开放源类物料中微粒子排放估算模型的建立

利用实验室微粒子控制模拟试验装置,采用开放源类粉体物料自由下落溢出随机粉尘的实验研究方法,研究了济南市开放源类粉体物料自由下落过程中微粒子排放规律;在一定动力因素条件下,探讨了物料种类、粒度组成,物料含水率,环境空气湿度,自由下落中质量流量等因素对物料排放率的影响;通过数学归纳和模型化处理,建立了开放源类粉体物料自由下落过程中大气微粒子排放估算的数学模型;通过对实验数据进行回归分析后认为,粒径、含水率是对排放率影响最大的因素,质量流量是对排放率影响最小的因素。经试验验证,计算值与试验值基本一致。所获结论,对开放源类物料在转运、装卸、堆放等操作过程中大气微粒子的排放估算和综合防治具有重要的参考价值。     

工业粉体下落过程粉尘排放特性的实验研究

根据与维也纳工业大学化学工程研究所共同确定的实验方案,在实验室开发并设计了一套自由下落装置,研究粉体下落过程中粉尘的排放特性。通过实验主要测定下落高度、空气湿度和质量流量对粉尘排放的影响。实验结果表明,下落高度和空气湿度对粉尘排放均有影响,且空气湿度对粗粒子的排放影响较大,对细粒子影响较小;随着质量流量的增加,粉尘产生率逐渐减小,但质量流量的增加也会增加粉尘浓度,加重了对工人的危害。建立了影响因素与粉尘产生率之间的数学模型,经检验,二者之间存在显著相关,实测值与理论计算值基本一致,可以应用已建立的数学模型定量评价粉尘产生量。     

开放源对环境空气质量影响的评估技术与实例

开放源排放的颗粒物已经成为城市环境大气颗粒物的主要来源之一,介绍了其对环境空气质量影响的评估技术,采用开放源的动力学经验公式测算S市粉煤灰场、原煤堆场、土堆、沙石料堆4类开放源不同粒径颗粒物的起动风速及扩散距离,并利用箱模型(A值)和源解析(化学质量平衡法,CMB)模型测算开放源的区域年均起尘量及其对环境空气中颗粒物的贡献值.结果表明:开放源排放的颗粒物易升腾而且影响面积很大;S市区开放源类排放的小于100 μm的颗粒物约22.2×104 t/a,小于10 μm的颗粒物约15.8×104 t/a;开放源对环境空气中TSP的贡献值约370 μg/m3,质量浓度分担率达60%,对PM₁₀的贡献值约263 μg/m3,分担率达64%.      

气力输送化工粉体静电带电影响因素试验研究

采用自建全尺寸粉体静电试验系统,以聚丙烯颗粒为试验介质物料,测试了气力输送过程中物料质量流量、输送气体流量以及离子风消电器对聚丙烯颗粒静电带电量的影响规律。结果表明:气力输送粉体物料时,粉体颗粒与管壁碰撞是影响颗粒带电的主要因素之一,导致颗粒带电量随颗粒质量流量降低和气体输送流量增加(风速增大)而增大。提高质量流量、降低输送气体流量并使用离子风静电消除器,是降低气力输送物料静电危害风险的重要措施。     

响应曲面法优化物理活化制备羊骨基活性炭工艺

为通过物理活化法制备羊骨活性炭,采用响应曲面(Response surface methodology,RSM)实验设计,以活化温度、活化时间、CO2流量为试验因素,以碘吸附值为响应值,建立数学模型,工艺条件进行优化。结果表明:最佳工艺条件为活化温度476.05℃、活化时间9.34 min、CO2流量159.4 mL/min,在此条件下碘吸附值为411 mg/g;通过对碘吸附值曲面方程和二次多项回归方程解逆矩阵得知该方程的预测值与实际值之间具有较好的拟合度。     

厌氧条件下纤维素降解产气的研究

进行了生活垃圾中纤维素组分在厌氧条件下的降解特性试验,选用纯纤维素物料作为原料,采用单因素试验设计,考察了不同温度下(30~50℃)纤维素物料的降解动力学规律.结果表明,30℃为纤维素物料厌氧降解的最佳温度,最高产气和产甲烷量分别达到了620.4,357.2mL/g,产气过程分为适应期、快速增长期和稳定期3 个阶段.基于物料守恒和Monod 方程的动力学模型参数根据试验数据来确定,而不是来自于经验值.通过混合物料降解试验验证,试验值与模拟值吻合得较好.     

工艺过程源和溶剂使用源挥发性有机物排放成分谱研究进展

工艺过程源和溶剂使用源是我国大气挥发性有机物(VOCs)最主要的工业来源,近年来源成分谱的研究逐步受到重视.本文总结梳理了2000年以来国内外有关工艺过程源和溶剂使用源排放VOCs特征的相关研究,对比分析了不同研究结果的差异,结合不同研究的对象和方法,探讨了影响溶剂使用和工艺过程源排放成分谱研究的主要影响因素.结果表明,工艺过程源下分的32个三级子类(参照国家《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南》源分类方法)中,有相关研究报道的包括八类;溶剂使用源下分的10个三级子类中,有相关研究报道的包括四类.总体而言,细化的行业研究种类比较少,不同行业排放VOCs组成差异大,可比性较差.污染源采集测试方法对同一行业源排放成分谱研究结果有较大影响.此外,成分谱中VOCs物质名录的不统一也不利于不同研究结果的比较;含氧VOCs是上述两类污染源排放的重要组分,需要纳入测量范围.未来,有必要建立开放交互式的工艺过程源和溶剂使用源排放VOCs成分谱库平台,鼓励并形成不同研究结果的共享及录入机制;并建立相关研究成果数据入库规范,包括研究的对象、方法、地区、时段以及样本量等详细信息,以便开展不同VOCs源成分谱不确定性评判.     

燃气-蒸汽联合循环发电CO2排放量量化方法比较

为探究排放因子法与监测法两类量化方法对燃气-蒸汽联合循环发电CO₂排放源排放量量化的差异和影响因素,采用《温室气体排放核算与报告要求第1部分:发电企业》(下称《核算报告要求》)和《2006年IPCC国家温室气体清单指南》(下称《IPCC指南》)两种排放因子法,以及一种基于红外吸收光谱原理的排放源监测法,对某燃气-蒸汽联合循环发电CO₂排放源排放量进行4次量化,分别得出监测法、《核算报告要求》以及《IPCC指南》下限值、缺省值和上限值5组量化值.结果表明:① 采用监测法得出的CO₂排放源排放量量化值明显小于两种指南排放因子法量化结果;② 采用《核算报告要求》得出的CO₂排放源排放量量化值介于《IPCC指南》缺省值和下限值的量化值之间;③《核算报告要求》和《IPCC指南》中的天然气排放因子值分别超出此次监测法量化值折算出的天然气排放因子值的22%、19%、23%和28%,证明存在因高估排放因子导致高估CO₂排放量的可能;④ 装置运行负荷率越高,采用排放因子法得出的量化值越趋近于监测法量化值.研究显示,在监测条件良好的情况下,宜采用监测法对燃气-蒸汽联合循环发电CO₂排放源排放量进行量化,可避免燃料燃烧特性值和装置负荷率对排放因子法量化准确性的干扰,能更好地支撑企业和管理部门的统计量化工作.      

天津市PM_(10)污染控制决策模型

探索了城市空气颗粒物污染控制决策的流程.分析了颗粒物排放源类的分担率、颗粒物的可削减空间、控制措施实施的可执行性及控制技术经济成本等方面对颗粒物污染控制决策的影响,在此基础上,结合空气质量模型、颗粒物来源解析、层次分析法等技术,建立了颗粒物污染控制方案优选方法及相应的决策模型.以天津市为例,分别设定颗粒物各排放源类的控制情景,计算不同控制情景下环境空气中ρ(PM10)削减率,在对所有方案初筛的基础上,采用层次分析法确定颗粒物污染控制的最优方案组合.     

微电解处理电镀含氰废水数学模型的建立

利用origin pro软件和1stOpt软件研究分析铁炭微电解法处理电镀含氰废水的实验数据建立工艺的数学模型。正交试验和单因素试验结果表明最优条件为进水pH值3.5,铁炭体积比2:1,水力停留时间(HRT)60 min,曝气60 min,总氰去除率达96.3%。根据4个变量与总氰去除率间的不同规律关系,运用origin pro软件对其分别进行单因素多项式拟合或S型曲线拟合,建立各自的数学模型,相关系数分别为0.969 9、0.984 6、0.994 8和0.995 8。利用1stOpt软件根据正交试验数据和单因素模型方程进行多元非线性拟合建立宏观数学模型,相关系数达到0.941 3。该模型的参数值比较结果与正交试验测得因素影响次序一致,计算出的模拟值与实验值吻合较好,表明该模型能够正确反应微电解法去除电镀含氰废水中总氰的效果,对后续研究和放大有积极意义。     

电石炉炉气电改袋除尘技术

介绍了某厂3台20 000kVA内燃式电石炉炉气除尘系统由原来采用的电式除尘器改为袋式除尘器技术,同时将原系统内的增湿塔改造为强制风冷及预荷电、预除尘设备,这样不但可以降低烟气温度使其满足袋式除尘器对进口烟气温度的要求,同时使微细粉尘荷电凝聚,提高了后续袋式除尘器对颗粒的捕集效率,并降低了袋式除尘器的阻力损失。改造后的系统运行稳定,烟气出口排放浓度满足国家环保要求。     

用质子X荧光法对广州市气溶胶中无机元素的分析

用8级撞击式采样器在广州市五个代表点采集了大气气溶胶样品,用质子激发X荧光分析(PIXE)法进行了分析。取得了近20种元素的质量浓度及其粒径分布。分别计算了元素中粗粒子和细粒子的富集因子,对元素的产生源及广州市大气气溶胶的特征进行了讨论。文章最后,将广州市中心大气气溶胶中15种元素含量的分析测试结果与我国其它城市大气气溶胶中的元素含量进行了比较和讨论。      

青岛市大气颗粒物来源的定量解析——化学质量平衡方法

在青岛采集了夏、冬两季的飘尘样品。用10μm入口切割和两级核孔膜滤膜,实现了飘尘粗、细颗粒的分极采样。分别用扫描电镜-X射线能谱分析技术和多元素化学分析数据的因子分析方法,定性识别排放源。用化学质量平衡方法定量解析源贡献:土壤扬尘和燃煤飞灰,硫酸盐二次颗粒物,以及海盐颗粒是3种主要来源;汽车尾气和2种工业排放的贡献较小。根据定量解析的结果,论述源排放的粒径分布和季节变化的特点。      

区域大气细粒子污染特征及快速来源解析

在广东大气超级站使用单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪(SPAMS)等仪器开展综合观测,2013年12月共监测到两个污染过程,主要的化学成分为元素碳(EC),占总颗粒数的56.8%,其次为有机碳(OC)和重金属(HM),分别占总颗粒数的12.7%和10.1%.两个污染过程中,不同颗粒类别的变化趋势有差异,说明两个污染过程的污染特征有所不同.污染来源分析发现,监测期间主要受到机动车尾气源和燃煤源的影响,二者分别占24.8%和22%;其次为工业工艺源和生物质燃烧,分别占16.4%和10.3%.第一个污染过程中,工业工艺源是首要污染源,而随着颗粒物浓度的增高,燃煤和二次无机气溶胶的比例明显增加,说明此污染过程中受一次污染源(燃煤源和工业工艺源)和二次光化学反应的复合影响.而第二个污染过程中,机动车尾气为首要污染源,其次是燃煤和工业工艺源,整个过程中各源的比例较为稳定,说明该次污染过程主要由不利气象条件导致的污染物累积形成.     

大型霉菌试验箱的设计和优化选择

介绍了实现满足GJB 150,GJB 150A和RTCA/DO 160F等军民标准的大型霉菌试验设备的设计以及霉菌试验设备的主要组成,重点分析了目前霉菌实验设备几种加温加湿方法的优劣,提出了使用夹套加热和幕布加湿方法可以保证温湿度良好的均匀性和波动度;比较了测量相对湿度的两种方法,确定选用干湿球法测量相对湿度以及选用干湿球温度计测量相对湿度的注意事项。     

长三角地区秸秆燃烧排放因子与颗粒物成分谱研究

为获取长三角地区秸秆燃烧污染物排放因子及其颗粒物成分谱,利用自行设计开发的开放式燃烧源排放测试系统,选取小麦、水稻、油菜、豆秸和薪柴等5类典型作物秸秆,分别采用露天焚烧和炉灶燃烧2种燃烧方式,实测其气态污染物和颗粒物排放特征.结果表明,露天燃烧各类秸秆的CO、NOx和PM2.5平均排放因子约为28.7、1.2和2.65 g·kg-1,由于炉灶氧含量相对较低,燃烧不充分,其污染物排放因子总体高于露天燃烧,分别为81.9、2.1和8.5 g·kg-1.各类秸秆中,油菜的排放水平相对较高.含碳组分(OC和EC)是生物质秸秆燃烧产生PM2.5的主要组成,在露天燃烧中OC和EC的质量分数分别占(38.92±13.93)%和(5.66±1.54)%;炉灶燃烧中OC和EC分别为(26.37±10.14)%和(18.97±10.76)%.Cl-、K+等水溶性离子也有较大贡献,在露天燃烧中分别为(13.27±6.82)%和(12.41±3.02)%;在炉灶燃烧中分别为(16.25±9.34)%和(13.62±7.91)%.小麦、水稻、油菜和豆秸等作物秸秆露天燃烧排放颗粒物的K+/OC值分别为0.30、0.52、0.49和0.15,这些特征值可用于判断长三角区域空气质量受秸秆燃烧排放影响的程度,为大气污染来源解析提供直接的判断依据.     

利用SPAMS研究西安市重污染天气细颗粒物污染特征及来源

为了对西安市冬季重污染过程中的细颗粒物进行动态源解析,于2016年12月5-22日,利用SPAMS（单颗粒气溶胶质谱仪）在西安市城市运动公园开展连续观测.将观测期分为4个阶段,结合气象条件对不同阶段细颗粒物的污染特征进行分析比较.依据质谱特征,将所采集到的颗粒分为EC（元素碳）、OC（有机碳）、ECOC（混合碳）、HM（重金属）、LEV（左旋葡聚糖）、SiO₃（矿尘）、K（钾）、Na（钠）、HOC（有机大分子）及Other（其他）类.结果表明:观测期间所采集到的OC类颗粒物数量最多,在重污染阶段OC、K和EC类颗粒物占颗粒总数的70%以上,是重污染天气的主要组成颗粒.在雾霾消散期,OC、LEV和SiO₃类颗粒是主要类型颗粒物.根据颗粒物的化学类型及离子特征,利用PMF（正交矩阵因子分解）模型法得到6种污染源贡献率分别为27.7%（燃煤源）、22.3%（二次污染源）、20.4%（交通源）、10.4%（生物质燃烧源）、9.7%（工艺过程源）、6.5%（扬尘源）及3.0%（其他未知源）.研究显示:在重污染阶段,燃煤源与交通源占比大幅上升,与二次污染源共同造成了此次重污染天气;在雾霾消散期,扬尘源及生物质燃烧源成为大气细颗粒物的主要污染源.      

柴油/CNG公交车排放颗粒物粒径分布特征隧道实测研究

对澳洲某公路隧道中段和名义入口段进行连续4d的超细颗粒物实测,通过数据分析发现隧道内柴油公交车和CNG公交车混合排放的颗粒物日平均粒径呈双峰模态分布.采用多元回归法分别计算柴油公交车和CNG公交车颗粒物数浓度粒径谱排放因子,发现柴油车/CNG颗粒物排放分别呈积聚态单峰分布和核模态单峰分布.对隧道内机动车颗粒物排放每30min平均粒径分布进行核模态和积聚模态的对数正态分布曲线拟合分解,90组粒径分布叠加拟合曲线与实测结果的拟合度为0.972～0.998.采用髭须图对柴油车和CNG车颗粒物排放特征做统计分析发现,柴油公交车颗粒物排放呈积聚模态下的对数正态分布,其峰值粒径74.5～86.5nm,该对数正态分布的几何标准差1.88～2.05.CNG公交车呈核模态的对数正态分布,峰值粒径19.9～22.9nm,几何标准差为1.27～1.3.