应用计算流体力学研究低热值火炬燃烧过程

为获得低热值火炬安全设计及运行中所需基础数据,采用计算流体动力学的方法建立了低热值火炬燃烧模型,对典型的低热值火炬燃烧过程进行了模拟研究,得到了低热值火炬气燃烧产物分布、温度场等基础数据。结果表明,低热值气体在燃烧过程中会产生NOx,其中主要为NO;NO主要是由N2在高温下氧化而生成的,即热力型NOx,低热值火炬燃烧器设计时,应注意采取措施降低热力型NOx的产生。低热值气体燃烧时的CE和DRE均小于98%,因此低热值火炬设计和运行时,应考虑燃烧效率的问题,通过掺烧或伴烧的方法提高其燃烧效率。     

FeⅡEDTA络合-Na2SO3还原吸收NO性能

为研究FeⅡEDTA络合-Na₂SO₃还原吸收NO性能,对制备参数〔pH、V(FeⅡEDTA)(FeⅡEDTA溶液用量)、初始c(FeⅡEDTA)、n(FeⅡ)∶n(EDTA)〕和操作条件〔温度、φ(O₂)、烟气流量、入口ρ(NO)〕及SO₃2-〔以c(Na₂SO₃)计〕进行了考察,并采用FT-IR(傅里叶红外光谱仪)和Raman(拉曼光谱仪)等表征手段对吸收体系进行表征.结果表明:①pH和初始c(FeⅡEDTA)对NO络合吸收量影响较显著,V(FeⅡEDTA)和n(FeⅡ)∶n(EDTA)次之.在pH为3～9的范围内,NO络合吸收量先增加后降低,pH为7时达到最大(0.502 mol/mol);初始c(FeⅡEDTA)由0.005 mol/L增至0.025 mol/L,NO络合吸收量随之增加了0.198 mol/mol.②温度和φ (O₂)的升高不利于NO吸收,当温度由30 ℃升至60 ℃、φ (O₂)从0%增至6%,NO络合吸收量却分别降低了71.69%、63.3%;此外,烟气流量和入口ρ (NO)的增加对NO络合吸收量也无显著影响.③SO₃2-的存在显著提高了FeⅡEDTA高效络合NO吸收时间.结合试验结果确定最佳反应条件:pH为7、V(FeⅡEDTA)为550 mL、初始c(FeⅡEDTA)为0.020 mol/L、n(FeⅡ)∶n(EDTA)为1∶1.0、温度为30 ℃、烟气流量为900 mL/min、无氧、c(Na₂SO₃)为0.20 mol/L,此时,NO络合吸收量为1.099 mol/mol,NO最大脱除率达到96.98%.研究显示,溶液中n(FeⅡEDTA)∶n(NO)对络合吸收NO起到主导作用,同时SO₃2-对FeⅡEDTA(NO)还原作用是促进NO吸收的重要机制.      

聚结-气浮装置处理含油污水试验研究

为提升聚结分离器除油效果并减少污水处理过程中化学药剂的投放,结合聚结和气浮技术研发出紧凑、高效型聚结-气浮分离装置,通过室内试验,考察入口流量、板间距、溶气压力、气浮水回流比4个因素对聚结-气浮装置除油率的影响规律,并对其结构和工艺操作参数进行探索和优化。试验结果表明:聚结-气浮装置处理含油污水的油水分离效果明显好于聚结装置;聚结-气浮装置的除油率随入口流量、气浮水回流比的增加,均先增加后减小,并随溶气压力的增加而逐步提高,但当溶气压力为0.4MPa时继续加压,除油率变化不明显,且板间距越小,除油效果越好;综合除油效率和能耗,选用入口流量为0.3m3/h(折合板间流速为2.85m/h)、板间距为0.9cm、溶气压力为0.4MPa、气浮水回流比为20%时,聚结-气浮装置除油率可达92%,且对粒径大于18μm的油滴去除效果明显。     

不同破坏程度下颗粒煤瓦斯扩散特性试验研究

为探索不同破坏程度下颗粒煤瓦斯扩散特性,制备不同粒径的煤样,达到人为模拟不同破坏程度颗粒煤的效果,并利用瓦斯吸附-扩散装置对不同破坏程度的煤样进行等温吸附-扩散试验。试验结果表明:颗粒煤瓦斯扩散率随着粒径的增大而减小,当粒径增大到一定值时,颗粒煤瓦斯扩散率随着粒径的增大而保持不变;同初始吸附平衡条件下,相同时间段的颗粒煤瓦斯扩散系数随粒径的增大而增大,而颗粒煤有效扩散系数则随粒径的增大而减小,当颗粒煤粒径增大到一定值时,颗粒煤瓦斯有效扩散系数基本保持不变。通过对颗粒煤瓦斯有效扩散系数与粒径的关系进行拟合,能很好地满足乘幂函数关系式De=a·rb0,通过该关系式可对不同破坏程度颗粒煤瓦斯有效扩散系数进行预测,对预防煤矿瓦斯灾害具有重要的现实意义。     

磷酸镁水泥固化放射性核素90Sr的影响因素研究

研究了磷酸镁水泥性能、温度、p H、龄期和沸石掺量对磷酸镁水泥固化体中90Sr浸出率的影响,并采用XRD及扫描电镜探讨了磷酸镁水泥固化体的物相和微观结构.试验结果表明:磷酸镁水泥固化体浸出率随磷酸镁水泥强度的增加而减小;低温条件对磷酸镁水泥固化核素90Sr影响明显;酸性环境中磷酸镁水泥受腐蚀状况严重,浸出率和累计浸出分数相对较高;空气养护7 d成型的磷酸镁水泥固化体强度可达58.9MPa,并具有良好的对核素~(90)Sr固化效果;掺加沸石可以降低磷酸镁水泥固化体浸出率.     

多级跌坎跌水复氧过程及影响因素试验研究

跌坎作为连接水流上下游的主要措施,水流在跌落过程中其溶解氧迅速增加。以水体氧亏率为指标,研究多级跌坎水流流态为自由跌落水流时的水体复氧过程和机理,结果表明:可将水流自跌坎跌落至下一级跌坎上的整个区域分成水舌空中跌落区(I)、回水区(II)、冲击与水跃区(III)和水流平顺区(Ⅳ),水舌空中跌落区和冲击与水跃区为复氧的主要区域,水体在空中与大气充分接触以及水流流动过程中的自掺气是水体复氧的主要途径;水流流经跌坎时的氧亏率随着单级跌坎高度、多级跌坎级数、跌坎总坡度和流量的增加而增加,与水流紊动程度呈正相关,随着跌坎雷诺数的增大而增加。     

近50年中国温带地区不同景观带气温变化对比研究

运用线性趋势分析、气候倾向率分析和Mann-Kendall突变检验等方法对中国1962年-2011年温带地区不同景观带气温数据进行分析,研究温带地区不同景观带气温变化趋势以及气温突变状况,分析气温变化的异同。研究结果表明：近50年中国温带地区森林、草原、荒漠三个景观带的年平均气温、四季气温、年平均最高、最低气温都呈现显著增加的趋势,且均存在突变现象,虽然同属温带地区,但是气温增长速率及突变时间存在差异。温带草原带和温带森林带是气候变化的敏感区。     

一种SCR脱硝装置喷氨混合系统的结构优化设计

氮氧化合物是主要的大气污染物之一,已经成为我国大气污染控制的重点。SCR(selective catalytic reduction)烟气脱硝技术因其脱硝效率高、运行稳定而成为目前应用最为广泛的烟气脱硝技术。当前SCR烟气脱硝工程存在的主要问题之一是氨气的逃逸率过高,喷氨混合系统的混合强度和均匀度是影响氨气逃逸率的重要因素。针对该问题采用计算流体动力学的方法优化设计了一种SCR脱硝装置喷氨混合系统,采用该种喷氨混合系统可以有效提高氨气与烟气在催化剂表面的混合均匀度,使氨气与烟气中的氮氧化物在催化剂表面充分反应,有效降低氨气逃逸率,同时降低SCR脱硝工程成本。     

SCR脱硝机组空气预热器堵塞治理建议

燃煤机组安装SCR脱硝装置后,空气预热器堵塞成为普遍现象,严重影响机组的安全性、经济性。通过对空气预热器堵塞物成分分析,提出治理空气预热器堵塞技术路线,结合实际运行中出现的问题,探寻SCR脱硝机组氨逃逸率高、SO_3浓度高、排烟温度低的原因,并且分析这些因素对空气预热器堵塞程度的影响,建议从保持催化剂活性,确保NO_x浓度,氨逃逸率均匀分布,防止氨过喷,降低入炉煤含硫量,提高锅炉排烟温度等方面,综合治理空气预热器堵塞,并提出详细的建议。     

高铁酸盐处理活性黄X-R染料模拟废水工艺参数的正交实验优化研究

以活性黄X-R染料模拟废水为研究对象,脱色率为考察指标,通过正交实验和极差法确定染料溶液初始浓度、反应液p H、高铁酸盐加入量、搅拌速度、反应时间、温度对反应速率影响程度的优先顺序,并确定用高铁酸盐处理活性黄X-R染料模拟废水的最佳工艺参数。