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.     

蜂窝状微量贵金属催化剂对几种典型VOCs的催化氧化性能

研制出了用于催化氧化废气中挥发性有机化合物(VOCs)的蜂窝状微量贵金属催化剂.用浸渍法制备催化剂Pt-Ce-La-Zr/Al2O3,并在自行设计的活性检测系统上,对用该催化剂净化含有苯、甲苯、乙醇、正己烷的模拟废气进行了研究,考察了空速、质量浓度等因素对催化剂活性的影响.实验结果表明,该催化剂对上述几种典型的VOCs气体都具有较低的起燃温度,其催化转化活性较好.     

整装催化转化器中CO氧化的数值模拟

研究整装催化转化器中CO氧化的起燃过程.建立了起燃过程数学模型,通过数值计算,分析和讨论了起燃过程中温度的变化,气流性质和催化剂性质各种参数对转化器起燃性能的影响.结果表明,在起燃过程中,壁温峰值的位置逐渐向催化剂入口处移动;固相导热系数在反应点火前后对壁温峰值位置的影响不同;增大CO浓度、增大气体流速、降低气体温度会延迟催化剂的起燃;缩短催化剂长度、增大孔密度有利于起燃.参数分析有助于反应器的设计和建模.     

Mo-Mn-ATP催化剂的脱汞性能研究

以盐酸活化凹土(ATP)为载体,采用浸渍法和变温处理法制备Mo-Mn-ATP催化剂,考察了Mo和Mn的总负载量、Mo和Mn的摩尔比、焙烧温度、反应温度等对催化剂催化氧化模拟烟气中Hg0性能的影响,并讨论了催化剂的抗硫性能。结果表明,Mo和Mn的总负载量10%、Mo和Mn的摩尔比1∶3、焙烧温度400℃、反应温度120℃时,Mo-Mn-ATP催化剂的脱汞效果最好,达96%。     

消除有机有毒气体的FW-3型催化床

近年来,催化燃烧在消除空气污染方面的应用发展较快,工业废气中的有机有毒和恶臭物质都可用适当的催化剂使之破坏而消除。虽然直接燃烧也能消除污染,但其温度往往需要在800℃以上,要花费大量燃料。而用催化燃烧只需250～350℃即可,既安全又经济。特别是国产蜂窝型催化剂在漆包线生产中对苯的催化燃烧应用成功,引起许多行业的重视。 FW-3型催化床系邮电部成都电缆广根据催化燃烧的机理,考虑热源的补给、热量的利用而设计制造的。其装置于前年底在武汉印刷厂的凹印四色机上作处理苯污染使用,运行正常,效果显著。 设备结构 FW-3型催化床由风…     

CuO-碱金属负载型催化剂对烟气脱硫性能的影响

为了提高脱硫效率,以活性炭为载体,选用不同的金属硝酸盐作为浸渍液,采用等体积浸渍法制备双金属氧化物负载型催化剂。对AC、CuO/AC和CuO-碱金属/AC的脱硫活性进行了对比,并且研究了不同的焙烧温度、负载量以及焙烧时间对催化剂脱硫性能的影响。实验结果表明,CuO/AC和CuO-碱金属/AC的脱硫活性明显高于AC;催化剂的脱硫率随着负载量和焙烧温度的增加呈现先增高后降低的趋势,而随着焙烧时间的增加却呈现逐渐降低的趋势;CuO/AC催化剂的最优负载量为9%、焙烧温度400℃和焙烧时间3h,CuO-碱金属/AC催化剂的最优负载量为6%、焙烧温度400℃和焙烧时间3h。     

Cu-Ag/海泡石催化还原NO的研究

以天然海泡石为原料,对其进行酸改性并与活性氧化铝混合后作为催化剂载体,采用浸渍法制备了用于CO还原NO的Cu-Ag复合金属催化剂.对不同Ag负载量催化剂催化还原NO的活性进行了评价,考察了载体对催化剂催化活性的影响,用BET、XRD、SEM等对催化剂进行了表征.结果表明,当Ag负载量不超过5%时,复合金属催化剂性能好于单一金属催化剂;Ag负载量为2%时催化剂性能最好;采用海泡石-氧化铝混合物为载体的催化剂的孔径分布得到改善,对NO催化还原反应有更高的活性.     

负载型膨胀石墨催化剂低温催化氧化NO研究

膨胀石墨(EG)具有四级孔结构,是一种优良的吸附剂和催化剂载体.采用超声浸渍法制备了Mn/EG催化剂,用于低温催化氧化NO,考察了金属负载量、进口NO质量浓度及O2体积分数对NO氧化效率的影响.结果表明,利用超声浸渍法制备得到的Mn/EG催化剂低温催化氧化活性较好,且催化剂表面的3价Mn对反应活性有重要影响.进口气体中O2体积分数对反应活性有明显的影响,低温时高体积分数的氧能促进NO的转化.150℃时,在NO体积分数为0.05％、O2体积分数为3％、空速为47 770 h-1的条件下,该催化剂的NO催化氧化效率可达42％.     

细长柱形Cu-Mn/Al2O3催化剂的控制合成及其对甲烷催化燃烧的影响

为提高煤矿风排瓦斯的处理和利用效率,采用溶胶-凝胶法控制合成条件以制备三维交联通透型的多级孔道细长柱形Al2O3,并以其为载体用水热合成法制备负载量极低的非贵金属Cu-Mn/Al2O3整体柱催化剂.对催化剂的结构和物理化学性质进行BET、SEM、XRD和XPS表征,并采用微型固定床反应器测试催化剂对低浓度甲烷燃烧的转化效率.结果表明,通过控制模具形状、尺寸以及干燥温度等条件可实现对催化剂形状的控制合成.减小陈化过程的凝胶尺寸和降低干燥过程中的水分和溶剂脱除速率等均可得到细长柱形Cu-Mn/Al2O3催化剂.催化剂负载活性组分Cu、Mn的摩尔比为1∶2时,柱形催化剂的比表面积更高,可达174.5 m2/g,比块状催化剂比表面积高54.8 m2/g;催化剂活性组分负载量极低的情况下,柱形催化剂活性较高,T90为560℃,比块状催化剂低50℃.细长柱形的催化剂内部具有独特的微观孔结构即传质通道,该传质通道有利于催化剂与物料的充分接触以增加反应效率,此外柱形催化剂整体成型具备较高机械强度,因此为实际矿井中用于加快风排瓦斯的燃烧效率的催化剂应用奠定了基础.     

催化湿式过氧化物法(CWPO)降解间硝基苯磺酸钠动力学研究

为了优化反应条件及研究反应机理,利用不锈钢高压反应釜,采用催化湿式过氧化物法(CWPO)在不同温度、初始总有机碳(TOC)浓度、氧化剂及催化剂条件下对间硝基苯磺酸钠溶液进行降解处理,得到最优条件为温度200 ℃,初始TOC浓度2 560 mg/L,氧化剂30 mL及催化剂0.5 g.并采用Elovich方程和双常数方程对降解过程的单因素动力学数据进行了拟合,并建立了催化湿式氧化降解过程的多因素动力学方程.结果表明,上述方程均能较好地拟合催化湿式氧化的降解过程.同时分析了考察因素对TOC去除率的影响,其影响的顺序为:温度＞初始TOC浓度＞氧化剂＞催化剂.     

不同螯合剂对花生富集污染土壤中Co的影响

采用模拟Co污染土壤的方法,分别投加2.5 mmol/kg、5.0mmol/kg、7.5 mmol/kg的EDDS、NTA、CA和OA,研究了其对花生生长与吸收土壤重金属Co,以及对土壤中Co的活化能力的影响.结果表明:整合剂处理使花生的生物量降低,在高浓度整合剂处理时,降幅最大;EDDS的添加比NTA、CA和OA更显著地增加了土壤Co的有效态质量比,同时明显提高了花生的富集系数和转运能力;在螯合剂处理下,花生的转运系数最高达到0.916,具备了修复土壤重金属污染的能力;根系和地上部富集Co能力最强时分别达到58.64 mg/kg和46.33mg/kg,是对照组的1.29和3.63倍;各处理花生根系中的Co质量比要高于茎叶中的质量比,花生植株Co质量比与土壤有效态Co质量比呈显著(p＜0.05)或极显著相关(p＜0.01);综合来看,螯合剂的投加能有效活化土壤溶液中的Co,促进植物吸收、转运重金属.     

软质聚氨酯泡沫阴燃前期热解特性研究

采用DSC-TGA(差示扫描量热-热重分析)同步热分析仪对软质聚氨酯泡沫(聚氨酯软泡)在不同氧气体积分数(0、10％、30％、50％)和不同加热速率(10 K/min、20 K/min、50 K/min)下热解到800℃的过程及其对阴燃的影响进行了研究.结果表明,当氧气体积分数介于10％ ～ 50％时,聚氨酯软泡热失重DTG曲线只有1个峰;当氧气体积分数降低到10％时,DTG曲线开始逐渐分离为2个峰;当氧气体积分数降为0(即氮气气氛)时,DTG曲线已经明显分为2个峰.这表明氧气体积分数对聚氨酯软泡热解特性具有重要作用.氧气体积分数和加热速率降低均对聚氨酯软泡的热解有抑制作用,均能减小阴燃传播速率和向明火转化的可能性.加热速率降低主要是延长了聚氨酯软泡的热解周期,从而减小了热解可燃气体积分数和放热速率.氧气体积分数降低对聚氨酯软泡热解的影响相对复杂的多:当氧气体积分数从10％降低到0时,主要提高了聚氨酯软泡的分解温度,而对热解速率影响不大;当氧气体积分数介于10％～50％时,氧气体积分数减小主要会降低聚氨酯软泡的热解速率、放热速率和放热量而对热解温度影响相对不大.氧气体积分数和加热速率降低抑制了多元醇的分解,而多元醇是聚氨酯软泡维持阴燃或向明火转化的主要物质及能量来源.     

基于模糊可拓层次分析法的在役混凝土桥梁耐久性评估

对在役混凝土桥梁的耐久性研究是目前学术界的热点问题。使用科学的方法对其耐久性进行合理的评估,是解决该问题的关键。考虑到在役混凝土桥梁耐久性评估中的不确定性,利用改进的三标度层次分析法及模糊可拓理论,建立了基于模糊可拓层次分析法的在役混凝土桥梁耐久性评估模型。首先,根据桥梁的结构及所处环境的特点,建立了在役混凝土桥梁耐久性评估指标体系。其次,运用改进的三标度层次分析法确定指标权重。然后,使用模糊可拓理论确定耐久性等级。最后,通过具体的实例分析,证明了该评估方法的科学性和有效性。     

物流企业员工安全参与行为演化路径研究

为确定影响物流企业员工安全参与行为的因素与演化路径,推动对物流企业员工的安全监管,在员工和物流企业具有有限理性的前提下,从物流企业与员工之间的博弈机理出发,构建了员工安全参与行为的演化博弈模型。采用系统动力学方法分析模型的演化趋势,通过数值仿真分析物流企业员工安全参与行为及演化路径。结果表明,奖励力度、惩罚力度等参数影响着员工策略的变化,物流企业可加大对员工不积极参与安全行为的处罚力度,并适当提高奖励力度,从而提高员工的参与安全活动的积极性;物流企业还应建立奖励与惩戒相结合的管理制度,同时通过技术创新降低监督成本,实现对员工安全的有效监管。     

Y型通风沿空留巷巷道围岩活动规律研究

为掌握沿空留巷围岩活动规律,以谢桥矿12418工作面轨道顺槽为工程背景,采用多点位移计及钻孔窥视仪等设备进行实测研究,并结合数值模拟对其进行分析.结果表明:沿空留巷巷道表面围岩变形具有典型的近场效应,留巷前距工作面60 m以外的巷道基本无表面位移,随工作面的推进,巷道表面位移逐渐增大,距工作面10～15m范围内,表面位移变化速率显著增加,留巷后巷道表面位移与留巷前变形趋势类似,但表面位移量较留巷前有明显增加;从顶板钻孔窥视结果可以看出,留巷前仅在孔深2 m处发育单一离层裂隙,留巷后在孔深1.2m、2.4 m、3.8m和5.3m处发育多层离层裂隙,且随滞后工作面距离增加裂隙逐渐增大;尾巷充填体应力在充填材料固结后逐渐升高,并一直维持较高应力状态,因此,巷旁充填体既要确保有一定的强度和刚度,又要有一定的适应变形能力.     

基于模糊层次分析法的编队内碰撞风险评价模型研究

编队内碰撞是编队飞行最大的安全威胁。为解决编队飞行灵活性与编队飞行安全的矛盾,建立了编队内各机碰撞风险评价模型指标体系,使用模糊互补判断矩阵确定了各指标的碰撞权重,实现了编队内各机碰撞的风险评估。以空军航空兵某部一架机型G与一架机型H混合双机编队为例进行了实证研究,结果表明,该模型简便易操作,可提高编队飞行训练效率。     

井下有限空间内作业人员噪声危害调查

为研究煤矿井下环境相对封闭、空间相对有限的情况下,噪声对作业人员的影响及危害,通过问卷调查的形式,分别对开滦集团东欢坨及荆各庄2煤矿井下5个不同作业区人员进行了共计200份的噪声危害问卷调查。将问卷调查结果通过SPSS软件进行统计与分析,并将SPSS分析得到的数据用于分析井下噪声对作业人员的影响及危害,归纳出噪声对作业人员的影响因素,并对噪声、影响因素及症状之间建立了井下噪声对作业人员影响的理论关系模型。结果表明:在井下有限空间内,噪声对作业人员的危害最严重的症状是耳鸣,危害最轻的症状是畏惧感;参与调查的多为年龄较大、工龄较长的作业人员,噪声对工龄较长者的危害程度要大于对年龄较大者,且工龄与噪声危害之间存在Pearson相关性系数大于0的正相关关系。     

露天矿采空区爆破合理孔底填塞长度与起爆位置确定

为研究孔底填塞长度与起爆位置对露天矿采空区上覆岩石台阶爆破的影响,进行了数值模拟和工业试验。运用ANSYS/LS-DYNA软件构建了爆破模型,分析了存在采空区时台阶的爆破机理,通过对比分析不同孔底填塞长度、不同起爆位置下爆破时岩石拉应力及动能变化,揭示其对采空区爆破效果的影响,确定了采空区上覆岩石台阶的合理爆破方法,并通过工业试验进行了验证。结果表明:采空区的存在导致爆破能量的利用效率降低;中间起爆技术适合采空区上覆岩石爆破;孔底填塞长度在一定临界范围内时,爆破能量的利用效率是最佳的;确定了武家塔露天煤矿采空区上覆岩石台阶爆破采用中间起爆技术且孔底填塞长度为2 m。     

基于多传感器融合的林火监测

为了提高近距离火灾监测的准确率,建立了基于Arduino平台的多传感器实时监测系统.此系统安装在移动机器人身上以探测火灾.在林火发生期间,会产生CO、C02明火火焰及其他产物,并引起周围环境温度的升高.因此,选择合适的传感器,检测出以上参数,就有可能据此判断实际环境是否有火.通过在Arduino上搭建火焰传感器、温度传感器、气体传感器和烟雾传感器,可以实时监测环境参数.在无火和有火环境中进行了多次试验,进行数据采集,得到了大量原始数据.无火环境的数据是在不同的天气条件下测得的;有火环境由试验火堆模拟得到.在模拟的过程中,进行人为操作以模拟不同的火情.如通过浇湿底部的可燃物模拟预热阶段,试验数据因此更有代表性.数据分析表明,单个传感器的输出值波动大,且在有火环境和无火环境中的输出值有重叠.因此,用单一传感器来检测火灾的准确率很低.而同时分析3个传感器的输出值时,其输出值随所检测火堆的不同呈现出一致的变化规律.最后,利用神经网络进行多传感器数据融合.涉及5个输入变量,由神经网络实现对多变量的非线性问题进行模式识别.将前述试验所得数据划分为训练数据和测试数据,两类数据均包含一定比例的有火样本和无火样本.用训练数据对BP神经网络进行训练,可得到林火识别模型.用测试数据检验模型,结果表明,该BP神经网络对试验火的识别准确率为98.625％.     

基于生态毒性的再生水补给河流氨氮控制目标研究

再生水补给河流是解决城市景观用水缺乏的重要途径,但是再生水中的氨氮,特别是游离氨对水生生物的毒害作用也不容忽视.针对再生水补给河流的典型场景,根据物种敏感度分布法(Species Sensitivity Distribution,SSD),计算得到游离氨的属急性毒性基准最大质量浓度(Criterion Maximum Concentration,CMC)为0.093 mg/L.以保护95％水生生物为目标的河水氨氮控制目标分别为4.37 mg/L(水温T≤12℃)和1.73 mg/L(水温T＞ 12℃).根据再生水补给河流的不同比例(体积比),计算再生水的氨氮控制目标.当河流上游来水分别满足地表水环境质量标准Ⅳ、Ⅴ类水体要求和CMC值,再生水占混合后河水的比例为20％～100％且水温T＞ 12℃时,再生水氨氮控制目标分别为1.7～2.6 mg/L、0.6～1.7 mg/L和1.7 mg/L;当河流上游来水分别满足Ⅳ、Ⅴ类水体要求,再生水占混合后河水的比例为50％～100％且水温T≤12℃时,再生水氨氮控制目标分别为4.4～7.2 mg/L和4.4～6.7 mg/L.当河水全部由再生水组成时,推荐再生水的氨氮控制目标为1.7 mg/L(水温T＞12℃)和4.4mg/L(水温T≤12℃).