基于光腔衰荡光谱法检测SF6/N2混合电气设备中特征组分H2S技术

H_2S气体是SF_6/N_2混合电气设备潜伏性故障的特征分解组分之一。现有的现场技术均需标定,腔衰荡光谱法无需标定且能检测到低极限的H_2S浓度。根据光腔衰荡光谱的检测原理,对激光器、光隔离器、低损耗光学腔、光电探测器等光路和电路器件进行选型和设计,配合软件设计、编程和数据处理完成了装置的研制,研制的光腔衰荡光谱法检测H_2S装置无需光开关,对其进行定性定量试验,光谱图正确,H_2S气体检测低限值达到1μL/L,符合现场检测的需要,为现场检测技术奠定了基础。     

基于红外和紫外光谱的现场SF6气体综合检测技术

通过研究基于红外和紫外光谱SF_6气体检测技术,采用紫外光谱法检测特征分解物SO_2和H_2S含量,采用可调谐激光法检测分解物CO和水分含量,采用红外吸收光谱法检测SF_6纯度,长效高精度检测保证了SF_6设备状态的正确判断,并实现了模块化集成,节约人力物力。     

环保型SF_6现场检测技术研究

如何诊断电气设备内部的SF_6气体状态对于保证电气设备正常运行至关重要。主要诊断方法为SF_6绝缘设备分解产物测量,但是现有检测方法存在响应速度慢、气体交叉、使用寿命短、检测尾气污染等弊端。基于此,提出环保型SF_6现场检测技术,研制了环保型SF_6现场检测装置,采用光学方法对SF_6纯度、微水、SO_2、H_2S和CO等气体进行检测,并在系统后端设计尾气回收装置。研制的设备在都匀变电站应用并进行了相关测试。结果表明,微水测试精度小于2.5×10~(-6),SF_6纯度测试精度小于1%,SO_2检测精度小于1.5×10~(-6),H_2S测试精度小于2.5×10~(-6),CO测试精度小于0.3×10~(-6),符合该领域检测标准。     

基于分子动力学的SF6/N2混合气体扩散特性理论研究

为了保证SF_6/N_2混合气体电气设备使用过程中SF_6和N_2的混合比例,使用分子动力学方法对不同温度压强和不同配比的SF_6/N_2混合保护气体进行了模拟统计,确定了合适的力场和参数,通过动力学模拟获得了不同情况下混合气体的扩散性质、并对不同配比的SF_6/N_2混合气体的泄漏情况进行了初步的模拟,发现使用同一比例的混合保护气体,在不同气候条件的地区需要使用不同配比的气体进行补偿,为SF_6/N_2混合电气设备泄漏补充提供了参考。     

基于光学方法的“零排放”SF_6现场检测技术研究

研究基于光学方法的SF_6分解产物检测技术,包括基于红外吸收的SF_6纯度检测、基于紫外荧光的SO_2检测及基于TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectrum)的H_2S,CO检测技术。进而研制"零排放"检测装置,进行标定、温度及流量补偿以及各类气体的检测等试验,结果发现SF_6纯度检测数据的精度在0.04%之内,H_2S和SO_2的检测精度在2%以内,CO的检测精度在1%以内,符合相关检测标准。所研制的设备具有检测精度高、响应时间短、安全环保等特点。     

基于红外光谱检测的SF6/N2混合电气设备泄漏特性试验研究

SF_6气体是强温室效应气体,为了减少SF_6气体用量,提升环保效益,SF_6/N_2混合电气设备逐步在电网进入应用。由于两种气体密度具有较大差异,向设备充入气体时,混合气体是否能迅速扩散均匀直接影响到设备的安全运行。搭建了快速试验平台,采用基于红外光谱的SF_6检测技术进行SF_6气体浓度监测,研究了不同比例、不同压强下混合气体的扩散效应,发现先充入N_2比先充入SF_6扩散均匀能减少大量时间;同一温度不同压强的设备发生缓慢泄漏缺陷时,可以用设备初始混合比例进行补气,从而保证混合电气设备的安全运行。     

基于光学方法的SF_6绝缘电气设备分解产物检测技术研究现状与发展

依据SF_6分解产物在SF_6气体绝缘电气设备运行状况诊断中的重要作用,结合SF_6分解产物检测技术发展趋势,综述了SF_6分解机理研究现状与发展。讨论了光声光谱法、红外吸收光谱法、紫外吸收光谱法3种典型光学检测技术在SF_6分解产物中的应用,并进行了气体组分检测方法的对比分析。最后,对未来SF_6分解机理、特征组分提取及SF_6特征组分检测技术的研究作了展望。     

基于紫外-可见吸收光谱的排水管网污染溯源研究

排水管网污染溯源对于排水管网整改、工业排水监管都有重要意义。包头市北郊水质净化厂为解决高总氮总磷进水溯源问题,采用紫外-可见吸收光谱探头进行管网溯源排查。通过该探头现场大量快速检测的吸收光谱,可即时判断管网水质类别,再通过对少量代表性水样的实验室检测,最终确认高氮磷污染来源。吸收光谱研究发现该区域生活污水具有典型的250 nm吸收峰肩,而工业废水大多具有230 nm以下的硝态氮吸收峰。通过主成分分析和层次聚类分析,可将管网样本分为6类。对各类样本的实验室检测,发现当地生活污水总氮总磷较高较工业废水更高。利用吸收光谱现场快速识别排水来源类型极大地提高的溯源工作效率。     

SO2和H2O对Mn-Ce/TiO2催化剂低温SCR活性的影响

采用溶胶凝胶法制备Mn-Ce/TiO_2低温SCR催化剂并考察其活性,研究了SO_2和H_2O对Mn-Ce/TiO_2低温脱硝催化剂的影响,并运用XRD、BET、SEM和FT-IR对中毒前后的催化剂进行表征。结果表明,催化剂在无SO_2和H_2O条件下具有良好的脱硝性能,在140℃时NO_x去除率达到84%。但若向模拟烟气中加入SO_2和H_2O,则随其体积分数增大对催化剂活性产生明显抑制作用。当H_2O的体积分数为5%、SO_2为700×10-6时,反应4 h后,NO_x去除率降为53%。H_2O对催化剂的抑制作用随H_2O的除去而消除,H_2O主要通过与NO_x的竞争吸附来抑制催化剂的活性。低浓度的SO_2对催化剂活性影响较小,SO_2体积分数为100×10~(-6)时,稳定后NO_x去除率仍能维持在80%以上,但较高体积分数的SO_2引起的催化剂失活不可自行恢复。SO_2毒化作用主要是引起了硫酸铵盐覆盖催化剂的表面活性位,以及造成活性组分MnO_x的晶化,并破坏了MnO_x与TiO_2间的强相互作用。H_2O和SO_2共同存在时,H_2O可以弱化SO_2对催化剂的毒化作用,主要因为H_2O与SO_2的竞争吸附作用而使SO_2对催化剂活性的影响减弱。     

基于可调谐激光吸收光谱的痕量CO定量检测技术

SF6电气设备在内部存在局部放电或过热缺陷时会产生分解组分,特征气体组分CO指示内部绝缘缺陷,是电力设备运行状态判断的重要指标。针对目前电化学传感器法检测CO含量易受干扰的问题,研究可调谐激光红外吸收光谱法对痕量CO的定量检测技术。简单介绍了可调谐激光的光谱理论、谐波检测原理和CO的红外吸收特性,为TDLAS结构设计、硬件设计及选型奠定了基础。选用DFB激光器,设计制作光电转换模块、光源驱动模块、红外多次反射池以及电路和软件部分,研制出可调谐激光CO检测装置,去除干扰组分的影响,提高CO检测精度,可检测至1μL/L的低限值。装置性能检测结果表明,满足标准要求,定量检测CO准确性高,有利于正确判断设备的运行状态。     

SF_6电气设备绝缘状态在线监测系统的研制及应用

对前期研制的在线监测系统不足之处进行优化,研制出SF_6电气设备绝缘状态在线监测系统,实现了单对多的监测目标。一台系统可同时监测3台SF_6设备中SO_2含量、SF_6纯度及湿度,并通过61850转换模块,将监测信息接入贵州电网变电设备在线监测及状态评价系统主网平台,全网远程监控,便于对设备状态进行综合评估。经第三方检验和现场应用,研制的SF_6电气设备绝缘状态在线监测系统满足应用要求。     

硫脲紫外退色分光光度法测水中余氯

氯氧化硫脲使硫脲退色.一定条件下,硫脲紫外吸收的降低与水中余氯浓度成正比.依据这一特性建立了硫脲紫外退色分光光度法测定水中余氯的新方法.在pH值为1～6介质中,选择237 nm作为测定波长,则氯浓度在0～8.0 mg/L范围服从比尔定律.检测限为O.015 mg/L,水中常见的离子不干扰测定.该法用于自来水、游泳池水等样品中余氯浓度的测定,快速简便,加标回收率在98%～103%之间.     

紫外光催化H2O2降解SCN-的研究

研究不同条件下紫外光催化H_2O_2降解SCN-的效果。结果表明,在光照强度9. 94 m W/cm~2,pH值为7,H_2O_2浓度2. 25 mmol/L,温度30℃,反应时间120 min的条件下,100 mg/L SCN~-基本得到降解,SCN~-去除率为96. 88%,出水中残余的SCN~-,TOC和CN~-质量浓度分别为3. 12 mg/L,3. 856 mg/L和0. 936mg/L。H_2O_25 mmol/L,出水中CN~-质量浓度为0. 134 mg/L,能满足新的炼焦化学工业污染物排放标准(GB16171—2012)。紫外光催化H_2O_2降解SCN~-过程中氮元素很少转化为NO_3~-和NO_2,主要转化为CN~-和NH_4~+-N;硫经降解生成SO_4~(2-)。     

毛细管电泳间接紫外检测自来水中金属离子

介绍了毛细管电泳间接紫外检测技术,并对大连市自来水中Ca2 、 Na 和Mg2 质量浓度进行了测定,结果分别为(59.4±5.6) mg/L、 (21.0±0.1) mg/L和(18.6±0.7) mg/L,最低检测限依次为0.01 mg/L、0.04 mg/L和0.02 mg/L.实验条件为:石英毛细管柱50 μm(i.d.)×50 cm;运行电压16 kV( →-);紫外检测波长214 nm;缓冲液为pH=4.75的乙酸溶液,含有浓度为8.0 mmol/L的背景吸收物质咪唑;采用虹吸进样法,高度差为9.8 cm, 进样时间为10 s;应用内标法对Ca2 、Na 和Mg2 3种离子进行定性和定量测定.采用火焰原子吸收光谱法(AAS)测得Ca2 的质量浓度为54 mg/L,验证了毛细管电泳法实验结果的可靠性.     

Fe2(SO4)3对稻秆和猪粪混合厌氧发酵产气的影响

为了探究不同剂量Fe_2(SO_4)_3对混合厌氧发酵产气的影响,以猪粪和稻秆为发酵原料,添加初始剂量分别为0.5%、1%、3%、6%、9%(基于发酵原料总固体质量)的Fe_2(SO_4)_3,采用中温((35±1)℃)厌氧发酵,发酵周期为30 d。结果表明,添加3%Fe_2(SO_4)_3处理总产气量和产甲烷量最高,相比对照分别提高了32.01%和51.48%;而Fe_2(SO_4)_3添加量过高会抑制产气,6%、9%添加量处理的总产气量相比对照分别降低了10.50%、11.73%。其中,9%的Fe_2(SO_4)_3添加组出现了挥发性脂肪酸(VFA)累积和发酵液p H值偏低的现象。对产气组分分析发现,不同添加量的Fe_2(SO_4)_3对N_2等主要气体含量影响无明显差异,但硫酸根的引入提高了各试验组沼气中的H_2S含量。通过对沼渣的XRD分析发现,铁源的添加促进了纤维素的分解,并刺激了体系中的硫与多种重金属元素生成矿物沉淀。     

C2H6/CO2组分构成对瓦斯着火延迟时间的影响规律研究

为进一步研究多种不同性质的气体对瓦斯着火过程的影响,采用CHEMKIN-PRO Release软件,选择CH_4燃烧化学反应机理USC Mech 2.0模型对不同组分构成的C_2H_6/CO_2与甲烷混合气体进行数值模拟,然后分析不同组分下瓦斯着火延迟时间的变化趋势,并利用SENKIN程序对其进行敏感性分析。计算结果表明:当C_2H_6百分比小于CO_2百分比时,随着CO_2百分比的增加,瓦斯着火延迟时间略有增加,且其在T=1200K下延长了17.0%,在T=2200K下延长了8.4%,同时抑制CH_4生成的关键反应步敏感性系数下降幅度略大,其协同抑制瓦斯爆炸;当C_2H_6百分比大于CO_2百分比时,随着C_2H_6百分比的增加,瓦斯着火延迟时间大幅缩短,且其在T=1200K下缩短了63.7%,在T=2200K下缩短了35.5%,同时促进CH_4生成的关键反应步敏感性系数下降幅度大,其协同促进瓦斯爆炸。     

油品储罐H_2S对铁锈腐蚀产物自燃性研究

为了分析有氧条件下H2S对铁锈腐蚀产物的自燃性,模拟含硫油品储罐中铁锈(Fe2O3:75%;Fe(OH)3:7%;Fe3O4:18%)在有氧条件下与H2S气体的反应试验。将铁锈与H2S气体、O2按不同比例混合形成的混合物进行反应,再进行所得产物的氧化反应。采用X射线衍射分析法鉴定混合气体与铁锈的反应产物,并研究不同初始O2体积分数下的混合气体与铁锈的反应及其产物的再氧化反应,通过温度变化评价铁锈与H2S气体反应产物的自燃性。结果表明,在有氧条件下,H2S对铁锈腐蚀产物主要是FeS;随着初始O2体积分数的增加,铁锈与H2S的反应伴随其产物的氧化反应,HS对铁锈腐蚀产物的量减小,这种产物再氧化自燃性降低。     

铁路运输含硫原油过程中H_2S挥发规律模拟试验研究

以塔河12区含硫原油为研究对象,通过模拟铁路运输原油工况,研究罐内原油中H_2S挥发规律.结果表明,铁路运输过程中原油里H_2S析出浓度与时间的关系近似为6次多项式,并建证了H_2S浓度随时间变化的曲线方程;对影响罐内原油中H_2S挥发的2个主要因素罐内原油温度和罐车振动强度进行了分析.结果表明,罐内原油温度是原油中H_2S挥发的主要影响因素,升高罐内原油温度可以明显增加H_2S的挥发浓度.加大罐车振动强度对原油中H_2S挥发有促进作用,但不明显.     

基于二氧化钛纳米管有序阵列的氢气探测

基于气体传感器对H_2的泄漏进行探测监控,可以有效预防和控制H_2火灾爆炸事故的发生。通过阳极氧化法制备了高度有序的二氧化钛(TiO_2)纳米管阵列并制成气体传感器元器件,研究其在空气气氛中对H_2的气敏特性。通过粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)表征手段研究了TiO_2纳米管的相组成和微观结构。TiO_2纳米管具有优异的气敏性能,可在200℃以上对H_2进行有效探测,检测极限达到20ppm。325℃对1 000ppm H_2灵敏度为446,响应时间为2s,对H_2选择性好。     

低强度超声波对残留H2O2的去除

化学需氧量(COD)会受到来自众多高级氧化技术中添加的过氧化氢(H_2O_2)的干扰。为了评估低强度超声波辐射结合清除剂(Na_2CO_3或Na HCO_3)分解水样中残留H_2O_2的可行性,对去离子水、葡萄糖模拟废水和印染废水二级处理出水进行超声(超声波频率为39 k Hz,功率分别为75 W、112.5 W和150 W)处理,H_2O_2质量浓度为20 mg/L,时间为60 min或80 min,清除剂用量为50 g/L。以20 min的间隔测定H_2O_2质量浓度和COD。结果表明,COD与H_2O_2质量浓度的比值取决于废水的性质,去离子水、葡萄糖模拟废水和印染废水二级处理出水的比值分别为0.262 6 mg COD/mg H_2O_2、0.209 9 mg COD/mg H_2O_2、0.401 3 mg COD/mg H_2O_2。超声辐照对去除H_2O_2有一定的影响,但在去离子水中超声功率为150 W、60 min时的去除率最高,仅为18.1%。超声辐照联合清除剂Na_2CO_3或Na HCO_3的效果更显著。对于印染废水二次处理出水,加入Na HCO_3作为羟自由基清除剂,80 min时H_2O_2去除率达到97.3%。然而,由于Na HCO_3和H_2O_2形成的高度氧化的超氧离子能降解废水中的有机物质,水样的实际COD降低。用超声辐射结合Na_2CO_3处理80 min,将COD的测定值与通过COD、H_2O_2质量浓度比值得到的计算值进行比较,以确认经超声波联合Na_2CO_3处理的印染废水二级处理出水中的有机物未降解。研究表明,超声波照射与Na_2CO_3结合去除水样中的低浓度H_2O_2是可行的。