横向流中曝气气泡生成动力学及模拟研究

采用水平集方法和变物性的单一流体运动方程,结合显式时间步进的ICE数值算法,三维模拟了推流式曝气池内气泡的生成过程.重点研究了横向水流对曝气气泡生成动力学的影响.模拟的气泡形状演变过程与国外学者的可视化实验符合较好.模拟结果显示,与在静止水流中气泡的生成相比,曝气池内水横向流动对气泡的生成过程有重要的影响.由于受到水流施加的横向曳力作用,气泡逐渐倾斜向下游生长;气泡生成的时间明显缩短;生成气泡的体积也显著地减小.     

吹扫捕集与气相色谱-质谱联用测定饮用水和地表水中挥发性有机污染物

报道了Trap I(VOCARB 4000)柱捕集水中挥发性有机污染物的性能和条件,建立了吹扫捕集和气相色谱-质谱联用测定饮用水和地表水样中25种挥发性有机污染物的分析方法.水样的加标回收率在90%～110%之间,最低检测限在0.04～0.85μg/L之间,20μg/L的挥发性有机物标准溶液经重复6次测定,其相对标准偏差基本小于5.0%.该方法已成功地运用于饮用水和地表水中挥发性有机污染物的测定,结果令人满意.     

吹扫捕集气相色谱质谱法测定土壤中挥发性有机物

建立了吹扫捕集气相色谱质谱法同时测定土壤中卤代烃类、苯系物类、氯代苯类等二十多种挥发性有机物.使用模拟土壤和实际土壤样品优化了吹扫时间、吹扫温度等参数;采用内标法绘制了校正曲线,各目标化合物5个浓度水平的响应因子的相对标准偏差均小于20%,相关系数均大于0.999;测定了方法检出限,采用2g土壤,各目标化合物方法检出限界于0.02～1.00μg/kg;对两种总有机碳含量的实际土壤样品进行了加标回收实验,回收率范围64%～123%.     

饮用水中典型致嗅物质吹扫捕集-气相色谱质谱检测方法及优化

采用吹扫捕集/气相色谱-质谱（GC-MS）法对饮用水中致嗅物质2-甲基异茨醇（2-MIB）和土臭素（GSM）进行测定。通过调整吹扫温度、吹扫时间、吹扫时捕集阱的温度、六通阀温度和传输管线温度,分析吹扫捕集条件对吹扫捕集效率的影响,并确定最佳吹扫捕集条件。2-MIB和GSM的方法检出限（MDL）分别为0.729 ng·L-1和1.037 ng·L-1,方法定量限（MQL）分别为2.187 ng·L-1和3.112 ng·L-1,平均加标回收率分别在92%~108%和88%~104%范围内,相对标准偏差分别小于6.5%和9.0%.在20~300 ng·L-1的范围内,各异嗅化合物浓度与响应值的线性关系均良好,相关系数均大于0.999。该方法具有操作简便、检出限低,相关性良好、灵敏度高、重复性好等优点。     

孔道结构对柴油机DPF压降及再生特性的影响

针对微粒捕集器（DPF）内部碳烟及灰分颗粒特征,运用AVL-Fire软件建立了六边形孔道结构柴油机微粒捕集器模型。 针对不同排气流量、进口温度、孔密度、碳烟和灰分沉积量,对六边形孔道及四边形孔道DPF压降特性和碳烟再生特性进行分析,并研究灰分分布形式对不同孔道形状DPF的影响。 结果表明：排气质量流量越大,进口温度越高,不同孔道结构的压降敏感性增大;与传统四边形孔道DPF相比,当碳烟沉积量较低时,六边形孔道DPF压降损失较高;随着碳烟沉积量的增加,六边形孔道DPF压降损失较低,且碳烟承载量较大;灰分在DPF孔道表面层状分布可以有效阻止碳烟深床捕集模式,降低压降损失;六边形孔道DPF能够有效提高碳烟及灰分容量,且碳烟捕集及再生效率较高,再生速率较快,热应力较小,可以降低DPF主动再生频率,延长使用寿命。     

不同气氛下微粒捕集器的离线再生

基于NO2、NO2/O2以及O3与PM的化学反应模型,探究了气氛对微粒捕集器（DPF）离线再生效果的影响。研究结果表明,NO2/N2的气氛下,PM的起燃温度为250℃,而在NO2/O2/N2气氛下,PM的起燃温度降至150℃左右,但在O3/N2气氛下,PM可在低于100℃的再生温度下起燃。在3种气氛下,DPF的再生效率受再生温度的影响均较为明显。当再生温度较低（≤250℃）时,O3/N2气氛下,DPF的再生效果最好,且实现完全再生的时间最短;当再生温度较高（>250℃）时,NO2/O2/N2气氛下,DPF再生效果最好,且温度越高,实现完全再生的时间越短。在所选的再生温度范围内,O3/N2气氛下的壁面最大温度梯度峰值均高于NO2/N2和NO2/O2/N2气氛,但远小于DPF安全的温度梯度极限。     

温度对离子液体支撑膜捕集CO2的影响

传统CO2的捕集方法存在设备投资大、环境污染严重、再生能耗高等缺点,利用新型绿色工质离子液体负载于聚偏氟乙烯上制备离子液体支撑膜可以较好地解决该问题。在压力为0.2 MPa、流量为50 mL·min-1、温度在298~318 K范围内变化时,测定了CO2在1-乙基-3甲基咪唑双三氟磺酰亚胺盐（[Emim][Tf2N]）和1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[Emim][AC]）2种离子液体支撑膜中的渗透系数、溶解度和扩散系数,采用Van’t Hoff方程对溶解度数据进行关联、Arrhenius方程对渗透和扩散系数的数据进行关联。实验结果表明,CO2在2种离子液体支撑膜中的渗透和扩散系数随着温度的升高而增大,溶解度随着温度的升高而降低。[Emim][Tf2N]离子液体支撑膜对CO2的捕集性能优于[Emim][AC]支撑膜,CO2在[Emim][Tf2N]支撑膜中的溶解度最大值为0.447,在[Emim][AC]离子液体支撑膜中的最大溶解度为0.253,由此可确定离子液体支撑膜分离CO2的最佳工作温度,为其在工业应用中奠定良好的基础。     

高炉除尘灰细微颗粒物单/双预荷电强化滤袋过滤特性

传统袋式除尘器对于细微颗粒物的捕集效率不甚理想,在袋式除尘器入口前增加预荷电装置是一种切实可行的强化其过滤特性的技术手段。设计搭建线板式直流高压预荷电器,研究了不同正/负匹配电压及风速对于双极预荷电高炉除尘灰电凝并行为的影响规律,对比分析了滤袋对未荷电、单极负荷电以及双极荷电高炉除尘灰细微颗粒物 (PM _2.5) 的捕集效率与压差特性,得到了不同预荷电方式高炉除尘灰细微颗粒物在滤袋表面沉积的微观形貌结构。结果表明：随着过滤风速 (1.5~0.5 m·s⁻¹及匹配负电压 (−16~−12 kV) 的降低,双极荷电颗粒物凝并效率提高;高炉除尘灰细微颗粒物单/双预荷电均能提高滤袋的过滤效率;对于粒径＜0.5 μm颗粒,双极预荷电技术对滤袋捕集效率的强化效果好于单极预荷电技术;对粒径为0.5~2.5 μm颗粒,单极预荷电技术的强化效果超过了双极预荷电技术;颗粒物单/双预荷电技术还使得滤袋阻力增量值及其增长速率值降低,且单极预荷电技术对于阻力降低效果更为明显。本研究可为利用单/双预荷电技术提升传统袋式除尘器对高炉除尘灰中细微颗粒物的捕集脱除特性提供参考。     

TEPA调控AMP-DGDE水溶液相变吸收CO2性能及机理

相变吸收剂在降低CO₂捕集能耗方面具有较大优势,但现有吸收剂普遍存在再生性能差的问题。基于2-氨基-2-甲基-1-丙醇 (AMP) 的吸收剂再生性能优异,但通常难以发生相变。利用四乙烯五胺 (TEPA) 作为相变调控剂引入AMP-二乙二醇二甲醚 (DGDE) 水溶液,构建了具有良好再生性能的新型相变吸收剂AMP-DGDE-TEPA。在最佳配比下,AMP-DGDE-TEPA的吸收负荷可达0.88 mol∙mol⁻¹,其中97.6%的CO₂富集于溶液下层,下层体积仅占总体积51%。经7次吸收-解吸循环,吸收剂的吸收负荷仍能保持0.63 mol∙mol⁻¹,再生效率为71.6%。¹³C核磁共振结果表明,AMP与CO₂反应生成易于分解的碳酸氢盐,因而吸收剂具有良好的再生性能;而TEPA的引入可使系统中生成稳定的质子化TEPA和氨基甲酸盐。质子化TEPA和氨基甲酸盐具有高极性,可打破吸收剂原有的均相状态,促使吸收剂发生液-液相变。相比于DGDE,H₂O和极性反应产物之间具有更强的相互作用力,这些物质聚集形成CO₂富相,而DGDE则单独形成CO₂贫相。此外,AMP-DGDE-TEPA的再生显热和潜热仅为0.33和0.43 GJ∙t⁻¹ CO₂,具有良好的节能潜力。该研究结果可为高效低能耗碳捕集材料的制备提供参考。     

利用计算流体动力学(CFD)方法研究电收尘器斜向气流分布

在讨论了电收尘器电场内气流分布对除尘效率影响的基础上,介绍有效降低粉尘返流损失,提高电收尘效率的斜向气流技术,进而利用CFD方法对电场内的气流分布进行数值模拟,给出了在电场内实现斜向气流分布时气流分布板结构调整方法和参数。