基于LTO循环的航空发动机颗粒物排放计算方法及应用

为了定量地分析航空发动机排放的颗粒物对机场周边空气质量的影响,通过对航空发动机排放的颗粒物进行分析,以国际民航组织提出的一阶近似方法为基础,分别计算得到各类颗粒物的排放指数,结合航空发动机在着陆和起飞循环各阶段中的燃油流量和工作时间,建立了完整的基于着陆和起飞循环的发动机颗粒物排放计算方法。以GE90-94B发动机为例,采用该方法可计算得到发动机在LTO循环中起飞阶段的颗粒物排放质量为352.079 mg,爬升阶段的颗粒物排放质量为456.577 mg,进近阶段的颗粒物排放质量为321.194 mg,滑行或地面慢车阶段的颗粒物排放质量为785.015 mg,总的颗粒物排放质量为1 914.865 mg。研究表明,该方法可以计算得到航空发动机在着陆和起飞循环中排放的颗粒物质量。     

飞机氮氧化物排放指数计算方法研究

飞机发动机的噪声和氮氧化物排放已成为日益严重的环境问题,对人类和生态环境的影响越来越严重。自国际民航组织颁布国际民航公约附件16《第Ⅰ卷航空器噪声》和《第Ⅱ卷航空发动机排放物》以来,为控制航空器发动机排放物污染,特别是氮氧化物污染,国际民航组织一直在研究更加严格的发动机排放物限制标准,以减少航空活动中飞机发动机对人类和环境的影响。以实例的形式列举了B787-800在4个阶段氮氧化物排放指数(EINOx)的计算过程,可为我国大飞机氮氧化物排放适航标准提供信息参考。     

预混燃烧室的NOx与CO排放性能研究

建立了一套预混燃烧装置,进行了不同过量空气系数a、预混段长径比L/D、燃气平均速度v和旋流器旋流数Sn下的燃烧试验,研究了不同燃料-空气预混条件对燃烧尾气中污染物NOx与CO体积分数的影响。结果表明:当过量空气系数a1.1时,NOx与CO体积分数均呈下降趋势;预混长径比L/D在4~8时,增长预混长度可以减少污染物NOx的排放;减小燃气平均速度可以降低NOx体积分数,但CO体积分数略有增加;强旋流(Sn1.56)可以增强预混,降低NOx体积分数,但强旋流下CO体积分数增加迅速。     

基于机载数据的飞行过程大气污染排放研究

民航飞机飞行过程中发动机会排放NO_x、SO₂、CO、未燃碳氢化合物(HC)及颗粒物(PM)等多种大气污染物,随着民航运输业的发展,机队规模的迅速扩大对环境影响日益严重。为精确评估飞行对于大气环境的影响,可利用飞机QAR(快速存取记录仪)获取精细化的飞机实际运行参数及实时大气环境参数,实现飞行过程中大气污染物排放量的计算。选取中国当前占比最高的A320飞机为典型机型,提取一段航程中的机载数据,基于波音修正模型和一次逼近方法,计算获得了飞行中NO_x、HC、SO₂、CO及PM实时排放因子及航程排放总量。结果表明,CO及HC排放因子变化趋势与推力相反,飞行中数值分别在0.48～1 701.12 g/kg和0.03～0.56 g/kg;而NO_x排放因子的变化规律随发动机推力的升高而上升,数值在0.74～99.60 g/kg; PM排放因子变化幅度较小,在0.19～0.36 g/kg波动。在237.4 min的航程中,NO_x排放量最高,约为590.96 kg; SO<...     

关中地区人为源大气污染物排放清单研究

首次以关中地区为研究对象,通过收集各排放源的活动水平数据,选取国内外研究中的排放因子,采用排放因子法“自上而下”建立了2011年关中地区人为源大气污染物排放清单.结果表明:2011年关中地区人为源SO2、NOx、CO、PM10、VOCs、NH3的排放量分别为400.254×103 t、342.412×103 t、2 731.302×103 t、573.193×103 t、350.523×1 03 t、323.312×103t.其中渭南是SO2、NOx、CO的主要排放城市,西安是VOCs的主要排放城市,咸阳是NH3的主要排放城市,咸阳、铜川同为PM10的主要排放城市;SO2、NOx、CO的主要排放源为工业用煤炭燃烧,VOCs的主要排放源为炼焦、涂料等工业生产过程,PM10的主要排放源为农田秸秆燃烧,NH3的主要排放源为农业化肥施用.清单的不确定性来自活动水平数据的不完善及排放因子缺乏本地特征两方面.为提高清单的可信度,将研究结果与其他排放清单进行比较,结果表明差异度较小.     

基于AIS数据的长江口船舶排放清单研究

为了研究繁忙水域的船舶排放清单,基于船舶自识别系统(Automatic Identification System,AIS)的数据建立了针对不同船型的船舶排放计算模型。先根据AIS数据中包含的船舶尺度数据计算各类船型的发动机功率,然后运用基于AIS数据的模型计算船舶排放清单及排放分担率,最后对船舶排放的空间分布进行分析。以2010年长江口水域的船舶交通流数据为基础,计算该水域的船舶排放清单,结果表明:1)在各类船舶废气排放物中,CO2排放量最多,NOx和SOx次之,N2O最少,结果合理可信;2)各类船型的排放分担率分别为5.36%(客船)、6.59%(散货船)、51.47%(集装箱船)、15.95%(油船)、5.37%(渔船)、15.27%(其他船型);3)船舶排放聚集区主要是长江口的南、北槽航段及其附近的码头水域。     

某加油站VOCs排放溯源及源强反演研究

为了计算加油站无组织挥发性有机污染物(Volatile Organic Compounds, VOCs)排放的强度,将扩散模型反推法应用于加油站的无组织VOCs排放溯源研究。对加油站区域建立笛卡尔空间坐标系,并构建监测站实测值和基于大气污染物高斯扩散模式预测值之间的代价函数,进而使用有条件约束的最优化方法求解该代价函数,得到该加油站VOCs无组织排放源强的反演模型。研究结果显示,加油站无组织VOCs的排放速率反演结果为1.8～3.8 g/s,该结果与加油站给车辆加油时未采取二次油气回收系统情形下的挥发量相符,反映了加油站无组织排放源强反演模型合理可信。模型参数分析结果表明,大气稳定度的不确定性对模型收敛和反演结果的影响较大,无组织排放溯源和源强反演需要高质量的气象扩散风场观测数据。     

市政污泥掺烧对生活垃圾焚烧设施烟气中污染物排放的影响

与生活垃圾协同焚烧是污泥处置中最有前景的处置方式,但其对焚烧烟气污染物排放的影响尚未明确。利用生活垃圾焚烧炉开展生活垃圾协同处置市政污泥的试验,研究掺烧5%、10%和15%的市政污泥时焚烧烟气中酸性气体、烟尘、重金属和二噁英等的排放特征。结果表明:与单独焚烧生活垃圾的对照组相比,在各掺烧比例下,烟气中SO_2、HCl、NO_x及烟尘有一定程度的增加,但均未超过GB18485—2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》限值;Cu、Hg排放质量浓度明显下降,Cr、Cd波动下降,Pb在高掺烧比时仍远低于限值,Ni增长幅度小于15%;二噁英总量升高,但仍符合标准限值。因此,在掺烧比例不超过15%的情况下,焚烧烟气中污染物排放仍在安全可控范围。     

云南省焦化行业二氧化硫排放系数核算研究

云南省焦化行业SO2排放的实际状况和全国平均水平有一定差异.结合云南省污染特点,核算实用性和针对性更强的地方性污染物排放系数.通过实地调研,收集大量生产现状、炼焦企业产能及SO2产/排放等核算基础数据资料,采用物料衡算与实测法相结合的排放系数核算方法,得出具有行业发展地域代表性的SO2产排污系数,同时给出特定工艺及规模下的个体产、排污系数.其中综合产污系数为3.84 kgSO2/t焦炭,综合排污系数区间为1.51～2.49 kgSO2/t焦炭.最后将核算个体排污系数与2007年《第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册》中系数进行对比,将综合系数与2008年《总量污染物减排细则(试行)》中相关系数进行对比,分析了差异原因.     

空气氧化解吸NO络合吸收产物试验研究

Fe(Ⅱ) EDTA易被氧化为对NO无吸收能力的Fe(Ⅲ)EDTA,为实现Fe(Ⅱ)EDTA的循环使用,提出了Fe(Ⅱ)EDTA络合吸收-空气氧化解吸-铁屑还原再生组合脱除NO新工艺.采用空气氧化解吸络合吸收产物Fe(Ⅱ) EDTA (NO)中NO的方法,研究了温度及压力对Fe(Ⅱ)EDTA(NO)空气氧化解吸过程的影响.结果表明,0.4 MPa、333K为较优的解吸条件.该工艺可循环脱除NO,成本低、效率高,能有效回收NO2资源.     

风浪流影响下的船舶废气排放测度模型研究

船舶速度是船舶废气排放量计算的重要影响因子。为更加准确地测度船舶废气排放量,考虑海洋环境场对船舶速度的影响,分析了风、浪、流影响下的船舶运动,利用获取的实时风、浪、流信息对船舶AIS提供的航速进行修正,在此基础上建立了风、浪、流影响下的船舶废气排放测度模型,并介绍了船舶引擎功率的估算方法,以及排放因子和负荷因子的确定。最后,选取某散货船和客滚船的两个航次,分别采用传统模型和风、浪、流影响下的船舶废气排放计算模型进行计算,以CO2排放量反推油耗,并计算其与实际油耗的误差,结果表明,与传统模型计算结果相比,基于风、浪、流影响下的船舶废气排放测度模型得到的误差均有所减小,分别减小16.90%、18.60%、21.59%、21.94%,验证了模型的有效性。     

胶合板VOC释放率测量及其对室内环境影响评价

以胶合板为研究对象,采用1m3气候箱模拟室内环境,利用气相色谱质谱联用仪(GC-MS),研究胶合板挥发性有机化合物(VOC)的释放规律.同时,对胶合板VOC释放量进行定量分析,依据《室内环境质量评价标准》对该胶合板被利用到室内环境可能造成的污染进行评价.结果表明,在释放初期,各类化合物及TVOC质量浓度较大,后逐渐下降,在第14 d基本稳定,其中以芳香烃类化合物和烷烃类化合物的质量浓度下降最为迅速,第28 d胶合板VOC释放量为稳定值,被用于定量分析胶合板VOC的释放水平.单独使用该胶合板的室内空气质量满足室内空气品质等级的一级标准.同时确定了单位体积空间的室内环境中该胶合板可利用的暴露面积为6m2.     

钢铁行业不同二氧化碳排放核算方法比较及实例分析

系统梳理了政府间气候专门委员会(IPCC)及我国国家和地方层面(上海市、天津市)的钢铁行业碳核算方法,分析了方法特点、核算边界及排放因子的选择,并进行了实例分析。结果表明,IPCC核算方法较其他3种核算方法差异较大,而国家和地方层面方法学相差不大。IPCC核算方法主要用于国家层面温室气体排放清单计算,给出的排放因子具有全球普适性,但针对性和精确性较差;其他3种核算方法均为开展碳排放权交易服务,核算方法与核算边界相似,但对于排放因子与工业生产过程计算,因考虑到方法学的普适性,国家方法学较为全面,两地方方法学则更多考虑到当地钢铁行业的特点,碳核算具有区域特色,针对性较强。碳排放因子的选取是钢铁行业碳核算的重要影响因素,建议进一步细化碳排放因子,提高核算精确度。     

基于微分动态逻辑的数字化反应堆控制系统建模与验证方法

核电数字化仪系统既涉及反应堆随时间变化的物理动态演化过程,又涉及计算机的离散控制过程,属于典型的实时混成系统。微分动态逻辑是近年在混成系统验证领域的新方法。提出以微分动态逻辑为基础的构建反应堆控制系统安全验证模型方法,验证反应堆控制系统中离散化的逻辑控制与反应堆连续性的物理连续变化过程之间的相互作用能否保证反应堆安全需求,从而提高数字化反应堆控制系统设计的安全性。     

软/硬质悬浮填料对MBR中EPS的影响

以聚丙烯无纺布为膜组件,向浸渍式膜生物反应器(MBR)中分别投加硬/软质悬浮填料处理人工废水.分析测定EPS、SVI、膜污染阻力及跨膜压力的变化,采用统计分析方法研究了软/硬质悬浮填料对MBR中EPS及SVI的影响;通过扫描电镜(SEM)分析,表征添加软/硬质悬浮填料膜表面的污染状况.结果表明,添加软/硬质悬浮填料膜组件表面滤饼中的溶解性EPSS和结合性EPSB与膜污染阻力的皮尔逊相关系数(rp)分别为0.929～ 0.984和0.798～0.853,EPSS与膜污染阻力之间表现出更强的相关性,EPSS对膜污染阻力的贡献大于EPSB.添加软/硬质悬浮填料MBR污泥混合液的EPS与SVI的皮尔逊系数(rp)分别为0.895和0.798,呈现明显的正相关性.SEM分析也表明,添加软质填料的膜表面污泥覆盖程度大于硬质填料的膜表面,但膜内部的污泥沉积量明显低于硬质填料.与软质悬浮填料相比,硬质悬浮填料能导致MBR污泥混合液的SVI和EPS含量增大,增加膜污染速率和不可逆膜污染阻力,软质悬浮填料具有更好的控制膜不可逆污染的效能.     

滇池疏浚底泥中重金属对蔬菜种植生态安全的影响

滇池疏浚底泥富含蔬菜需求的营养成分,农用可提高土壤保水肥能力,改良土壤的适耕性,有利于植物的生长发育,有一定的增产效果,但可能存在重金属污染问题。通过底泥试验及加入石灰钝化试验,对生菜、白菜、棒菜和萝卜4种蔬菜施用疏浚底泥作为有机肥进行种植,分析底泥农用后其重金属对蔬菜的影响,并进行风险评价。结果表明,盆栽试验中,底泥施用量控制在5%(0.05 kg/kg)内且加入石灰改良后,蔬菜中Cu和Cd含量显著降低,但对Pb、Zn效果不明显。叶菜类蔬菜(生菜、白菜、棒菜)重金属富集能力(BCF)从大到小均表现为Cd、Pb、Zn、Cu,而块茎类萝卜BCF表现为Cd、Zn、Pb、Cu。研究表明,化学致癌物Cd与非化学致癌物Pb、Zn、Cu引起的健康风险均在终身可接受风险水平。     

三峡库区典型排污口河段污染物扩散降解特性研究

为减轻三峡库区长寿—涪陵段水环境污染,改善区域水质,建立了以水动力-水质模型为基础的区域关键排污口的筛选分析方法。采用三维数值模型EFDC对研究区域内污染物的超标面积进行模拟计算,并对污染物扩散降解特性进行分析,利用单位污染物负荷超标面积分析不同排污口污染物迁移扩散的差异,进行流域重点排污口的分析筛选。从改善整体河流水质出发,分析了各排污口位置的合理性。结果表明,支流回水区内排污口的混合区面积比干流河段处排污口要大,顺直江段处的排污口的混合区面积较弯段内侧处排污口要小。排污口应选在流速和水深较大的顺直河段,避免选择支流回水区。     

飞机撞击引起爆炸-火灾后建筑坍塌过程模拟

为了解飞机撞击超高层建筑后致使建筑坍塌或倾倒过程,基于颗粒流理论进行了该过程模拟,包括飞机撞击、油箱爆炸、火灾和建筑坍塌过程。模拟分4个阶段:初始至撞击、撞击至油箱爆炸、爆炸至火灾、建筑坍塌至结束。引入了颗粒流爆炸模型和考虑钢混等效结构的火灾模型。分别在建筑高程250 m和100 m处实施了撞击模拟。结果表明,不同的撞击高度所造成的建筑破坏效果和过程有同有异。共同点是飞机的撞击并不是建筑破坏的直接原因。飞机油箱爆炸破坏了外围框架,也造成核心筒结构的损伤,因此爆炸是建筑破坏的起因。不同点是250 m撞击时爆炸引起的火灾加速了上部建筑的倾倒,但最终撞击处下部建筑结构仍完整,这个过程时间较长。100 m时火灾几乎未起到任何助力坍塌的作用,建筑便已经开始不可逆的坐塌过程,该过程时间较短。