基于热异常探测的北京水泥厂大气污染排放评估

为对水泥行业实现大气污染排放动态监测,反映污染排放的时空分布特征,提出基于热异常点探测数据的新型干法水泥气态污染物排放量测算方法.利用VIIRS热异常点的FRP(fire radiation power,辐射功率)参数结合水泥产业结构特点,建立FRP与污染物排放之间的定量估算关系.利用2013—2017年北京市水泥生产统计信息和热异常点探测数据进行了大气污染排放评估,结果显示:①利用热异常产品的FRP参数估算北京市水泥厂的污染排放水平,利用NO_x和SO₂排放量的统计数据对排放估算值进行相关性验证,二者统计值与估算值之间的相关性系数分别为0.65和0.63.②2013—2017年北京市所有水泥厂的热异常点数据与环境统计数据中水泥总产量、熟料总产量、煤炭总产量以及NO_x、SO₂和烟(粉)尘排放量的相关性均较好,相关性系数均在0.7左右.③自2013年以来,北京市金隅琉水环保科技有限公司和北京金隅北水环保科技有限公司的热异常点数均呈下降趋势.由于采取了减排措施,水泥总产量和污染排放量也均呈逐年减少的趋势.研究显示,基于热异常点探测数据的新型干法水泥气态污染物排放量测算方法可快速获取水泥厂的位置信息、热释放规模,结合污染排放因子可间接评估水泥厂NO_x和SO₂等主要污染物的排放情况.      

猪粪中有机成分对生物产甲烷潜力的影响研究

为研究不同生长期猪粪中有机成分对生物产甲烷潜力的影响关系,文章采用全自动甲烷潜力测试系统,研究了3种猪粪在中温厌氧发酵中的产甲烷潜力(BMP)。结果表明,保育猪粪便和生长猪粪便的BMP值分别为273 mL CH_4/gVS和272 mL CH_4/gVS,二者相接近,妊娠母猪的BMP为220 mL CH_4/gVS,是3种猪粪中最低的。利用傅里叶红外光谱仪和热重分析仪检测猪粪样品中的有机物,使紫外-可见分光光度计谱和荧光光谱仪检测了粪便DOM提取液中的有机组分。通过检测得出,保育猪粪便和生长猪粪便的有机物含量和组分相接近,而妊娠母猪的有机物含量低,且含有更多的纤维素、木质素和芳香族化合物等难降解有机物,这些物质高度腐殖化,生物难降解,因此导致其甲烷产生潜力低。     

微波水热合成花球状BiOCl光催化降解甲硝唑

以五水硝酸铋,氯化钾,乙二醇和P123为原料,用微波水热合成法制备出具有花球状的BiOCl.通过优化微波功率,温度和微波保持时间3种因素,发现微波功率为600W,温度为120℃,保持时间为30min时制备的BiOCl在模拟太阳光下对甲硝唑的降解效果最为显著.利用XRD和SEM对制备的BiOCl进行表征,考察了BiOCl的晶体结构和表面特征.同时研究了BiOCl投加量,甲硝唑浓度及pH值对甲硝唑降解的影响.结果表明,当BiOCl的投加量为2g/L,甲硝唑的初始浓度为5mg/L,体系初始pH值为3时,BiOCl对甲硝唑的降解效果达到98.3%.通过自由基捕获剂实验,发现光催化降解甲硝唑反应中的主要活性物种为空穴（h⁺）和过氧自由基（·O₂^-）.     

热水解污泥-香蕉秸秆改善厌氧消化性能实验

采用添加高有机质含量的香蕉秸秆协同厌氧以及高温高压热水解预处理的方法,可显著提高低有机质污泥甲烷产率和厌氧消化性能。生化甲烷潜力实验结果表明:经过预处理后的污泥、香蕉秸秆及其混合物厌氧消化最大累积甲烷产量分别为388,372,537 mL/gVS,甲烷提升产量及协同效应显著。在污泥、香蕉秸秆及其混合物各自的最佳预处理条件下,甲烷产量达到80%的时间(T80)分别为12,19,17 d;SCOD溶出值分别为预处理前的14.4,2.8,5.9倍;厌氧消化结束后,SCOD去除率分别为93.7%、89.8%、94.5%;VS去除率分别为48.4%、48.8%、59.2%;热水解预处理使液相中溶解性蛋白质和VFA、溶解性多糖的浓度增加明显,分别为预处理前的14.5,5.1,8.2倍,随后的厌氧消化阶段的去除率分别为94.4%、94.9%和95.2%,稍高于单独厌氧消化的有机质降解率。     

活性炭热氮气循环脱附甲苯性能实验研究

以GAC-1和GAC-2两种商业活性炭颗粒为吸附剂,甲苯为吸附质,考察活性炭孔道结构、脱附温度对热氮气脱附效率的影响,分析了活性炭再生性能。结果表明:两种活性炭对甲苯均表现出良好的吸附性能,GAC-1具有更大的比表面积、孔容和孔径,更有利于甲苯有机废气的吸附;热氮气循环脱附实验中,相比于90℃和120℃,150℃的脱附温度可以达到更高的脱附率(67.3%);经过5次循环吸附-脱附,GAC-1仍保持原有的吸附容量,脱附率仅下降2.1%。     

温度与循环热冲击对聚酰亚胺涂层耐蚀性影响

目的研究聚酰亚胺涂层对N80钢的防腐性能和耐热冲击性能。方法采用静电粉末喷涂在N80钢表面获得一种聚酰亚胺防腐涂层,通过高温浸泡实验评价涂层在不同温度下、不同腐蚀介质中的耐蚀性能,通过循环热冲击实验评价涂层的耐热冲击性能,通过扫描电子显微镜(SEM)观察实验前后涂层的表面微观形貌。结果热重分析(TGA)表明,聚酰亚胺涂层的热分解温度(t_(d5))为518℃。电化学交流阻抗测试结果和SEM形貌观测表明,腐蚀介质温度越高,耐蚀性能下降越快,涂层在3.5%Na Cl溶液的耐蚀性能比在25%HCl溶液中更好。涂层在经过不同温度的循环热冲击之后,表面无破损。结论聚酰亚胺涂层具有优异的耐热冲击性能,温度和腐蚀介质对涂层的耐蚀性能有重要影响。     

Fe-20Mn-4Si-2Al高锰钢热加工性能研究

目的研究Fe-20Mn-4Si-2Al高锰钢在850~1050℃,不同应变速率条件下的热变形行为。方法将实验钢锭热轧成10 mm厚板材,然后取样在MMS-300多功能热模式试验机上进行单轴热压缩实验。根据获取的应力-应变曲线及微观组织演变规律,系统研究Fe-Mn-Si-Al系高锰钢的热变形行为。结果应变速率是影响Fe-Mn-Si-Al系高锰钢热变形行为的关键因素。在热变形过程中,应变速率越低,Fe-20Mn-4Si-2Al高锰钢越容易发生动态再结晶。获得了实验钢的表观应力指数n=3.10,热变形激活能Q=412.151 kJ/mol,并建立了热加工方程。结论当参数Z≤8.351×10~(17)时,Fe-20Mn-4Si-2Al高锰钢热加工性能较好。     

再入飞行器超高温陶瓷防热应用研究

目的探索尖锥外形高超声速飞行器超高温陶瓷防热设计约束要求。方法基于计算流体力学有限体积数值求解方法研究高超声速层流状态尖锥形飞行器的气动热环境,通过不同攻角下热流及辐射平衡温度分布规律研究获得防热设计约束要求。针对典型尖锥飞行器超高温陶瓷防热设计要求开展几何尺寸、攻角范围影响研究,最后探讨超高温陶瓷高性能热导率对防热设计影响。结果尖锥飞行器高热流仅限于驻点附近很小的区域,迎风面热流随着攻角增大迅速提高。满足防热设计约束的极限飞行攻角与端头长度呈正比,端头长度增加0.1m,极限攻角增大10°。超高温陶瓷热导率对端头防热设计影响较大,随着材料热导率增大50%,驻点辐射平衡温度降低205 K,端头连接结构温度增大50 K。结论尖锥体超高温陶瓷端头防热设计的重要约束指标为端头连接结构温度限制,设计时需要合理优化飞行攻角剖面,选取热导率性能适中的材料。