Prediction of high-density polyethylene pyrolysis using kinetic parameters based on thermogravimetric and artificial neural networks

● Reducting the sampling frequency can enhance the modelling process. ● The pyrolysis of HDPE was investigated at three different heating rates. ● The average E_a and k₀ were calculated by Friedman, KAS, FWO, and CR methods. ● ANN was employed to predict the HDPE weight loss with the optimal MSE and R². Pyrolysis is considered an attractive option and a promising way to dispose waste plastics. The thermogravimetric experiments of high-density polyethylene (HDPE) were conducted from 105 °C to 900 °C at different heating rates (10 °C/min, 20 °C/min, and 30 °C/min) to investigate their thermal pyrolysis behavior. We investigated four methods including three model-free methods and one model-fitting method to estimate dynamic parameters. Additionally, an artificial neural network model was developed by providing the heating rates and temperatures to predict the weight loss (wt.%) of HDPE, and optimized via assessing mean squared error and determination coefficient on the test set. The optimal MSE (2.6297 × 10⁻²) and R² value (R² > 0.999) were obtained. Activation energy and pre-exponential factor obtained from four different models achieves the acceptable value between experimental and predicted results. The relative error of the model increased from 2.4 % to 6.8 % when the sampling frequency changed from 50 s to 60 s, but showed no significant difference when the sampling frequency was below 50 s. This result provides a promising approach to simplify the further modelling work and to reduce the required data storage space. This study revealed the possibility of simulating the HDPE pyrolysis process via machine learning with no significant accuracy loss of the kinetic parameters. It is hoped that this work could potentially benefit to the development of pyrolysis process modelling of HDPE and the other plastics.     

脉冲放电等离子体治理甲苯废气放大试验研究

应用脉冲放电等离子体技术,在线板式反应器内对低浓度甲苯废气的治理进行放大试验.采用闸流管开关脉冲电源,其最大输出功率1kW,最大脉冲电压峰值100kV. 试验规模4～16m³·h^-1. 试验考察了峰值电压、重复频率、进口浓度和处理气量对甲苯去除率的影响.结果表明:峰值电场强度在9～12kV·cm^-1范围内增加,甲苯去除率相应明显提高;当处理气量为4 m³·h^-1、脉冲电压峰值69kV、进口浓度1 180mg·m^-3、重复频率300pps时, 甲苯的去除率可达88%;反应器的能量利用率在16g·(kW·h)^-1左右;甲苯的降解产物主要是CO₂和H₂O,还有少量CO. 结合甲苯去除率与能量密度、甲苯进口浓度的关系,建立反应器动力学模型,获得甲苯的反应速率常数为0.00356 L·J^-1. 为进一步优化放大反应器设计及与电源匹配提供了基础数据.     

染料结晶紫降解菌分离及其特性研究

从印染废水中筛选分离得到结晶紫(CV)降解菌株H,并对其脱色条件和机理进行了研究.结果表明,在外加生长基质条件下,菌株H不仅对CV降解脱色而且能降解中间产物.在pH 7.0、35℃、摇床转速180 r/min条件下,菌株H有最佳的脱色效果.对于20 mg/L CV溶液,生长细胞降解0.5 h,脱色率可达95%.休眠细胞对CV的降解规律也进行了对比探讨.菌株H对CV脱色过程遵循一级动力学方程,脱色速率常数k随CV浓度升高而降低,生长细胞的k值约为休眠细胞的6～7倍.     

秦岭生态补偿理论研究与实践进展

生态补偿是通过经济手段促进生态保护与受益地区利益共享的制度设计,是促进我国生态文明建设的重要举措。秦岭是我国重点生态功能区,国家重要的生态安全屏障。生态补偿作为协调秦岭地区生态环境保护和社会经济发展的制度安排,有助于推动该区生态环境的保护与可持续利用,对实现秦岭地区社会经济可持续发展、促进人与自然和谐共生具有重要意义。本文系统梳理了秦岭生态补偿相关理论研究与实践,主要包括秦岭在区域调水、森林生态效益、生物多样性保护、矿产资源开发等方面的生态补偿研究,以及秦岭生态补偿相关政策法规制定、南水北调、退耕还林（草）以及生态移民搬迁等具体生态保护工程补偿实践,并从补偿对象、补偿标准、公众参与、补偿方式几个角度探讨了秦岭生态补偿存在的问题,提出了秦岭生态补偿研究的建议与对策。     

SIMP钢在高温液态铅铋合金中的腐蚀行为

目的 研究SIMP钢在不同溶解氧浓度的高温液态铅铋合金中长期浸泡后腐蚀产物的变化规律。方法 在550 ℃静态液态铅铋合金(饱和氧状态和贫氧状态)中对SIMP钢进行500、1 000、2 000、3 500、5 000 h的腐蚀试验。通过观察腐蚀后试样的表面和截面形貌,进行物化分析,对比不同时间下腐蚀层厚度以及腐蚀产物结构的变化,得出溶解氧浓度和浸泡时间的变化对腐蚀产物的影响规律。结果 在贫氧环境中,SIMP钢的腐蚀类型主要为氧化腐蚀,氧化腐蚀产物具有双层结构,外层为Fe-Cr尖晶石氧化层,内层为富铬氧化物与基体的混合物层;在饱和氧环境,SIMP钢腐蚀产物则具有3层结构,外层为Fe3O4磁铁矿层,中层为Fe-Cr尖晶石氧化层,最内层为富铬氧化物与基体的混合物层。结论 溶解氧浓度和浸泡时间的变化对腐蚀产物的结构和厚度产生了显著影响,SIMP钢在贫氧环境中呈现出优异的耐腐蚀性能。     

军工危险性建筑物外部安全距离美国和我国标准对比分析

针对军工危险性建筑物外部安全距离确定时药量覆盖不全面、新产品无依据、厂房用地与城市发展用地矛盾等问题,对美国标准和我国标准中安全距离的分类、确定原则、确定方法进行了对比分析,提出了对我国标准修订的建议,为我国军工危险性建筑物外部安全距离标准的制修订提供借鉴。     

市政工程施工管理中环保型施工策略的运用

社会进步的前提下,城市建设加快了步伐,市政工程的施工项目也越来越多,随之产生了诸多的污染问题。为了改善这种情况,我国要求施工企业针对粉尘、废水、废气等对环境造成破坏的因素进行相应的处理。施工企业结合项目与周边环境的实际情况,设计出以环保为原则的绿色施工方式,从而逐一解决各种不同的污染问题。环保型施工策略的应用,在促进了城市建设的同时,也实现了与环境的可持续发展,具有着重要的意义。     

低温下多模式AAO流程脱氮性能比较

利用计算机仿真研究了低温下倒置AAO流程与正置AAO流程的脱氮性能,工艺参数涉及流程进水的流量、TCOD、氨氮、总磷以及污泥回流比、混合液回流比、好氧池溶解氧浓度。发现在13℃时,为使氨氮满足国标1级B,宜选用倒置AAO流程;为使总氮达标,宜采用较高混合液回流比,或考虑选用正置AAO流程;在10℃时,为使氨氮达标,宜选用正置AAO流程,但对于污泥回流比及溶解氧浓度须注意调试;为使总氮达标,倒置、正置均可采用,但要对进水总磷、混合液回流比、污泥回流比及好氧池溶解氧浓度进行仔细监控,难度较大。     

采用配方均匀设计法利用脱水污泥制备陶粒的研究

长期以来,对城市污水处理后产生的污泥处置一直是环保的难题,传统的处理处置方法均存在诸多问题,寻求一种好的处理处置污泥方法迫在眉睫。针对目前的问题运用带约束条件的配方均匀设计方法对粉煤灰-脱水污泥陶粒配方进行实验设计,运用三叶回转窑进行小试。研究了陶粒组分中粉煤灰、污泥、黏土的比例对烧成陶粒堆积密度、颗粒强度的影响;确定了最佳物料配比,使陶粒的性能测试指标均符合GB/17431.2-1998标准的规定。实验结果表明:烧制陶粒湿比例下脱水污泥用量达45%,干比例污泥用量15.2%,污泥减量化和资源化效果显著;陶粒浸出毒性实验结果表明各项指标均低于浸出液中危害成分浓度限值,达到了污泥无害化的效果;粉煤灰、污泥和黏土的优化质量(干)比例为79%,15.2%,5.8%;陶粒的堆积密度为600 kg/m3,筒压强度2.2 MPa,1 h吸水率10.2%,粒型系数1.3。