温度试验加速加载有效性分析

目的分析某试件温度试验采用的加速加载方法的有效性和该试验的有效性。方法应用加速试验理论,利用Arrhenius稳态温度加速模型,识别并分析其加载的加载因子和加载方法是否合理有效,通过活化能范围判断加速加载的方法和阈值是否合理。通过预期目标结果对比试验实测数据,分析试验是否达到了预期温度,通过测点温度和温度极限、重要位置的表面温度梯度数据比较,判断试验是否合理有效。结果当活化能范围在0.675～1.3 eV之间时,采用的加速加载方法是有效的,且温度应力上、下限以及加速因子合理,实测的测点温度和重要位置的温度梯度同目标结果接近。结论该试验所采用的加速因子和温度阈值合理,通过提高温度应力加载,合理有效地降低了试验运行时间,节约了成本。     

碳化砂浆轴向冲击动态力学特性与破碎形态分析

为保证长期使用砂浆在动载作用下的安全性，采用非金属超声波检测仪测量不同碳化龄期试件的纵波波速，引入碳化增强因子η表征碳化深度大小，并利用直径50 mm变截面分离式Hopkinson 压杆试验装置开展不同碳化龄期砂浆冲击动态压缩试验，研究碳化后砂浆的动态力学特性与破碎形态，分析砂浆动态应力—应变曲线、峰值应力和破碎形态随碳化龄期变化规律。结果表明:随着碳化龄期的增长，试件波速呈增大趋势，碳化增强因子η增大，碳化深度增加；碳化龄期相同时，砂浆的动态峰值应力、峰值应变都随着冲击气压的增大而增大；冲击气压相同时，砂浆的动态峰值应力随着碳化龄期的增长而增加；试件的破坏形态主要呈现为压碎破坏与劈裂拉伸。     

北京地区地表水中OCPs和PCBs的污染分析

在夏、冬两季对北京地区密云,潮白河,玉渊潭和通惠河等地表水中17种有机氯农药（OCPs）和84种多氯联苯（PCBs）的含量进行了分析及来源解析.实验结果表明,OCPs总量在7.86～53.1ng/L之间,平均值为（16.9±14.6）ng/L.PCBs总量在2.99～32.7ng/L之间,平均浓度为（10.9±10.4）ng/L.HCHs,硫丹,DDTs和HCB是主要的OCPs污染物,其含量分别为（13.9±11.5）ng/L,（2.20±2.01）ng/L,（0.63±1.51）ng/L和（0.12±0.14）ng/L.α-HCH/γ-HCH平均比值为1.53,小于工业HCH中比值4～7,表明北京地区地表水中存在林丹的使用.而DDT/（DDD+DDE）比值<1.22,表明北京地区并无新的DDTs污染源输入环境.PCBs以低氯代联苯为主,其中二氯,三氯,四氯和五氯联苯总和占∑₈₄PCBs总量的79.2%.北京地区地表水中不同氯取代数PCBs组成与我国历史PCB产品组成相符,均以低氯代联苯为主,表明北京地区地表水中PCBs污染来源为历史使用.相比于国内其他区域水质而言,北京地区地表水OCPs和PCBs污染水平较低.     

生活垃圾焚烧飞灰差异性特征对脱氯除盐效果影响研究——以重庆和天津飞灰为例

随着生活垃圾焚烧技术的普及,垃圾焚烧飞灰的资源化利用迫在眉睫,然而飞灰中的高浓度氯元素严重阻碍了其资源化进程.水洗技术作为常用的脱氯除盐技术,得到越来越多的应用,但除氯效果受飞灰自身性质特征影响较大.本研究从重庆和天津采集了两种理化性质具有较大差异的垃圾焚烧飞灰,在对其粒径分布、化学组成、矿物组成、pH值和浸出毒性等基本特征进行分析表征的基础上,采用水洗技术和碳酸化水洗技术对两种飞灰进行了脱氯处理.结果表明,重庆飞灰氯元素的赋存形态包括NaCl、KCl等可溶性氯盐,还含有较高浓度的难溶氯盐(如CaClOH、Friedel盐和Ca₆(CO₃)₂(OH)₇Cl),因此,水洗技术难以达到理想的脱氯效果,氯盐去除率最高为88%.在水洗过程中通入CO₂可以显著降低反应体系的pH值,促进难溶盐的转化和溶解,进而提高飞灰氯盐的去除率.重庆飞灰采用加速碳酸化水洗技术,氯盐去除率最高可达94%.天津飞灰中氯元素主要以可溶性氯盐的形式存在,难溶盐占比很少,因此,水洗技术可以达到较高的脱盐率(96%).采用加速碳酸化技术对天津飞灰进行处理,发现氯盐去除率较纯水洗技术反而有所降低,分析其主要原因可能与加速碳酸化过程中碳酸钙等物质的再沉淀对氯盐的裹挟作用有关.由此可知,飞灰自身性特征尤其是氯盐的赋存形态对于脱氯除盐技术的选择有重要影响.因此,实际资源化利用过程中,可根据飞灰性质来决定预处理手段,从而最大化提升效率和节约成本.     

Steel slag carbonation in a flow-through reactor system: The role of fluid-flux

Steel production is currently the largest industrial source of atmospheric CO₂. As annual steel production continues to grow, the need for effective methods of reducing its carbon footprint increases correspondingly. The carbonation of the calcium-bearing phases in steel slag generated during basic oxygen furnace (BOF) steel production, in particular its major constituent, larnite {Ca₂SiO₄}, which is a structural analogue of olivine {(MgFe)₂SiO₄}, the main mineral subjected to natural carbonation in peridotites, offers the potential to offset some of these emissions. However, the controls on the nature and efficiency of steel slag carbonation are yet to be completely understood. Experiments were conducted exposing steel slag grains to a CO₂-H₂O mixture in both batch and flow-through reactors to investigate the impact of temperature, fluid flux, and reaction gradient on the dissolution and carbonation of steel slag. The results of these experiments show that dissolution and carbonation of BOF steel slag are more efficient in a flow-through reactor than in the batch reactors used in most previous studies. Moreover, they show that fluid flux needs to be optimized in addition to grain size, pressure, and temperature, in order to maximize the efficiency of carbonation. Based on these results, a two-stage reactor consisting of a high and a low fluid-flux chamber is proposed for CO₂ sequestration by steel slag carbonation, allowing dissolution of the slag and precipitation of calcium carbonate to occur within a single flow-through system.     

Comparison of alkaline industrial wastes for aqueous mineral carbon sequestration through a parallel reactivity study

Thirty-one alkaline industrial wastes from a wide range of industrial processes were acquired and screened for application in an aqueous carbon sequestration process. The wastes were evaluated for their potential to leach polyvalent cations and base species. Following mixing with a simple sodium bicarbonate solution, chemistries of the aqueous and solid phases were analyzed. Experimental results indicated that the most reactive materials were capable of sequestering between 77% and 93% of the available carbon under experimental conditions in four hours. These materials – cement kiln dust, spray dryer absorber ash, and circulating dry scrubber ash – are thus good candidates for detailed, process-oriented studies. Chemical equilibrium modeling indicated that amorphous calcium carbonate is likely responsible for the observed sequestration. High variability and low reactive fractions render many other materials less attractive for further pursuit without considering preprocessing or activation techniques.     

CO2泡沫混凝土碳封存潜力分析

CO₂捕集、利用与封存是碳中和技术体系的重要组成部分,混凝土在大规模吸收CO₂方面具有巨大的发展潜力.为了掌握CO₂泡沫混凝土的碳封存潜力,分析了CO₂泡沫混凝土的固碳机制,建立了CO₂泡沫混凝土固碳能力的数学模型,估算了CO₂泡沫混凝土的固碳和储碳能力.结果表明,CO₂泡沫混凝土碳封存能力的99%以上是由混凝土骨架的化学碳化方式完成的,而泡孔的储碳能力较弱;按照30%碳化率估算,我国每年生产的混凝土在全生命周期内的碳封存量平均为2.18亿t,超过大兴安岭林区森林1 a的碳汇;近5年,我国CO₂泡沫混凝土的碳封存潜力为5.80亿t ·a^-1,在煤电一体化矿区的固废和废气资源化利用方面具有很好的应用前景.CO₂泡沫混凝土在凝固前的稳定性是下一步要重点解决的技术难题.     

典型机载设备加速振动试验应用方法研究

目的为了提高加速振动试验方法在高新军用装备中工程化应用的准确性和可操作性。方法由于在合理的加速等级下,较大的振动能量可能导致试件局部振动疲劳累积损伤机理发生改变,因此在传统加速振动试验中充分评估结构试件的频率响应特性,得出一种修正的加速振动试验方法。首先结合计算机辅助分析手段对试件进行模态分析及频率响应分析,识别试件的薄弱部位。其次利用结构动力学特性测试手段,对薄弱部位的实测动态特性进行分析,并对超出加速响应限的加速度幅值进行修正。结果以典型的机载设备结构作为研究对象,将试件薄弱部位的频率响应幅值控制在合理的放大系数范围内,保证加速破坏机理的一致性,修改后加速振动试验结果与长周期正常等级振动试验结果特征一致。结论该方法符合国军标中振动试验方法的有关规定,可在装备研制过程中对设备结构部件的加速振动试验加以工程化应用。     

碳酸化对不同碱度飞灰中重金属的长期影响

通过对不同地区生活垃圾焚烧飞灰进行碳酸化处理,采用XRF,SEM以及XRD分析飞灰理化特性,通过pH值测定、重金属浸出实验以及重金属形态分析探究CO₂对不同焚烧飞灰中超标重金属Zn、Pb、Cd的长期影响研究.结果表明,由于焚烧过程中烟气排放限值降低需喷入大量氢氧化钙等脱酸剂,导致焚烧飞灰呈现不同碱度特性.根据醋酸缓冲溶液法浸出实验后的飞灰浸出液pH值,将飞灰分为“酸灰”与“碱灰”,并对两类飞灰进行长期碳酸化实验.对比碳酸化前后飞灰中重金属的浸出毒性,“酸灰”中重金属浸出毒性远大于“碱灰”,但是碳酸化处置后“酸灰”中重金属Zn、Cd的浸出浓度分别降低10%~18%和9%~30%;“碱灰”中重金属Zn和Cd的浸出浓度显著增大,且浸出浓度最大超过《生活垃圾填埋场污染控制标准》的1.46与63.2倍;碳酸化对“酸灰”与“碱灰”中的两性重金属Pb的浸出不具有规律性,但总体而言,碳酸化对“碱灰”中重金属Pb的影响更大.最后通过BCR连续分级提取法分析碳酸化前后飞灰中重金属形态的变化规律,碳酸化后,“酸灰”中重金属Zn、Cd的浸出浓度受到T4赋存占比增加的影响呈下降趋势,但部分样品中T1赋存占比有增加现象,说明此类重金属仍存在浸出风险,而“碱灰”碳酸化后重金属Zn、Cd的浸出浓度受到T1赋存占比增加的影响呈增加趋势.因此在填埋处置前应重点关注不同碱度飞灰中的重金属浸出特性,为飞灰长期稳定填埋提供保障.     

加速碳酸化技术对城市垃圾焚烧飞灰重金属稳定性影响研究

对南方某城市生活垃圾焚烧厂新鲜焚烧飞灰对CO₂的吸收及其碳酸化的过程进行了研究,实验从水分添加量、CO₂的分压等因素,考察了飞灰中重金属Pb的稳定化效果,并利用X射线衍射实验(XRD)、扫描电镜实验(SEM)对反应机理进行了分析.结果表明,不添加水分时,焚烧飞灰对CO₂的吸收效果较差;当水分添加量大于10％时,焚烧飞灰对CO₂的吸收效果较好.焚烧飞灰对纯CO₂的吸收效果较好,空气中的CO₂含量较低,在反应1 d后吸收效果不是十分明显.XRD实验结果表明,CO₂的吸收会使焚烧飞灰中大量的Ca(OH)₂与CO₂反应转化为CaCO₃,从而降低焚烧飞灰的碱性;部分重金属的氧化物会被碳酸化成生相应的碳酸盐.SEM实验结果表明,经过碳酸化处理后的飞灰颗粒表面生成了片状和圆柱状的晶体物质.