Y形通风采空区自燃与有害气体排放的数值模拟

基于非均质多孔介质漏风渗流方程、多相气体渗流-扩散方程和多孔介质渗流综合传热方程,建立了采空区瓦斯与自燃发火耦合数值模型,开发了用迎风格式有限元方法联立求解的计算机程序(简称G3).计算以图形方式给出各量的区域分布解,从理论上描绘了Y形通风采空区的漏风流态,动态描绘了瓦斯、氧和CO的体积分数以及温度分布状态及其变化过程,并证明了Y形通风形式能避免采空区瓦斯向工作面涌出.计算中采空区按冒落非均质介质处理,考虑了瓦斯涌出对自燃的耦合作用,给出了这种耦合作用关系和解决办法.Y形通风采煤的自燃,两者存在着顾此失彼的关系.     

应用脂肪酸甲酯淋洗去除土壤中多环芳烃

针对煤气厂土壤等高浓度多环芳烃污染土壤修复困难的现实,采用易生物降解的新型淋洗剂脂肪酸甲酯淋洗修复高浓度多环芳烃污染的土壤,同时进行了以甲醇、植物油(大豆油)作为淋洗剂的淋洗实验,比较不同淋洗剂的淋洗效果.结果证明脂肪酸甲酯对人工模拟污染土壤中蒽、荧蒽、芘、苯并(a)芘的去除率可以达到80%—95%,对煤气厂土壤中多环芳烃的去除效果也非常明显,总多环芳烃的去除率达到41%.脂肪酸甲酯的淋洗效果要优于其它两种淋洗剂.     

基于活化能指标的煤自燃倾向性及发火期研究

在煤的自燃及热分析动力学的基础上,结合对神东矿区3种煤样进行了热重实验,运用热重分析手段对煤从常温到燃点之间的氧化热解过程进行了研究。运用不同动力学机制模型函数分别对热重分析数据进行了处理和相关性分析,结果表明煤炭氧化热解过程符合一级化学反应动力学机制,据此求出活化能等动力学参数。对基于活化能指标的煤的自燃倾向性及自然发火期进行了初步研究。经过研究发现,该方法是科学的、客观的。     

黄淮平原农田土壤中多环芳烃的分布、风险及来源

对227个黄淮平原农田表层土壤样品中16种多环芳烃(PAHs)含量进行了调查,并对其致癌风险和来源等进行了分析.结果表明,有15种PAHs被普遍检出,各单体检出率在23.3%~100%之间(苊烯未检出).土壤中PAHs总量(∑PAHs15)为33.44~1246μg/kg,平均值为152.4±166.2μg/kg,且以4环及4环以上PAHs为主,其中16.7%的样品中PAHs含量达到了污染水平(>200μg/kg),与国内外其他地区相比,黄淮平原农田土壤中PAHs含量处于相对较低水平.黄淮平原农田土壤7种致癌性PAHs毒性当量浓度(TEQBap)占总毒性当量浓度的98.27%,其中苯并(a)芘(Bap)潜在致癌风险最大.同分异构体比值法和主成分分析结果表明黄淮平原农田土壤中PAHs的主要来源是汽油、柴油高温燃烧、以及煤和秸秆燃烧.相关性分析表明有机质含量与∑PAHs15及PAHs单体含量具有显著相关性,表明有机质是影响PAHs在土壤中含量、空间分布及归趋的一个重要因素.     

煤中氟化物在燃烧产物中的分布特征

通过煤的灰化程序研究煤中氟在燃烧产物中的静态分布特征,并对不同燃烧方式的工业和电站锅炉燃烧时煤中氟化物在燃烧产物中的分布特征进行试验结果表明:煤中氟属于强挥发性元素,在煤灰中是非浓集的.煤粉炉燃煤过程中,煤中氟析出强度高,约有94.5%的氟以气态氟形式析出;层燃炉气态氟的析出率略有降低,约有80%的氟以气态氟形式析出.煤粉炉飞灰各级分粒子中氟元素的质量分数分布呈"单峰"型,峰值出现在74～104μm粒度级,约占飞灰总氟量的55%～60%.     

城市污水回用于电厂循环冷却用水的试验研究

根据阜新市城市污水厂具体的实际情况,结合火力发电厂循环冷却水的水质要求,拟定了微絮凝及纤维球过滤处理工艺,并经过模拟试验验证的方法,证明其工艺的合理性和实用性,有助于城市污水处理后回用于发电厂循环冷却水的工程实际.     

地下水1,2-二氯乙烷污染静态氧化修复实验

针对地下水1,2-二氯乙烷(1,2-DCA)污染的修复问题,通过在室内构建受1,2-DCA污染的不同介质条件下的水土固液柱体,应用4种典型的氧化剂进行室内静态氧化修复批实验,分析各氧化剂在不同污染物浓度和不同砂土粒径环境下对砂土固液相中1,2-DCA的修复效果,同时对原位氧化与自然衰减结合的修复方式进行可行性探讨。实验结果表明:所选的4种氧化剂均可有效去除1,2-DCA,但去除率略有不同。污染物浓度越高,反应越强烈;沙土粒径越小,对污染物吸附效果越强。另外,在氧化反应期间,水中菌落总数会急速下降,但随着时间推移和氧化剂的减少,菌落总数回升,菌落数量回升速率与氧化剂剂量有关。氧化剂剂量仍是原位化学氧化与监测自然衰减集成修复方法的关键指标。     

场地地下水1,2-二氯乙烷污染的修复实验与数值模拟研究

为筛选适宜的地下水中1,2-DCA(1,2-二氯乙烷)污染的修复方法,本文开展原位修复包括化学氧化清除技术、监测自然衰减技术及其集成技术的有效性研究。首先通过室内实验,研究高铁酸钾和过氧化氢这两种不同氧化剂对1,2-DCA化学清除的效率以及清除过程中对地下水化学环境的影响。结果表明,高铁酸钾和过氧化氢均能有效的进行化学清除工作,且在60 d后对1,2-DCA的去除率都超过了95%。在反应最佳作用时间内,菌落总数会急速下降,随着时间推移和氧化剂的消耗,菌落总数重新大幅度的回升,这表明即使在化学氧化清除效果减弱之后,依旧可以进行自然降解修复。在此基础上,利用野外水文地质资料与水化学监测资料,建立地下水污染修复数值模拟模型,并通过数值模拟结果分析评价监测自然衰减、化学氧化清除和化学氧化-自然衰减三种不同修复技术的可行性及效果差异,为场地地下水有机污染修复技术的筛选提供不可或缺的依据。     

沧州深层地下水氟的分布及演化规律

氟含量高是沧州深层地下水水化学特征之一。为了反映沧州地区地下水资源量和揭示深层地下水氟的演变机制,本文分析了1980年和2014年沧州地区深层地下水中氟含量变化,研究了深层地下水中氟的分布特征和演化过程。具体使用ArcGIS和PHREEQC软件分别绘制沧州地区深层地下水氟的时空分布图和模拟氟的水文地球化学过程。结果表明沧州地区深层地下水氟浓度水平分布表现为西部最低,中西部和东部沿海次之,中部最高,且在2014年其面积增至约占沧州地区总面积的50%,可直接饮用地下水资源分布面积减少。深层地下水中氟离子浓度逐渐升高,仍来自萤石沿着水流路径、水流方向不断发生溶解反应,且从1980年到2014年仍未达到饱和。预计在深层地下水开采活动下,沧州深层地下水氟含量会继续增加。     

高压注水中水对瓦斯解吸影响试验研究

为了解高压注水后水对含瓦斯煤中瓦斯解吸的影响,利用自主设计的外液侵入条件下瓦斯解吸试验装置,在环境温度为20℃条件下,分别开展了无水侵入和有水侵入后水对含瓦斯煤中瓦斯解吸影响的对比试验,其瓦斯吸附平衡压力分别为2.5MPa,2.0MPa,1.5MPa,1.0MPa,而环境压力则分别为2.0MPa,1.5MPa,1.0MPa,0.5MPa,瓦斯吸附平衡压力与所处的环境压力之差均为0.5MPa,共进行了四组对比试验,并对试验数据进行了对比分析。结果表明:水的后置侵入不仅会使瓦斯解吸量大大减少,而且还会使瓦斯解吸的终止时间提前。因此,在评价高压注水对提高瓦斯抽采效果时,不仅要考虑高压水对煤层的增透作用以及对瓦斯的驱动作用,还应综合考虑水对瓦斯解吸的损害影响。