基于流态化作用的吸附反应动力学和穿透特征

基于流态化作用的吸附反应动力学和穿透特征研究还鲜见报道.以苯酚为吸附质、活性炭为吸附剂,探讨了不同流态化紊流强度对基于流态化作用的吸附效率、吸附动力学特性、吸附反应穿透曲线和饱和吸附量的影响,并与相同条件的固定床吸附反应器进行了对比研究.结果表明,表观流速为8 mm·s-1和13 mm·s-1时,基于流态化和固定态的活性炭在5 min内的吸附效率均达到93%以上,吸附反应均符合经典二级动力学方程,且其相关系数大于0.999.穿透实验结果表明,表观流速为6 mm·s-1和8 mm·s-1时,基于流态化的活性炭对苯酚的吸附总量分别较固定态高8.77 mg·g-1和24.70 mg·g-1.可见,基于流态化吸附反应器与基于固定态吸附反应器相比,具有吸附反应效率高,吸附总量大的特征.     

底隙十字挡板对四边形流化床流体力学性能优化数值模拟

通过置入内构件实现流化床底隙区多相流矢量由混沌到归一的转化可获得床体内流体流化性能的改善.基于此,以底隙区置入十字挡板的四边形流化床为研究对象,使用Fluent软件进行三维可视化模拟,利用Eulerian-Eulerian双流体模型模拟其在厌氧、水解及好氧条件下优化反应器流体力学性能的能力,考察置入挡板前后流化床内流场、液相运动速率、气体相含率及湍流耗散率的反馈变化,分析其对流体运动的影响,并提出工程优化设计的方向.结果表明:底隙区置入十字挡板后,四边形流化床内液体循环速度最大提升15.7%,在上升区截面上的分布更加均匀,液速峰值下降,有利于维持活性污泥的团聚作用,对提高流化床污泥负荷有利;整体气含率下降3.5%~6.9%,应用时可加入漏斗型内构件予以改进;在水解与好氧生物的模拟过程中,底隙区十字挡板的置入更能优化水力条件,湍流动能耗散率最大降低31.9%,对降低系统能耗提供了有利证据.研究证明,反应器内构件的设置通过流体力学性能的数值模拟可以成为一种优化开发的捷径技术.     

华能杨柳青电厂2＆#215;300MW机组湿烟囱烟囱雨治理研究

“烟囱雨”现象日益成为火力发电厂湿烟囱运行过程中的重要隐患,对其进行有效的治理具有重要的环境和社会意义.针对“烟囱雨”产生的根本原因,根据华能杨柳青电厂四期2＆#215;300MW机组湿烟囱的实际情况,将物理模拟研究与CFD气流组织模拟相结合,给出了一种湿烟囱“烟囱雨”治理方案：“DFG-LCS液体收集系统”.系统投入使用后,经现场实地检验发现,原先电厂存在较严重的“烟囱雨”现象已得到明显控制,且后期设备维护简单,是一种高效可行的烟囱雨治理技术.     

基于系统动力学的辽宁省生态安全预警研究

基于P—S—R框架建立辽宁省城市生态安全预警评价指标体系,在此基础上,利用系统动力学方法构建辽宁省城市“资源-人口-经济-社会-环境”复合系统的生态安全预警模型,通过VENSIM仿真2010年至2020年的辽宁省城市生态安全预警指标趋势值,运用综合评价法对辽宁省14个城市进行生态安全预警评价。结果表明,未来10年生态安全预警评价结果分为3类：生态安全区、生态安全持续危险区和生态退化区。生态持续危险区和生态退化区属于生态安全预警区域,主要集中在辽宁省西北部。从辽宁省生态安全动态变化看,未来生态安全形势比较严峻。仿真结果表明基于系统动力学的生态安全预警结果可为辽宁省城市发展与建设提供一定的理论依据。     

资源型城市复杂因素耦合的系统动力学分析

针对煤炭型资源城市转型及其如何可持续发展问题,建立了资源型城市系统动力学模型,该模型主要由人口、经济、资源以及环境4部分耦合组成,通过调整煤炭回采率等9个控制变量,进而预测了城市的4种发展情景;最后,以抚顺市为例,验证了模型的真实性。研究表明,资源型城市是人口、经济、资源和环境等因素耦合的复杂系统;该资源型城市系统动力学模型的平均相对误差在8%以内;综合分析各种发展情景,情景Ⅳ在人口、经济、资源和环境方面均具有较好的综合表现;预计到2015年该情景下,抚顺市人口总量、工业和服务业增加值、耕地面积、原煤资源总量、废气污染量分别将达到219.536万人、1103.310亿元、788.813亿元、89 579 hm²、1926亿t以及8.321×102、1926亿t以及8.321×10⁷万Nm7万Nm³。     

磁性纳米氢氧化锆对硫酸根吸附特性研究

以纳米四氧化三铁、氧氯化锆和氨水为原料,用溶胶凝胶法合成了磁性纳米氢氧化锆。通过静态吸附试验研究磁性纳米氢氧化锆对硫酸根的吸附性能。考察了溶液初始pH、吸附剂投加量、温度等因素对吸附效果的影响。结果表明:pH是影响吸附的重要因素,适宜的pH为1~2。吸附容量、去除率均随投加量增大而增大,之后去除率趋于平衡。磁性纳米氢氧化锆对硫酸根吸附过程符合Langmuir单分子层模型。对热力学参数ΔG0、ΔH0、ΔS0进行分析,表明磁性纳米氢氧化锆对硫酸根的吸附为吸热、熵值增加的自发过程。动力学分析表明,准二级动力学模型能更准确地拟合动力学过程。对吸附饱和的磁性纳米氢氧化锆进行脱附和再吸附,脱附率可达90%,再吸附容量为90 mg/g,表明磁性纳米氢氧化锆是一种磁分离性能良好的可以重复利用的硫酸根吸附剂。     

闽江口养殖塘水-大气界面温室气体通量日进程特征

湿地围垦养殖是人类对于滨海湿地的主要干扰方式之一.以闽江口鳝鱼滩湿地围垦养虾塘和鱼虾混养塘为研究对象,利用悬浮箱-气相色谱法对养殖塘秋季水-大气界面CO2、CH4和N2O通量日进程进行了观测并同步测定了地面气象及表层水的物理、生物和化学指标.养虾塘和鱼虾混养塘水-大气界面CO2、CH4和N2O通量均具有明显的日变化特征,2种养殖塘整体上均表现为吸收CO2的汇,CO2通量平均值分别为-48.79 mg·（m2·h）-1和-105.25 mg·（m2·h）-1,排放CH4的源,CH4通量平均值分别为1.00 mg.（m2.h）-1和5.74 mg·（m2·h）-1,鱼虾混养塘水-大气界面CH4排放量和CO2吸收量均高于养虾塘.养殖塘水-大气界面温室气体通量受到诸多环境因子的影响,多元逐步回归分析结果表明,对于养虾塘,叶绿素a是影响其水-大气界面CO2通量日变化的主要环境因子,PO34-和SO24-是影响水-大气界面CH4通量日变化的主要环境要素;鱼虾混养塘水-大气界面CO2通量主要受到水温、叶绿素a的影响,而溶解氧、PO34-和pH是影响其CH4通量的主要环境因子。     

广州市工业低碳化转型升级研究

利用系统动力学模型,结合情景分析法,对广州市2012年-2020年工业二氧化碳排放产生量进行模拟预测.通过调整广州市产业结构、科技投入水平、能源结构三个影响因子,设置三种情景模式,并模拟预测广州市工业二氧化碳排放量情况,通过对比分析发现三种情景都不能达到广州市2020年减排目标,在此基础上,结合广州市工业发展的实际情况,进一步调整三个影响因子参数,提出适合广州市工业发展的调整情景模式,从而根据研究提出广州市工业低碳化转型升级的对策措施及实施路径.     

中亚热带背景区重庆四面山大气气态总汞含量变化特征

以重庆市四面山森林自然保护区作为中亚热带背景区的典型代表,利用高时间分辨率自动测汞仪(Tekran 2537X)于2012-03~2013-02对该区域大气气态总汞(TGM)进行了连续1年的野外观测.结果表明,四面山地区气态总汞的年平均含量为(2.88±1.54)ng·m~(-3),高于北半球大气汞含量的背景值,低于国内大部分背景区监测点,表明以四面山为代表的中亚热带背景区大气汞从区域尺度而言尚属正常范围,但从全球大尺度比较,大气背景汞浓度已经有了一定程度升高.TGM浓度按季节表现为:冬季(3.68±2.43)ng·m~(-3)夏季(3.29±0.79)ng·m~(-3)春季(2.44±0.69)ng·m~(-3)秋季(2.13±0.97)ng·m~(-3),冬季TGM浓度变化波动较大.TGM日变化特征为春季夜间TGM浓度较高,秋、夏、冬三季白天TGM浓度较高,TGM浓度日变化与温度和光照强度有显著的正相关关系.从风向和后向轨迹模型分析的结果来看,重庆本地燃煤排放等是该地区气态总汞的主要来源,此外印度季风等造成的大气汞的长距离迁移也可能是该区域大气汞含量升高的原因.