双向掘进隧道游离SiO2粉尘扩散规律模拟与分析

为研究双掘进面施工隧道内游离SiO_2粉尘浓度演化特征与扩散规律,获取通风系统的合理设计参数,以斗篷山隧道为研究背景,利用Ansys-CFD有限元计算流体力学软件离散项模型对双向掘进隧道安装除尘设备前、后粉尘扩散轨迹及不同时间周期内粉尘浓度分布特点进行数值模拟,并对模拟结果与现场实测数据进行对比分析.结果表明:(1)衬砌台车对粉尘的扩散具有明显的阻碍效应,台车两侧游离SiO_2粉尘浓度值出现了明显的分界.(2)单纯压入式通风条件下,部分高浓度游离SiO_2粉尘在非爆破端循环停留时间较长,通风一段时间后少量高浓度的游离SiO_2粉尘穿过台车在非爆破端循环停留形成簇团效应,未进入斜井进行排放.(3)压入式通风设备和除尘系统联合作业后,非爆破端游离SiO_2粉尘浓度趋于0,联合作业900 s后,隧道正洞与斜井内游离SiO_2粉尘浓度基本降至8 mgm~3以下,达到规范要求.研究显示,采用离散项模型对双工作面施工隧道内游离SiO_2粉尘浓度演化特征与扩散规律的模拟是可行的.压入式通风设备与除尘系统联合作业条件下游离SiO_2粉尘快速进入斜井进行排放,隧道施工作业区内游离SiO_2粉尘浓度在短时间内大幅下降,通风过程中粉尘运行轨迹几乎不涉及隧道非爆破端,减少了对非爆破端的污染.     

衬砌台车对游离SiO_2粉尘扩散阻碍特性监测研究

以贵广客运专线油竹山隧道为研究背景,采用CGKL-76分室反吸可移动式袋式除尘器与巷道式通风系统联合实验,通过激光粉尘测量仪(DC-3LP)在隧道掌子面爆破后不同点位、不同时间段上游离SiO_2粉尘的浓度值进行监测,并对掌子面爆破后游离SiO_2粉尘扩散特性以及衬砌台车对粉尘的阻碍影响进行分析。研究表明:掌子面爆破后衬砌台车两侧游离SiO_2粉尘出现明显分界,台车前端粉尘浓度曲线呈下凹分布;采用除尘设备联合通风后,台车前端积尘效应有所改善,粉尘浓度曲线呈上凸分布;正洞内压入式风机入风口出现回流现象。     

机动车尾流区CO2扩散特征的数值分析

为了研究车辆运动过程中尾流区排放污染物的扩散情况,通过CFD软件FLUENT 6.1.22TM中湍流模型和组分输运方程对单辆货车尾流区内的气流速度、湍流动能和排气管排放的CO2浓度的分布进行了模拟.通过模拟结果与风洞实验的数据对比验证了模拟结果的适用性.分析了车速,排气管出口温度和湍流动能对货车尾流区内CO2扩散过程的影响,结果表明,由于出口直径和流速相对较小,排气管射流对尾流区流场的影响不明显;在排气管出口处CO2的浓度梯度最大,且随着与车尾距离的增加浓度迅速减小;尾流区内CO2在x、y、z3个方向上的浓度变化速度均随车速的增加而增加;且在尾流区内相同位置处.车速越大CO2浓度越低;排气管出口与外部环境温差对污染物扩散的影响仅局限于距离车尾0.75倍车长范围内;湍流动能最大值出现在尾流区内,有利于CO2的稀释和扩散.     

北京市PM_(2.5)和反应性气体浓度的变化特征及其与气象条件的关系

利用2012年全年北京市SO_2、NO_y、O_3、CO和PM_(2.5)监测数据,讨论PM_(2.5)和反应性气体的变化特征及其与气象条件的相关关系.结果表明:北京地区2012年PM_(2.5)平均质量浓度为52.0μg/m~3,年波动范围较大,特别是秋冬两季,呈现出慢累积而快清除的变化特征;NO_y、NO、CO、SO_2与PM_(2.5)质量浓度增减呈相同的变化趋势,O_3变化趋势相反;PM_(2.5)质量浓度0~25μg/m~3之间出现的频率最高,为27%;NO_y、NO、CO、SO_2和PM_(2.5)在风速小于3m/s时,随风速增大均呈显著的下降趋势,其中PM_(2.5)的下降率约为25%/m/s,风速大于3m/s后,污染物下降到较低浓度后趋于平缓;清洁天,相对湿度增大对PM_(2.5)质量浓度的影响不显著,而污染天,在较高相对湿度下,PM_(2.5)的质量浓度迅速升高.     

单开口有限空间自然通风特性及其影响因素研究

通风是保障有限空间内作业人员安全的技术手段。以单开口有限空间为研究对象,采用CFD数值模拟的方法分析了单开口有限空间自然通风的流场特性,计算了自然通风的通风风量和有毒有害气体浓度降低的速度,并研究了外界风速、外界风向、有限空间内有毒有害气体组分、有限空间类型4种因素对单开口有限空间自然通风效果的影响。结果表明:自然通风过程中,外界风速越大,通风风量越大,单开口有限空间内有毒有害气体浓度降低的速度越快;对于进出口位于上部的单开口有限空间,在自然通风的过程中,相对于重质气体,轻质气体浓度降低的速度较快;相对于地上有限空间,地下有限空间自然通风的通风风量小,有限空间内有毒有害气体浓度降低的速度慢,实际通风时间需适当地延长。     

城市地区PM_(2.5)周末效应的初步研究

本文利用2014年全国78个城市497个环境监测站的实时观测数据,分析了2014年颗粒物(PM_(2.5)和PM_(10)和污染气体(包括SO_2、NO_2、CO和O_3)的分布特征并初步探讨了城市地区周末与工作日PM_(2.5)浓度的变化规律。2014年78个城市PM_(2.5)年均浓度值为71.9μg·m~(-3),华北地区PM_(2.5)年均浓度值在80~120μg·m~(-3),长三角地区PM_(2.5)的年均值在40~60μg·m~(-3)。污染气体相对于颗粒物更多的受到当地排放的影响。发现典型城市地区如北京、上海、广州、成都和西安等存在周末污染物浓度比工作日低的"PM_(2.5)周末效应",其中北京的周末效应最明显,对北京的周末效应进行初步分析发现周末与工作日机动车排放的变化是导致北京周末效应的主要原因。     

燃煤热电厂烟气超低排放改造工程实践

某燃煤热电厂采用SNCR-SCR耦合脱硝+布袋除尘+湿法石灰石-石膏烟气脱硫+湿式静电除尘的组合工艺对原烟气净化设施进行改造,以实现烟气污染物的超低排放。随机抽取1个月的污染物排放数据进行分析,结果表明:SO_2排放浓度非常低,平均浓度仅为6. 32 mg/m~3,应进一步优化控制参数实现经济运行。NO_x排放浓度稳定,98. 2%的时段排放浓度<50 mg/m~3,但氨逃逸控制不理想。经过湿法脱硫和湿式静电除尘后,96%的时段粉尘排放浓度<2. 5 mg/m~3。综合分析,组合工艺是一种适合燃煤烟气超低排放改造的可靠工艺。     

湿法烟气脱硫塔湍流提效装置的热态实验

通过不同湍流装置对吸收塔的增效研究,提出了一种新型球式湍流提效结构。以装配有该新型湍流装置的热态吸收塔为研究对象,讨论气体流速(气速)、液气比(L/G)、浆液浓度及湍流装置纵横间距对其增效及阻力特性的影响。研究发现:相较于传统湍流增效装置,新型湍流装置可在较小压力下达到更高的脱硫效率,工业应用前景良好。并且增大气体流速或L/G,减小纵间距均可获得更大的脱硫效率,但压力随之增大。当进口烟气ρ(SO_2)为2000 mg/m~3,湍流层横纵间距为X_2∶Y_3,气速为3. 6 m/s,L/G为12 L/m~3,浆液浓度为10%时,脱硫效率最高,出口烟气SO_2浓度达到超低排放标准(≤35 mg/m~3)。     

街道峡谷型交叉口内气态污染物扩散的数值模拟

对大气边界层内大气湍流和建筑物对道路交叉口处机动车排放气态污染物扩散的影响进行了研究.在计算区域内建立了三维街道峡谷型道路交叉口及其内部机动车排放的模型,并在中性层结条件下,采用CFD(Computational Fluid Dynamics)稳态κ-ε湍流模型和被动标量的输运方程模拟了模型内外的流场和CO浓度场.结果表明:① 在相同高度条件下,交叉口处与处于下风向的街区内CO浓度明显高于其他街区;②风向对污染物的输运起决定性作用,在不同高度平面内CO浓度最大值均出现在平行风向的街区内;③外部大气湍流的驱动使得垂直风向的街区内产生强烈涡旋,涡旋的输运作用导致相同高度下上风向CO浓度较高;④交叉口处气流的掺混导致气流速度降低,使得平行风向的街区内CO可以向两侧垂直风向的街区内扩散,起到了稀释交叉口处地面附近CO浓度的作用.模拟结果与风洞实验结果符合较好,验证了方法的可靠性.      

高原省份城市空气质量状况统计分析及PM_(2.5)污染水平时空分布

收集了地处高原的云南省全省8个地级市、8个自治州政府所在地城市共40个监测点2015年全年(2015.01.01—2015.12.31)的大气PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_2、O_3、CO、O_3-8 h日均浓度数据,计算出年均浓度值、空气质量指数AQI,并根据《HJ633-2012环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》对云南省各州市政府所在地城市空气质量进行评价。PM_(2.5)年均浓度值最高的是文山,为37.89μg/m~3;最低的是丽江,为16.21μg/m~3。空气质量评价结果表明,云南省2015年整体空气质量状况优良,空气质量状况最好的是香格里拉,空气质量指数为35.76;空气质量指数最高的是昭通,为68.26。SO_2、NO_2与PM_(2.5)的关系呈现正相关,PM_(10)的变化趋势与PM_(2.5)的变化趋势较一致。     

六盘水市大气污染物变化特征及排放清单

为了分析贵州省六盘水市大气污染物浓度变化及排放清单,该文系统收集和整理2015-2018年大气污染物浓度观测资料和2015年排放清单。分析表明:2015-2018年,六盘水市环境空气优良率逐年增加,且在2018年达到98.2%。PM_(2.5)日均浓度有97 d超过国家环境空气质量二级标准(75μg/m~3)(GB 3095-2012),其中最大浓度为167μg/m~3;PM10有16 d超过二级标准(150μg/m~3);O_(3-8 h max)、NO_2、SO_2和CO日均浓度和年均浓度未超标。PM_(2.5)和PM_(10)年均浓度逐年降低,但PM_(2.5)在2015-2017年超标,浓度分别为42.6、40.7和40μg/m~3;PM10年均浓度在2016年和2017年超标,浓度分别为73.0和70.3μg/m~3。2015年六盘水市PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_x、CO和VOCs排放总量分别为5.78万t、10.89万t、16.64万t、14.23万t、37.42万t和3.32万t。化石燃料固定燃烧源是PM_(10)、PM_(2.5)、SO_2、NO_x和CO的最大排放源。     

基于BP神经网络的大气污染物浓度预测

利用BP神经网络结合变量筛选的方法建立了SO_2、NO_2、O3、CO、PM_(10)、PM_(2.5)等6种污染物的浓度预测模型,并选取2014-01-01至2015-11-28时段,昆明市区5个环境监测点以上6种污染物浓度的监测数据建立了昆明市污染物日均浓度预测模型.采用平均影响值(Mean Impact Value,MIV)的方法筛选出分别对6种污染物日均浓度值有主要影响的变量,作为BP神经网络的输入变量,利用建立的预测模型分别对6种污染物的日均浓度进行预测.结果表明,在关上监测点利用浓度预测模型对SO_2、NO_2、O3、CO、PM_(10)、PM_(2.5)等6种污染物浓度进行预测,污染物浓度预测值和实测值趋势吻合度较高.变量筛选后SO_2、PM_(2.5)预测效果比变量筛选前的预测效果好.O3的均方根误差和PM_(10)的标准化平均偏差,变量筛选前的预测效果比变量筛选后的预测效果好.变量筛选前的NO_2和CO的预测结果比变量筛选后的预测效果好.其他4个环境监测点的污染物浓度预测结果与关上监测点的结果相似.     

兰州市区臭氧时空分布特征及气象和环境因子对臭氧的影响

s利用2014~2016年兰州市4个监测点O_3、NO_2和CO浓度实时监测数据和日平均气温、相对湿度、气压和风速气象观测数据,统计分析了近3年O_3的时空分布特征以及环境因子(NO_2和CO)和气象因子对兰州市区O_3浓度的影响。结果表明:兰州市区O_3浓度年变化特征呈倒U型结构,夏季最高,峰值出现在5月,为(65.6±16.9)μg/m~3。4个监测点中生物制品所的年平均浓度最高。O_3的日变化为单峰分布,午后浓度较高,兰炼宾馆监测点峰值出现时间比其他区域超前约2 h。NO_2和CO与O_3的年变化相反,均表现出U型结构的年变化特征,都在12月达到峰值,分别为(2.53±0.80)mg/m~3,(78.9±28.2)μg/m~3。而NO_2和CO浓度白天浓度高于夜间。O_3浓度都随着NO_2和CO浓度的增加呈现指数形式下降。兰州市高温低湿气象条件有利于O_3的前体物(NO_2和CO)转化形成O_3。兰州市区发生高浓度O_3的气象和环境条件主要为日均气温高于20℃,相对湿度位于40%~50%以及风速≤5 m/s;NO_2浓度低于20μg/m~3,CO浓度低于0.5 mg/m~3。     

嘉兴市不同天气条件下大气污染物和气溶胶化学组分的分布特征

为研究不同天气条件下大气污染物(PM_(2.5)、PM_(1.0)、SO_2、NO_2、O_3和CO)和气溶胶化学组分的污染特征,分别使用SHARP-5030监测仪、热电EMS系统、气溶胶化学成分在线监测仪(ACSM)和宽范围颗粒粒径谱仪(WPS)对嘉兴市2015年5月1~31日PM、污染气体、PM_(1.0)中化学组分和10 nm~10μm气溶胶数浓度进行了观测分析.结果表明,观测期间嘉兴市PM_(2.5)、PM_(1.0)、SO_2、NO_2、O_3和CO的平均浓度分别为52.8和37.2μg·m~(-3)、10.3μg·m~(-3)、38.1μg·m~(-3)、92.1μg·m~(-3)和1.2 mg·m~(-3).PM_(1.0)中OA、SO_2-4、NO-3、NH_4~+和Cl-的平均浓度为2.18、1.24、0.87、0.63和0.08μg·m~(-3).数浓度主要集中在爱根核模态(20~100 nm),浓度为12 411.2 cm~(-3),其次是核模态(10~20 nm),浓度为4 946.6 cm~(-3).不同天气过程中PM和污染气体的浓度分布和日变化特征不同.不同天气条件下PM_(1.0)中化学组分分布不同.雨天和晴天PM_(1.0)中化学组分浓度从大到小顺序均为OASO_2-4NO-3NH_4~+Cl-,新粒子天PM_(1.0)中化学组分浓度的顺序为OANO-3SO_2-4NH_4~+Cl-.新粒子天OA和NO-3分别是晴天的1.61和1.42倍,说明OA和NO-3是影响新粒子生成事件的主要化学成分.不同天气条件下不同模态气溶胶的日变化特征不同.     

离子风对ESP气流分布和除尘效率影响的数值模拟

针对离子风对静电除尘器内气流分布均匀性和除尘效率影响的问题,基于计算流体力学,以ANSYS软件中的FLUENT模块为平台,应用动力风模拟离子风,以数值模拟的方式进行研究。研究表明离子风会在静电除尘器内形成涡流,严重影响气流分布的均匀性;并且离子风会通过冲刷收尘极板造成二次扬尘,进一步降低除尘效率。研究还发现,在不同的烟气流速、粉尘直径、烟气含尘浓度和电晕极电压条件下,离子风对除尘效率的影响程度不同:烟气流速由0.1 m/s增加0.5 m/s,影响程度由24%降到1%;粉尘直径由1μm增加5μm、电晕极电压由35 k V增加到55 k V,影响程度分别由4%增加到18%、由0增加到27%;烟气含尘浓度由1 g/m~3增加到5 g/m~3,影响程度由18%降低到7%;超过5 g/m~3影响程度开始上升,由5 g/m~3增加到8 g/m~3,影响程度由7%增加到17%。     

北京市交通微环境汽车尾气污染的浓度特征

对北京市典型交通微环境中(包括公交车站,公交车内以及小轿车内)的汽车尾气污染物CO、NO、NO2和PM2.5浓度进行了监测.结果表明,NO、CO 和PM2.5在交通微环境中的浓度分布相似,均为公交车内浓度最高,公交车站浓度最低.NO2为公交车内浓度最高,小轿车内浓度最低.公交车内CO的早高峰浓度要显著高于晚高峰浓度,普通公交车内的CO、NO和NO2浓度均低于空调车.良好的通风条件可以显著改善公交车车内空气质量.对小轿车车内浓度的影响因素分析表明,选择车流量平峰时段出行、恰当的保养维护车辆、在车辆拥堵区域使用内循环通风模式可以有效地降低车内污染水平.     

传感器在掘进巷道安全中的应用

一、引言随着科学技术的高速发展，采矿行业以及隧道工程中掘进巷道中的安全问题成为了人们关注的焦点之一。工人在围岩塌方、冒顶片帮和粉尘、有害气体浓度大的作业环境中，生命和健康受到严重的威胁，因此，研究和预测不安全的环境因素显得十分迫切和必要。近年来，随着安全技术的进步，对拥进巷道中的伤亡事故、职业病等预防和控制的能力不断提高。如采用锚杆支护及喷射混凝士支护等手段来防止塌方冒顶事故的发生；采用通风方法来降低巷道内有毒有害气体浓度及放射元素（如氧）产生的射线（氏Y等）；采用湿式凿岩和酒水除尘等方法降低粉…     

S型城市隧道污染物传播特性数值模拟

随着城市的发展,许多新型城市隧道采取上方局部开口形式,以缓解其内部环境污染以及出口污染物集中排放的问题,同时隧道内部设置射流风机也是改善隧道内空气质量的重要措施之一。以武汉水果湖隧道为研究对象,构建了一个顶部开口和隧道内部设置射流风机的S型城市隧道三维立体模型,并运用计算流体动力学(CFD)方法,模拟分析了5种不同工况下顶部开口和射流风机对S型隧道系统流场以及污染物传播特性的影响。结果表明:单开启射流风机工况下,S型隧道内污染物CO浓度的降低幅度约为10%;而单开启顶部开口对缓解S型隧道内空气污染无积极作用;当南北双顶部开口与射流风机同时开启时,S型隧道内污染物CO浓度的降低幅度约为35%。     

大气污染物干沉降速度和通量的计算方法比较——以南京仙林地区为例

目的基于不同方法对大气污染物干沉降速度和通量的估计存在差异,开展比较研究。方法 2016年9月至2017年9月,在南京大学仙林校区,基于75 m观测塔,对大气中常见的六种污染物二氧化硫(SO_2)、一氧化氮(CO)、二氧化氮(NO_2)、臭氧(O_3)、一氧化碳(CO)、细颗粒物(PM_(2.5))的浓度和气象要素进行连续观测。利用三层阻力模型计算大气污染物的干沉降速度,利用浓度法和梯度法计算干沉降通量,并对两种方法进行比较。结果 SO_2、NO、NO_2、O_3、CO、PM_(2.5)的平均干沉降速度分别是0.270、0.019、0.089、0.449、0.038、0.147 cm/s。干沉降速度具有明显的日变化特征,一般情况下,白天大于夜间,在午后出现最大值。整个观测期间,采用浓度法计算得到的SO_2、NO、NO_2、O_3、CO、PM_(2.5)干沉降通量分别为0.034、0.008、0.037、0.263、0.354、0.049μg/(m~2·s),采用梯度法得到的干沉降通量分别为0.04、0.00193、0.035、0.278、0.192、0.063μg/(m~2·s)。结论对于NO、O_3、PM_(2.5),浓度法和梯度法计算的干沉降通量具有较好的一致性。梯度法估计干沉降通量时很大程度上依赖于大气污染物浓度梯度测量的准确性,浓度法估计干沉降通量则更多依赖于干沉降速度计算的准确性。     

基于双重差分模型的清洁取暖补贴效果量化评估

财政补贴是顺利推进北方地区冬季清洁取暖试点工作的重要保障。本文综合运用双重差分(Difference in Differences,DID)等计量模型统计方法,量化评估了清洁取暖补贴措施对试点城市空气质量的改善效果。研究发现:清洁取暖补贴对试点城市采暖月CO、PM_(10)和PM_(2.5)浓度均有显著改善作用,且对第一批试点城市的贡献更大,使得第一批试点城市采暖月CO、PM_(10)和PM_(2.5)浓度分别较补贴前显著降低0.411mg/m~3、22.53μg/m~3和15.45μg/m~3,对污染物浓度下降的贡献度分别为56.0%、65.2%和49.8%;清洁取暖补贴对第一批试点城市采暖月SO_2浓度的改善效果不显著,却使第二批试点城市采暖月SO_2浓度较补贴前显著降低24.53μg/m~3,对SO_2浓度下降的贡献度为55.2%;清洁取暖补贴效果是地方重视程度、治理能力、一系列污染防治措施以及气象条件等共同作用的结果。建议:第一,构建和完善差异化补贴机制;第二,优化调整清洁取暖补贴资金使用方式;第三,引导地方政府探索建立中长期清洁取暖财政补贴机制。