CCUS技术CO2泄漏模拟及生态风险评价

碳捕获、利用和封存(CCUS)是实现大规模碳中和最具潜力的解决方案,然而对其泄漏引发的生态风险的量化研究相对较少,导致风险管理决策效率低下。该研究耦合物种敏感度分布法(SSD)和计算流体动力学(CFD)开发了CCUS封存CO₂泄漏的生态风险评估法。采用SSD对陆地生态系统中典型物种的毒性数据进行拟合并计算其基准值,采用CFD对不同场景下的受体暴露浓度开展模拟预测,采用商值法计算生态风险指数,通过Google Earth实现可视化表征,并提出合理化建议。研究表明,在SSD模型中,急、慢性效应数据最优拟合模型分别为Weibull CDF和SGompertz,生态毒性基准浓度值HC₅分别为3.25%与0.98%。在模拟的极限泄漏场景中,黄土峁梁地区CCUS示范区生态风险面积受季节风向与风速的影响较大,任何气象条件下均存在一定范围的生态风险分布,高等级生态风险范围最小为160 m,实施精准的监测并开展生态风险补偿是必要的。该研究可为CCUS大规模应用潜在的CO₂泄漏风险预测及应急管理提供理论支撑。     

超临界电站锅炉高温过热器管壁磨损数值研究

高温烟气磨损是影响高温过热器安全长周期运行的主要因素,但锅炉系统高温过热器内部管排数目众多,烟气流动复杂多变,难以得到精确的磨损速率。利用Fluent软件对某电站锅炉系统的高温过热器进行数值模拟,研究了过热器内部流场分布规律。结果表明:最大磨损速率为1. 55×10~(-7)kg/(m~2·s),结合材料密度计算可得磨损减薄速率为0. 609mm/a;磨损速率最大的区域为靠近烟气入口侧的最外层管道下方及底部;烟气速度是影响管排磨损速率的因素之一。     

超临界非纯CO2输送管道区域人类健康风险评估的QRA概率模型及应用

研究了超临界非纯CO₂热力学参数特征,对非纯CO₂泄漏过程中的动态物理参数进行了解析,应用流体数值模拟分析了不同情况下（风速及泄漏孔径）CO₂扩散规律。将风速v、距离x、泄漏孔径类型及逻辑函数L_v概率分布特征与数值模拟相关结果应用于QRA定量风险评估模型。结合轻微伤害、不可逆伤害与致死3种危害等级对应浓度阈值4%、10%及25%,对超临界非纯CO₂输送管道区域个体3种类型健康风险（HR₁、HR₂、HR₃）进行定量化评估。结果表明:在大孔径泄漏情景下,距离泄漏点200 m范围内个体致死风险,高于可容忍健康风险水平（10-5）,200~350 m内个体致死风险高于可接受健康风险水平（10-6）,个体轻微伤害风险直至距离1850 m才降低至可接受健康风险水平。研究结果可应用于CCUS超临界输送管道路线和设计早期阶段,为探索减轻人群健康风险替代方案提供定量化数据参考。     

基于LCA的污水处理方案碳中和综合影响评价

在"碳达峰,碳中和"双碳目标背景下,污水处理行业碳中和规划中尚缺乏对工艺设计方案的定量化综合影响评价。为此,基于全生命周期(LCA)框架,建立全生命周期碳足迹、环境、经济综合影响评价模型(LCA-CEE),并利用该模型对2种不同污泥处理工艺下污水处理厂(A方案:污泥填埋;B方案:污泥-厨余垃圾共消化)以30年为限的建设阶段、运行阶段、拆除阶段中能耗、物耗、污染排放等方面进行综合影响评价与对比分析。结果表明:B方案利用共消化热电联产系统发电量高达38.9 MW·h,碳中和率达到133%,实现能源自给自足,经济效益较A方案提高1.6倍且环境影响显著减小。该LCA-CEE模型从全流程评价节能减排路径,为污水处理行业碳中和规划提供理论支撑。     

氮掺杂纳米中空碳球的制备与高效去除双酚A

制备了氮掺杂纳米中空碳球(NHCS),并研究其对水中双酚A(BPA)的吸附情况。采用扫描电子显微镜(SEM)对材料进行了结构和形貌表征,考察了p H值和吸附剂投加量对BPA的吸附影响,探究了NHCS对BPA的吸附行为和机制。结果表明:NHCS对BPA具有较好的吸附能力和重复性;当p H值为6时,NHCS对BPA的最大吸附量达到了171.6 mg/g,吸附过程符合准二级吸附动力学方程和Freundlich吸附等温线模型;热力学参数ΔG为负值,表明该吸附过程为自发过程。