基于人工模拟雾霾装置的颗粒物沉降效果分析

雾霾对人类生活生产的影响日益严重,雾霾治理的研究逐渐受到重视,然而自然雾霾天气的不可预测性增加了研究难度。根据雾霾的组成特点,设计并搭建了一套人工模拟雾霾装置,对雾霾颗粒物的沉降效果进行浓度监测和分析。模拟结果表明:各种环境下,PM_(10)的浓度和沉降速率最高,总浓度占比保持在40%以上,PM_(2.5)浓度占比约为35%,PM_1浓度最低,仅占20%～25%;有风环境下,颗粒物的沉降速度明显提高,当沉降时间达到130 min后,PM_1的浓度达到20%以下。装置成功模拟了100 min以上的重度雾霾以及20 min的中度雾霾,可为雾霾治理的研究提供稳定可控的实验环境。综合上述结果,将PM_(2.5)和PM_1凝结成PM_(10),可加速雾霾的消散,对雾霾治理具有重要参考价值。     

基于复杂有害气体释放模型的雾霾气象条件下烟气排放影响分析

针对华北地区雾霾污染的长期性和频繁性,运用复杂有害气体释放模型(CHARM),开展雾霾气象条件下工业区燃煤锅炉烟气排放对周边居民区影响的环境模拟,并通过地理信息系统(GIS)聚类分析手段,划定污染影响的空间级别,最后针对工业区雾霾天气应急管理、雾霾补偿和产业用地布局规划等方面提出对策建议。结果表明,在雾霾气象条件下,燃煤锅炉烟气连续排放20min可对周边高层建筑产生影响,连续排放1h则对周边258 334m2产生明显污染。距排放点水平距离110m内、垂直高度80m以上区域以及距排放点水平距离340~400m、垂直高度40~60m区域受锅炉烟气污染最为严重。     

物料下落过程中可吸入颗粒物产生特性及控制技术

利用实验室新设计开发的一套装置,研究物料自由下落过程影响可吸入颗粒物产生的因素.通过实验分别测定不同物料、质量流量、含水量、粒径组成和下垫面5个因素对可吸入颗粒物产生的影响.实验结果表明,不同物料可吸入颗粒物产生率不同;随着质量流量和物料含水量的增加,可吸入颗粒物产生率减小,加水是减少可吸入颗粒物排放的最有效方法之一;不同粒径组成和不同下垫面对可吸入颗粒物产生也有影响,但作用并不显著.     

北京夏冬季雾霾天气大气单颗粒物特征

为了深入了解不同源排放大气颗粒物对北京市大气环境的影响,从而提出更有效的防污染源控制对策,减少污染,对2014年夏季7月和2015年冬季1月北京市采集的108个样品应用扫描电镜-能谱技术进行研究。结果表明硫钙颗粒和碳质颗粒在冬夏季雾霾天气均大量出现。夏季清洁天气下PM_(2.5)以上扬尘颗粒数量大于冬季。夏季雾霾天气下有机碳及含硫颗粒快速增加,冬季雾霾天气下由于燃煤供暖因素的存在,有机碳及含硫颗粒等特殊颗粒平均浓度较清洁天气增幅最高达145倍,PM1以下总颗粒数增长高达700%。夏季雾霾天气PM0.5~1颗粒数量较清洁天气增长1.6倍,冬季增长8倍。不同季节雾霾天气主导污染颗粒不同,应采取有针对性管控措施。     

大气雾霾污染的原因与防治对策分析

通过对雾霾污染的研究分析,指出雾霾污染的2个原因:一是由于污染物排放,使大气环境中细微颗粒物增多。目前城市大气环境中细微颗粒物主要来源于汽车尾气的排放,其次是工业燃煤的污染排放,也有区域之间细微颗粒物飘移的影响。二是气象条件,主要是水平方向静风伴随着垂直方向上出现逆温。在大气环境中细微颗粒物增多和静风逆温天气条件的共同作用下,形成雾霾污染。大力推广应用LNG汽车,使用清洁燃料,是改善城市区域环境空气质量的重要途径;城区内的电力、供热生产燃气化,也是改善环境空气质量的有效举措。治理雾霾污染不仅需要政府的努力,也需要全社会的共同参与,加强环境污染管理和监管执法是治理雾霾污染的重要保障。     

广州市燃煤电厂PM_(2.5)扩散模拟及控制策略研究

近年来广州市的雾霾天气频发,能见度大幅降低,燃煤电厂排放的PM2.5被认为是重要的影响因子之一。基于稳态高斯高架连续点源模型在不利于大气扩散的气象条件下,对广州市周边31个燃煤电厂的颗粒物污染扩散进行模拟。结果表明:当东南风、南风、东风为主导风向时,装机容量较大的红海湾、平海、妈湾、铜鼓、沙角C、珠海A等燃煤电厂均在广州的上风向地区,这些燃煤电厂排放的PM2.5会增加广州城区PM2.5浓度。同时,根据PM2.5贡献率调整发电系数,对燃煤电厂的发电运行进行管理,为未来有效控制PM2.5浓度提供了新思路。     

双区式电凝并技术对提高细微粉尘凝并效率的影响

为了进一步提高电凝并装置对细微粉尘的凝并效率,降低细微粉尘对人体的危害,设计一种由双极芒刺预荷电区和平行板收尘区组成的双区芒刺式电凝并装置,通过实验探究了安装双区芒刺预荷电装置、极配间距、外加电压3个凝并参数对细微粉尘凝并效率的影响。结果表明:当外加电压≤13 kV时,细微粉尘的凝并效率随外加电压的升高而增大,而当外加电压13 kV时,电凝并效率无明显提高;安装双极芒刺预荷电装置和缩短极配间距都可以有效提高细微粉尘凝并效率,当外加电压为13 kV时,极配间距由0.03 m缩短至0.02 m,各粒径粉尘的凝并效率均有10%以上的提高。根据实验结果可以得出,细微粉尘电凝并最优实验参数为安装双极芒刺预荷电装置、极配间距0.02 m、外加电压13 kV。以上研究结果可为电凝并技术的推广及工业应用提供参考。     

民用散煤燃烧排放颗粒物微观特征

为深入了解民用散煤燃烧排放颗粒物对大气环境的影响,利用自行设计的采样装置采集民用散煤燃烧颗粒物并采用扫描电镜-能谱(SEM-EDX)分析颗粒物的形貌和元素组成。结果表明,民用散煤燃烧排放的颗粒物主要有焦油球,飞灰,片状或块状碳质颗粒,矿质颗粒,烟尘集合体,其他颗粒。从形貌上看,民用散煤燃烧排放颗粒物以球形和类球形颗粒为主,占颗粒总数的49.2%,烟尘集合体很少,占颗粒总数的3.6%。从元素组成来看,民用散煤燃烧排放颗粒物主要是炭质颗粒,占排放颗粒总数的77.2%,S元素在颗粒中较为常见,但大多数含量较低。从粒径分布来看,民用散煤燃烧排放颗粒物主要是微小颗粒物,绝大多数(81.0%)颗粒分布在1μm粒径范围内。民用散煤燃烧是大气污染物的重要来源之一,应制定相应的管控措施。     

轻型汽油车颗粒物数浓度排放特征研究

应用全球统一轻型车排放测试循环(WLTC)工况对2种轻型汽油车(汽油直喷(GDI)车、进气道燃油喷射(PFI)车)进行尾气排放测试,分析其颗粒物数浓度(PN)、粒径分布及排放特征。结果表明:GDI测试车的PN平均排放因子为2.098×10~(13)～2.619×10~(13)个/km,远高于传统PFI测试车的7.486×10~(11)～3.174×10~(12)个/km。PFI测试车排放的PN 50%集中于粒径小于0.033μm的粒径段,GDI测试车排放的PN 50%集中于粒径小于0.010μm的粒径段。PFI测试车在40～80km/h的速度区间内,加速和减速状态下PN的排放速率高于匀速,GDI测试车在0～20、40～80km/h的速度区间内,加速状态下PN的排放速率高于匀速,在0～20km/h的速度区间内减速状态下PN的排放速率高于匀速。     

应用冷等离子体净化尾气中NO的研究

本文设计了轻便的电晕放电装置 ,并用其进行了冷等离子体去除NO的实验研究 ,得到了NO的去除率随放电管的输入功率、NO的初始浓度以及气体的流量而变化的对比曲线。在流量较小 (≤ 0 .0 5m3 /h)或者浓度较低 (≤ 15 0×10 -6)的情况下 ,本文所设计的装置去除NO的效果较好 (>80 % )。该装置体积小、重量轻、功耗低 ,加以改进 ,对于实际的汽车尾气排放控制 ,具有良好的应用前景     

治霾“督企”更要“督政”

正11月初,京津冀及东北地区再次遭遇重霾,环境保护部派出12个督查组赴重污染地区进行督促检查。督查发现,部分"高架源"企业仍在超标排放污染物,部分城市重污染天气应急预案减排措施未落实,个别"土小"企业群环境问题突出。这表明,治理雾霾不仅要"督企",更要"督政"。毫无疑问,排污企业作为污染源的直接产生和排放者,是环境质量恶化的首要责任者,其主体责任不容否认、不可     

临沂市一次持续性雾霾过程的阶段性成因分析

利用常规观测资料、NCEP再分析资料和GDAS全球1°×1°气象资料,结合环流背景、气象要素、物理量场,并利用轨迹分析方法,对2013年12月3—9日临沂一次持续性雾霾天气过程进行分析。结果表明,本次雾霾过程具有明显的阶段性特征,前期以霾为主,后期发展为雾霾交替并存。PM_(2.5)浓度和相对湿度是决定能见度大小的2个关键因子,对能见度的影响体现出阶段性特征。后向轨迹模拟霾开始变重的5日20:00,河北和山东地区污染物浓度上升除了本地悬浮颗粒物外,来自京津一带的这种污染物输送也是一个重要因素。雾霾交替并存时段的7日20:00,水汽输送路径自东部沿海抵达临沂,来自海上源源不断的水汽输送,决定雾霾交替并存阶段持续时间。自新疆东北部的强干冷空气经内蒙古中北部南下,是导致本次持续雾霾消散的直接原因。地方政府应严格控制企业的污染物排放,加快产业结构和能源结构调整,才是治理雾霾的根本方法。     

燃煤工业锅炉PM2.5排放规律

当前我国工业锅炉中最主要应用炉型为链条炉,是大气污染物排放的重要污染源之一。本研究利用基于荷电低压捕集器(ELPI)的颗粒物排放稀释系统,选取5台典型链条燃煤工业锅炉,对其除尘器的进口、出口和脱硫后3处进行细微颗粒物(PM2.5)的现场测试。粒径分布结果表明,粒数浓度较多在0.04~0.3μm范围内,质量浓度分布在0.08~0.25μm范围内呈单峰上升形态。除尘装置对PM2.5的捕集效率在50%左右,除尘效果较差;脱硫后有些级的颗粒物浓度不降反升。目前环境日趋恶劣,燃煤工业锅炉作为PM2.5的重要排放源,将是今后重点控制对象。     

西安市雾霾时空分布特征研究

通过对西安市雾霾时空分布特征的分析,为认识雾霾成因和采取有效的治理措施提供理论依据。利用2013—2015年西安市13个监测站的雾霾天气污染物监测资料和中国环境监测总站的月空气质量状况报告,采用统计方法分析西安市雾霾天气的时空分布特征。结果发现:时间上,西安市雾霾天气呈现明显的季节性变化规律,持续时间较长,雾霾在冬、春季交际时最严重,其中11月至翌年3月期间PM2.5空气质量指数为严重污染;空间上,西安市北部区域雾霾污染程度比南部区域严重,西部区域雾霾污染程度比东部区域严重,市区雾霾污染程度比郊区严重。通过相关分析,进一步揭示不同污染物对PM2.5的影响程度,说明PM2.5与PM10存在较强的正相关关系,与O3呈负相关关系。     

用于气溶胶采样预分离的直流式旋风分离器

频繁的滤材堵塞是大气气溶胶采样器(流量大于500 m3/h)运行中常见的问题,安装预分离器是缓解这一问题的有效途径之一。研究了可用于这种气溶胶取样器预分离的旋风分离器,确定了使用轴流进气直流式的结构。在惯性分离理论的基础上,提出了切割粒径的计算方法。建立了流量为700～800 m3/h的预分离器性能测试装置和方法,并对3个旋风分离器性能进行了测试。实验结果表明:3个旋风分离器的切割粒径在12～14.5μm,与计算较好地符合;性能最佳的旋风分离器的切割粒径为14.5μm,10μm颗粒的透过率为73%,符合技术要求。     

基于ASMM模型对不同袋长袋式除尘器气固两相流的模拟

为了提高袋式除尘器内部流场的均匀性,延长滤袋的使用寿命以及降低能耗,以某环保公司下进风袋式除尘器为几何模型,采用简化的欧拉模型-代数滑移混合模型(algebraic slip mixture model,ASMM)模拟了3种袋长分别为6、8和10 m的袋式除尘器处理粒径为1、2.5、5、10和20μm颗粒时其内的气固两相流动。对比分析了不同袋长除尘器内速度云图、颗粒相体积份额以及压力损失等,结果表明:随着滤袋长度的增加,除尘器内部流场的均匀性提高;袋式除尘器对5种不同粒径颗粒都具有一定的去除能力,滤袋长度为8 m时受到的二次扬尘影响较小;滤料及粉尘层厚度为2 mm时,袋式除尘器的压力损失随着滤袋长度的增加而增加,颗粒粒径对除尘器压力损失的影响较小;通过对比袋长为8 m时除尘器模拟压降与实验结果,验证了模拟结果的可靠性。因此,除尘器的最优袋长为8 m,模拟结果为袋式除尘器的设计和优化提供了理论依据。     

城市降雨径流人工湿地处理的效能研究

根据广东省东莞市同沙水库集水区的降雨径流的平均水质特征,采用改进的人工湿地系统对其污染物的降解效果和耐冲击负荷能力进行了模拟研究,实验中人工模拟城市降雨径流污染物平均浓度COD为169.19 mg/L、TP为0.58 mg/L、TN为5.69 mg/L和NH4+-N为3.69 mg/L.实验结果表明,该湿地系统各对污染...     

污水源热泵机组性能的研究

利用热泵系统回收城市污水中的热能,既开发了一种清洁能源,同时又降低了城市废热的排放,保护了环境.通过对以水源热泵为中心设备的污水热能回收与利用实验装置冬季供暖工况的实验研究,考察了热泵机组在以污水(模拟)为热源时的工作性能,测得热泵机组性能系数为2.61.     

长沙地区雾霾特征及影响因子分析

根据长沙地区1970—2012年气象观测资料及环境监测数据,对近43年长沙雾霾特征及影响因子进行了分析。结果表明,长沙地区雾的年际变化具有显著的倒"U"型特征,霾整体上呈上升趋势;雾霾天气主要集中在秋冬季节,春夏季节较少;从空间分布来看,望城区(县)和宁乡县雾霾天气最多,浏阳市次之,长沙市区最少。在一次持续性雾霾天气过程中(10.2~10.12),相对湿度、PM2.5质量浓度与能见度呈现显著负相关,说明PM2.5质量浓度和相对湿度是雾霾天气形成的首要影响因子。     

粉尘性质对电除尘器性能影响的试验研究

在半工业化的电除尘器实验系统装置上进行了烧结灰、飞灰、煤铁混合样的粒径分布及粉尘的真密度对电除尘器性能影响的实验研究。结果表明,电除尘器能有效捕集亚微米粉尘,对烧结灰净化最适合的粒径范围为1．37～2．03μm(η高达100％);对煤铁混合样的最适合粒径范围为3．30～7．25μm(η高达100％);电除尘器对煤铁混合样的粒径小于2．24μm的分级效率η高达92．36％。在同等试验条件下,电除尘器对烧结灰和煤铁混合样的总除尘效率为96．87％,高于飞灰的总除尘效率92．61％。