基于分区气化模型的MSW燃烧过程模拟研究

针对一种新型两段式生活垃圾分区气化燃烧装置,提出了基于分区气化模型的垃圾热转化过程数值模拟方法。该方法耦合化学反应动力学和流体动力学软件预测移动床层垃圾的气化以及炉内气相空间的燃烧过程。通过对组分及热值差异较大的2种生活垃圾在炉内的反应过程进行模拟,得到了炉内的气相组分、温度及流场的分布。结果表明,该方法能够很好地适用于复杂组分的垃圾热转化过程模拟研究。高水分、低热值的生活垃圾气化后再燃炉膛出口温度处于973~1 073 K,不利于二恶英的生成控制。前拱二次风的增加不仅加强了炉内的湍流扰动,而且加强了炉内主反应区的温度。经过对流场和温度场进行优化,烟气的停留时间延长,炉膛出口烟气中的可燃气体组分大大降低,而且NO的浓度降低了近一个数量级。     

三峡水库水温对浮游植物群落演替和多样性的影响

通过对三峡水库浮游植物生物量及种类的长期监测发现,水温是影响三峡水库浮游植物演替的关键要素。设计了室内控制试验,以验证水温是否为影响三峡水库的浮游植物演替的关键要素,分析了水温与浮游植物生物量和群落结构的关系。结果表明:水温是影响浮游植物生物量和群落结构(多样性)的关键要素,16~25 ℃时,浮游植物生物量随水温的升高而增大;25~40 ℃时,浮游植物生物量随水温的升高而减小;23~25 ℃时,浮游植物生物量达到最大,群落多样性也达到最大。     

微生物碳链延长技术转化废弃生物质合成中链脂肪酸

“碳中和”目标下,废弃生物质制备可再生化学品成为落实碳中和、减污降碳等国家重大战略需求的重要技术之一。其中,微生物碳链延长技术生产中链脂肪酸 (MCFAs) 是高值化回收废弃碳源的一个重要方向。MCFAs作为生物基化学品新星,兼具经济、环保与实用性优势,可部分地替代化石原料合成环保型燃料与化学品,降低传统化石资源依赖与碳排放,助力经济社会发展绿色转型。为此,系统梳理了碳链延长技术的反应机理、功能菌群,以及MCFAs生产应用存在的关键瓶颈和研究进展,以期为相关领域研究者开展创新研究、突破技术瓶颈提供参考。     

不同种类水生植物分解过程中溶解性有机物的释放特征

为研究水生植物分解对水体有机物污染的影响,对不同生物量(0.1、0.5、1.0 g·L⁻¹)下金鱼藻、菹草、浮萍和睡莲凋落物分解过程中溶解性有机物(dissolved organic matter, DOM)的释放特征进行了研究。结果表明,不同生物量下4种水生植物分解过程中上覆水DOM质量浓度变化趋势相似,0~15 d迅速增加,15~60 d缓慢下降直至相对稳定。有机物释放量为浮萍>睡莲>菹草>金鱼藻,DOM芳香化程度为菹草>睡莲>浮萍>金鱼藻。0~15 d,DOM以易降解的类蛋白有机物为主,此时COD释放量显著增加;30~60 d,难降解的类富里酸和类腐殖酸有机物含量逐渐增加,对COD贡献不明显。DOM质量浓度随着生物量的增加而逐渐增加。高生物量(≥0.5 g·L⁻¹)凋落物分解体系易降解的类蛋白物质(0~15 d)与难降解的类富里酸、类腐殖酸有机物(30~60 d)含量显著增加。分析发现植物凋落物生物量、种类以及凋落物分解时期可影响DOM质量浓度和特性,进而可能影响水体有机物的污染状况。因此,为避免大量植物凋落物分解造成的潜在风险,应及时控制水体中植物凋落物量。     

典型干煤粉气流床气化全过程污染管控分析

现代煤化工是以传统煤化工为基础,以煤炭的清洁利用和高效转化为定位的一种新型产业。“十三五”期间,我国现代煤化工整体仍处于示范发展阶段。典型干煤粉气流床气化技术是现代煤化工行业的重要技术,对该技术进行了介绍,通过对其全过程污染物排放特征分析,从源头减排角度,提出了优化原辅材料选用,优化工艺结构设计和设备选型的建议;从过程控制角度,提出了过程控制工艺运行关键参数,强化日常巡检和优化污染源排放方式的建议;从末端治理的角度,列出了主要污染物排放环节对应的可行治理技术。     

生物质循环流化床锅炉臭氧脱硝试验研究

为了揭示生物质锅炉中活性分子臭氧脱硝的特点,在一台应用了活性分子臭氧深度一体化超低排放技术的生物质循环流化床锅炉上,开展烟气臭氧脱硝试验。采用烟气分析仪测量锅炉尾部烟道活性分子臭氧喷入前和塔顶烟囱处的烟气组分,重点探究了脱硝前后烟气污染物的排放特性以及臭氧投加量对脱硝效果的影响。结果表明:由于入炉生物质燃料的水分和热值的变化有较强的随机性,机组负荷及CO、NO_x等污染物初始浓度均随之波动;烟气中NO_x初始浓度的平均值为146 mg/m³,最高值可达480 mg/m³,其瞬时值与含氧量有着非常强的线性相关性,线性回归相关系数(R²)为0.96;随着臭氧投加量的增加,脱硝率从臭氧发生器功率为118 kW时的24%增至250 kW时的95%;应用活性分子臭氧脱硝技术后,臭氧发生器功率为250 kW时,烟气中NO_x浓度一直稳定在15 mg/m³以下,满足超低排放标准要求。     

旋转锥生物质裂解反应器裂解工艺的研究

为了研究生物质裂解工艺最佳条件,以木屑为原料,石英砂为热媒,对建立的以旋转锥反应器为主体的生物质快速裂解工艺进行研究,在单因素实验基础上,对4个主要因素（裂解温度、真空度、旋转锥盘转速和木屑粒径）进行正交实验。在木屑含水率为8.2%,热媒量1 200 g,进料速率4 kg/h的条件下,确定了最佳工艺条件为：裂解温度550℃,真空度0.08 MPa,旋转锥盘转速115 r/min,木屑粒径为30目。最佳条件下生物质转化率为54.83%,实验研究表明,自制旋转锥反应器裂解工艺具有可行性。     

不同原料生物质炭DOM组分成分特性

不同原料的生物质炭DOM含量和组分存在差异,选取水稻秸秆（RS）、小麦秸秆（WS）、大豆秸秆（SS）、油菜秸秆（YS）、花生壳（PH）、松木屑（PW）和竹粉（BS）7种生物质原料在450 ℃下制备的生物质炭,采用紫外-可见光光谱（UV-vis）、荧光光谱（EEM）结合平行因子分析（PARAFAC）技术对生物质炭中DOM的光谱特征和荧光组分进行表征.结果表明：木本类生物质炭的DOM含量较秸秆类生物质炭低,分子量较高.从生物质炭DOM中鉴定分离可见区类富里酸组分（C1）、较短波长类腐殖酸组分（C2）、较长波长类腐殖酸组分（C3）和类蛋白质组分（C4）等4种组分.不同原料生物质炭DOM各组分的最大荧光强度（F_max）值表现为C1 ＞ C2 ＞ C3 、C4,秸秆类炭DOM各组分的F_max值显著高于木本类.生物质炭DOM中以C1组分占主导地位,占比达48.87% ~ 79.97%.C2、C3组分在YSB、SSB-DOM中占比最高,分别达32.71%和23.25% ,仅在YSB和PHB-DOM中发现少量C4组分.木本类原料的有机和无机矿物含量远低于秸秆类,原料中纤维素含量与生物质炭DOM总量及其C3组分呈显著的正相关关系, Ca含量与生物质炭的DOM含量及其F_max值和C3组分呈显著正相关,说明不同生物质原料的组成对生物质炭DOM组成特性具有显著的影响,研究结果为全面评估不同原料生物质炭DOM的环境效应提供重要的科学理论依据.     

薪柴和经济作物秸秆燃烧VOCs排放特征

薪柴及经济作物秸秆在中国农村地区仍普遍使用,其燃烧是挥发性有机物(VOCs)的重要排放源,当前对其排放特征研究仍比较薄弱.本研究选取了3种薪柴(白杨树、杉木和柑橘枝)和6种经济作物秸秆(黄豆秆、芝麻秆、玉米棒、棉花秆、花生秆和玉米秆),通过实验室模拟燃烧和稀释通道采样系统,采用Tedlar袋和Agilent 7820A/5977E气相色谱/质谱联用法采集和分析了烟气中102种VOCs组分组成,并对不同类型生物质燃烧排放VOCs的臭氧生成潜势进行分析.结果表明,不同类型的生物质燃烧排放的VOCs组分存在差异,乙烷(11.1%)、反-2-戊烯(15.4%)、乙烯(8.3%)和二氯甲烷(11.9%)是白杨树和杉木燃烧排放的主要VOCs组分;甲苯(49.8%)是柑橘枝燃烧排放的VOCs含量最丰富的物种;乙烯(11.8%～17.5%)和丙酮(9.2%～14.7%)是秸秆类燃料燃烧的主要VOCs组分.玉米秆、花生秆和柑橘枝具有相似的VOCs源成分谱,分歧系数小于0.1.本研究及已有报道中的生物质燃烧排放苯/甲苯比值范围是0.030～6.48,在开展源解析研究中,采用苯/甲苯比值大于1认定为受到生物...     

多孔填料特性对生物膜形成影响

多孔填料是曝气生物滤池(BAF)的重要构成部分,是影响BAF污水处理效果的关键.目前填料种类繁多,但其表面理化特性对生物膜形成的影响规律并不清楚,如何比选最佳生物填料一直是BAF工程应用的难题.通过研究BAF常用的几种多孔生物填料本身的物化特性,考察其物化特性与填料上生物膜的生物附着量及酶活性之间的相关性.结果表明,海绵填料虽然易吸附污泥,但是易堵塞,整体生物膜活性不高;立体空心填料虽然表面吸附的生物量较低,但是比表面积大,表面附着生长的生物膜活性较强;陶粒因具有良好的亲水性和较高的表面粗糙度,且Zeta电位最正,易于微生物附着生长,污泥附着性能最强,且生物膜活性最好.通过冗余分析(RDA)分析可知,影响填料表面生物量的主要因素是Zeta电位;影响填料表面污泥活性的主要因素是空隙率.通过6组反应器对NH⁺₄-N的去除负荷可知,陶粒对NH⁺₄-N的去除负荷最大,为68 g·(m³·d)^-1,火山岩次之,为67 g·(m³·d)^...