越大.风速为1 m/s时,居民点处的氡浓度为5.4 Bq/m3,2 m/s时6.5 Bq/m3,7 m/s时达10 Bq/m3.对铀矿区内某居民点处的氡浓度进行了实际测量,测量值与模拟结果吻合较好.     

基于烟气脱硫的碱式硫酸铝吸收剂Al3+含量测量试验

为了准确测量碱式硫酸铝溶液中Al3+质量浓度,以PAN为指示剂,用CuSO4标准溶液反滴定EDTA,分析得到4个干扰因素的优化测量条件.结果表明,碱式硫酸铝溶液中Ca2+对Al3+质量浓度测量无干扰,最佳稀释倍数应以待测液稀释后Al3+质量浓度在0.141 ～0.423 g/L为目标确定,EDTA最佳过量程度为50％ ～ 150％,Al3+与EDTA最佳配位应控制pH=3.42～3.91、煮沸3～5 min.误差分析表明,试验平均方法回收率为98.86％,Al3+质量浓度实测值较理论值相对误差范围为-0.47％ ～-0.33％,标准偏差为0.002 g/L,相对标准偏差(RSD)小于1％,试验结果准确可靠、数据稳定.以XO作指示剂、锌盐溶液为标准溶液返滴定对比试验表明,由于受到Al3对指示剂的封闭作用,滴定终点难以判断,实测值较理论值相对误差范围为-2.62％ ～ 3.42％,测量结果平均准确度降低2.156％.     

离子交换树脂/活性炭复合电极制备及选择性吸附性能研究

采用阴离子交换树脂和活性炭制备复合电极,探讨了影响复合电极性能的因素并测定了其实际脱盐和选择性吸附性能。结果表明,当选用矿物质活性炭,活性炭与树脂质量比为1∶3,粘结剂PVDF质量分数为10%,制备的复合电极平均电容量为92.0 F/g,对KCl溶液的脱盐率比纯活性炭电极提高了32.1%,对V(Ⅳ)、Al(Ⅲ)两种离子分离因数为29.57,分离效果显著,有较好的电化学性能和选择性吸附性能。     

郑州市灰霾天气过程PM_(2.5)水溶性无机离子污染分析

利用离子色谱技术对郑州市2014年10月一次严重灰霾天气过程的PM_(2.5)中的水溶性无机离子(F-、Cl~-、Br-、NO_3~-、SO_4~(2-)、Li~+、Na~+、K~+、NH_4~~+、Mg~(2+)及Ca~(2+))进行了分析测定,并结合大气质量监测数据及气团轨迹分析讨论了水溶性无机离子的质量浓度变化、来源及影响因素。结果表明,样品中Li~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、Br-均低于检测限,水溶性离子平均质量浓度从大到小依次为NH_4~+(36.33μg/m~3)、NO_3~-(30.4μg/m~3)、SO_4~(2-)(26.91μg/m~3)、Cl~-(12.43μg/m~3)、K~+(5.275μg/m~3)、Na~+(1.198μg/m~3)、F~-(0.626 4μg/m~3),水溶性离子质量分数为PM_(2.5)的47.2%~88.2%,平均为66.1%。随着灰霾天气的延续,水溶性离子在细颗粒物中所占比例逐渐增大,这表明来源于人为活动排放的二次污染物是PM_(2.5)主要贡献成分,采样时间段采样点PM_(2.5)污染受到了交通的严重影响,同时郑州市大气细颗粒物污染受周边农村农业生产影响严重,尤其是秸秆燃烧影响非常大。     

Ti/RuO2-ZrO2-SnO2电极的研制及处理有机废水的研究

通过涂覆热分解法制备了Ti/RuO_2-ZrO_2-SnO_2、Ti/RuO_2电极材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和循环伏安(CV)对电极材料进行表征,考察了电流密度、Na Cl质量浓度、p H值及电极间距对废水COD降解率的影响。结果表明,Ti/RuO_2-ZrO_2-SnO_2电极对COD具有更高的降解率,对其进行工艺优化。电极材料对废水降解的最佳工艺条件为电流密度40 m A/cm2,Na Cl质量浓度4 g/L,p H=5. 0,电极间距10 mm,COD的降解率达到90. 5%。Ti/RuO_2-ZrO_2-SnO_2电极中SnO_2与RuO_2生成固溶体,有利于增强涂层与基体之间的结合力,提高电极的稳定性; ZrO_2起到细化晶粒的作用,致使电极表面粗糙度增加,增强了电极的电催化性能,且降解过程符合一级动力学模型。     

水环境中卤素离子和HCO_3~-对氯贝酸光降解的影响研究

在模拟太阳光照射下,研究无机离子对氯贝酸(CA)光降解的影响。结果表明,卤素离子和HCO_3~-存在时,CA的光降解均符合拟一级动力学。Cl~-和Br~-在浓度较低时可促进CA的光降解,浓度较高时可抑制CA的光降解;I~-和HCO_3~-则可抑制CA的光降解。     

基于MCMC填补的SSA-SVM煤与瓦斯突出预测模型

为提升煤与瓦斯突出预测准确度,减小数据缺失对煤与瓦斯突出预测的不利影响,提出1种基于链式多重填补马尔科夫链蒙特卡罗(MCMC)的麻雀搜索算法(SSA)优化支持向量机(SVM)预测模型。根据突出影响因素选取模型参数,运用MCMC对突出事故缺失值进行数据填补,采用SSA优化SVM,建立MCMC-SSA-SVM模型对填补后数据集进行预测,验证MCMC填补有效性和SSA优化性能;分别构建SVM、SSA-SVM、PSO-SVM、GAM-SVM、CMC-SVM、MCMC-PSO-SVM和MCMC-GA-SVM这7种模型进行突出预测,对比预测准确度,分析MCMC-SSA-SVM、MCMC-PSO-SVM和MCMC-GA-SVM的适应度。研究结果表明：MCMC填补后准确度均提升7.89个百分点以上,SSA的优化性能强于PSO和GA,MCMC-SSA-SVM预测准确度最高,为97.37%,泛化能力优于对比模型。研究结果可为煤与瓦斯突出预测研究提供借鉴和参考。     

车用催化转化器起燃温度的数值模拟

车用催化转化器是降低汽车排气污染物浓度的主要装置.起燃温度是催化转化器的重要特性之一,它表明催化器在多高的温度下有较高转化率.数值模拟研究催化转化器的性能可以减少实验量,指导和优化催化器的设计.建立了催化转化器一维稳态转化率的数学模型,对起燃温度特性曲线进行模拟.数值模拟结果与实验测量值较吻合.这说明,建立的数学模型可以用来模拟起燃温度特性曲线.用该模型考察了空速、载体长度、催化剂比表面积、载体导热系数以及壁厚等因素对起燃温度特性曲线的影响.结果表明,空速越大,催化转化器的起燃温度越高;增大载体长度和催化剂比表面积有利于降低起燃温度;载体导热系数和壁厚的大小对起燃温度几乎没有影响.     

面向火电厂煤粉尘浓度的预测评估算法的研究

火力发电的主要能源来自煤炭,而由于燃煤发电过程中产生的煤尘扩散是引起火电厂粉尘爆炸风险和尘肺职业病的主要根源之一,因此必须进行实时有效的检测和控制。当前粉尘检测方法仅使用单一的粉尘质量浓度指标来评估粉尘污染整体状况,缺乏对多种复合因素影响的考量,依靠单一阈值设定进行报警,易出现误报、漏报等现象,以及忽略粉尘爆炸这一重要事故场景,不能建立粉尘污染全面客观的评价方法。研究建立了一种粉尘质量浓度预测模型,基于金豺优化算法对极限学习机的最优初始权重进行寻优,再使用极限学习机对样本数据进行训练学习,提高神经网络模型的精度,可较为准确地预测30 min以内任意时间间隔的粉尘质量浓度,并将现场数据及模拟仿真数据与建立的粉尘质量浓度预测模型进行对比分析。结果显示：建立的粉尘质量浓度预测模型准确度良好,与现场数据及模拟仿真数据对比误差分别为0.72%和2.1%,可加强对火电厂粉尘环境进行预测预警,从而及时采取合理的粉尘控制策略,确保火电厂的生产安全并降低粉尘对作业人员的职业危害。     

Ag~+在含Cl~-培养基中的毒性初探

纳米银(Ag NPs)和硝酸银(AgNO_3)的毒性研究已成为环境科学的焦点问题之一。毒性测试时LB培养基中的Cl~-势必会对Ag~+的毒性产生影响。为了探究Cl~-对Ag~+的溶解态及毒性的影响,计算了常温(25℃)和试验条件(37℃)下含1%NaCl的LB培养基中Ag Cl1-xx各组分的生成量及在体系中所占比例,测定了不同NaCl质量分数的LB培养基中AgNO_3对革兰氏阳性菌(B.subtilis)和阴性菌(E.coli)的毒性。结果表明,AgNO_3在含NaCl体系中溶解态银主要为Ag Cl1-xx,而Ag~+未达到有毒的浓度,且随NaCl质量分数增加,AgNO_3的毒性不断增大。因此认为毒性试验中实际发挥毒性作用的是Ag Cl1-xx,尤其是Ag Cl~-2。