空气净化器适用面积指标的理论分析

针对国外空气净化器标准中的适用面积指标及我国的相关研究现状,指出了现有适用面积算法仅考虑颗粒物去除的不合理性,探究了室内颗粒物与气态污染物源的不同特点,利用质平衡模型提出了新的去除气态污染物的适用面积计算方法,并以去除甲醛的适用面积为例与颗粒物进行对比.结果表明:空气净化器去除甲醛的CADR值不及颗粒物CADR值的35%,,导致空气净化器针对气态污染物的适用面积远小于颗粒物的适用面积.上述结果说明将去除气态污染物的空气净化器用于颗粒物的适用面积房间,会使空气因空气净化器净化效力不足而不能达标.     

空气细颗粒物污染的来源、危害及控制对策

 近年来由空气细颗粒物(PM_2.5)引起的大气污染现象频发,成为全社会广泛关注的环境问题.结合国内外研究,综述了PM_2.5污染的来源、危害及控制对策的相关研究进展.研究表明,人类活动排入大气中的一次颗粒物、一次颗粒物与大气中的气态污染物相互作用形成的二次颗粒物是PM_2.5的主要来源.长期暴露在PM_2.5环境中,会对人体的呼吸系统、心脑血管系统、神经系统及免疫系统的健康造成伤害.PM_2.5还会导致大气能见度下降,影响正常的生产、生活.针对中国PM_2.5的污染现状,提出了PM_2.5污染的控制对策及建议.     

汽车尾气与大气光化反应中气固态污染物演变规律

利用烟雾箱系统,在不同温湿环境下进行了汽车尾气与大气的光化反应试验,通过检测反应中不同时刻气态固态物浓度,揭示尾气与大气光化反应中不同气固态物的演变规律.结果表明:在尾气与大气的光化反应中,气态物NO及HC主要来自于尾气,NO_2及O_3主要为新生成的产物,而固态物PM2.5主要是二次颗粒物;随着反应时间增加,NO及HC体积分数下降,其下降速率与温湿度分别呈负相关及正相关,而NO_2,O_3体积分数及PM2.5质量浓度先迅速增加,后趋于平稳,且增长速率与湿度正相关;与温度相比,湿度对污染物浓度变化的影响更大;尾气与大气作用生成二次颗粒物的主要时段是最初的1.5 h,且尾气体积分数越高越有利于二次颗粒物的生成,柴油车在大气中形成的二次颗粒物多于汽油车.     

大气颗粒物表面非均相化学反应的显微Raman光谱原位研究

由于大气颗粒物表面非均相化学反应的复杂性,原位观测反应动力学过程对揭示反应机理至关重要.文中通过对NO2在NaCl颗粒物表面反应的原位观测,将显微Raman光谱技术应用于大气颗粒物表面的非均相化学反应原位研究.结果表明:NO2在NaCl颗粒物表面的初始反应几率γ0为8.6×10-5,反应最终在NaCl颗粒物表面形成一层无定形NaNO3的饱和层,阻碍反应继续进行.该方法可以很好地用于大气颗粒物表面非均相化学反应的研究,其1 μm左右的横向空间分辨率对进一步开展单颗粒研究有极大优势,有重要应用价值.     

燃烧秸秆排放污染物可精确量化

我国农作物秸秆拥有量居世界首位,传统的家庭燃料和露天焚烧两种秸秆处理方式所排放的大气气态污染物和大气可吸入颗粒物已成为影响我国区域环境质量、气候变化和人体健康的重要因素。最近,复旦大学环境科学与工程系的研究人员通过自行研制的大型气溶胶烟雾箱、专用燃烧炉和先进的表征大气颗粒物等测量系统,研究2004年我国玉米、小麦、水稻秸秆产量及燃烧比例情况。     

氨法脱除烟气中气态污染物的应用分析

降低工业生产过程中污染物的排放,是实现清洁生产即可持续发展的基本需要.化石燃料的直接燃烧是气态污染物(NOX、SO2、CO2)和可吸入细颗粒物等污染物的主要排放源.本文对使用氨(NH3)脱除烟气中气态污染物的技术进行了分析和总结,并对其应用于脱除燃煤电站锅炉烟气中气态污染物的前景进行了分析和预测.使用氨洗涤法洗涤净化烟气所得副产品可用于农业生产,或气体回收利用,进而可以实现能源生产过程污染物的近零排放.     

南昌市大气降尘的初步研究

将南昌市分为3个功能区,初步研究了城市大气降尘污染的时间、空间分布特征.再利用电子探针、X射线能谱仪研究大气降尘矿物成分和颗粒物形貌特征.研究表明,南昌市大气颗粒形貌可分为棱形颗粒物、圆球形颗粒物、片状颗粒物、不规则粒状集合体等.主要矿物成分为石英、长石、绿泥石、方解石、金红石、煤灰和非晶质矿物等.     

沙尘天气过境前后北京大气污染物质量浓度的变化

影响北京的沙尘天气可分为沙尘暴、浮尘和扬沙3种类型。沙尘暴和浮尘天气发生前后的污染物类型和质量浓度ρ有明显的差异，属2类不同性质的污染。在沙尘天气发生之前，大气中SO2，NO2等气态污染物的ρ往往较高，在大气逆温的情况下污染尤其严重，并且与颗粒物的ρ相关性较好；随着沙尘天气的爆发，颗粒物的ρ骤然增加，但伴随沙尘天气出现的大风使SO2，NO2等污染物的ρ显著下降，大气污染转变为由降尘过程造成的相对单一的颗粒物污染，属典型的沙尘污染。     

60 km 高空大气等离子体中离子密度随时间演化的数值模拟

利用建立的大气化学零维模型,模拟了60 km高空的大气化学反应,研究了带电粒子在化学反应中的动力学规律,计算得出电子在60 km高空的寿命为1.107 8×10-5 s,给出了电子密度及其他带电粒子密度随时间的演化图,并与地面附近的数值模拟进行了比较.所得结果对探讨大气物理化学反应的机制具有重要意义,为等离子体隐身及再入技术的研究和环境污染的监测提供了有用的参考.     

北京石景山区大气中多氯联苯的研究

为了解北京石景山区大气中多氯联苯的含量分布情况,利用气相色谱对北京石景山区大气中PCBs(Polychlorinated biphenyls,PCBs)含量进行了分析测定.分析结果表明:84种PCBs在所有样品中都有检出,气态样品中总的PCBs平均含量为785.59 pg/m3,颗粒物样品中总的PCBs平均含量为518.90 pg/m3.所有样品中都是四氯取代的PCB占最大比例, 整体都以3～5氯的低氯PCB为主. 颗粒物中6～9氯的高氯取代PCBs含量稍高于气态样品中.     

催化裂化提升管反应器流动反应模型的建立

基于流体力学和稠密气体分子运动的基本理论 ,建立了气粒两相流的颗粒动力学模型 ,并结合催化裂化反应的集总动力学模型建立起催化裂化提升管反应器内原料油气和催化剂颗粒两相流传质、传热、反应的三维模型 ,用于考察提升管内催化裂化反应历程。给出了模型方程的数值解法、边界条件和差分方法 ,编制了模拟计算程序。模拟计算了催化裂化提升管反应器喷嘴附近催化剂颗粒的流动特征。模型的计算结果与炼油厂实际标定的提升管出口组分浓度相一致 ,表明了模型的合理性。对喷嘴附近催化剂颗粒流动特征的考察表明 ,催化剂的速度存在极度的非均匀性分布 ,喷嘴附近催化剂颗粒严重滑落     

超临界反溶剂过程中液滴传质行为模拟研究

在超临界反溶剂(SAS)过程中,液滴的传质行为是影响微粒尺寸和尺寸分布的关键因素.建立了有机溶液液滴与超临界反溶剂之间的传质模型,用于模拟超临界反溶剂制备超细微粒的传质过程.根据所建的模型,在不同温度和压力下,对超临界CO2和丙酮液滴进行了传质模拟研究.研究结果表明,对于CO2-丙酮溶液系统,随着压力和温度的升高,液滴直径膨胀的比率增大,液滴寿命缩短,液滴中心密度最大值增大,液滴达到饱和需要的时间增长.由于液滴膨胀和寿命是影响微粒形态分布的主要因素,最大液滴直径越大,液滴的存在时间越短,则反溶剂过程越迅速;过饱和度越大,成核速率越大,系统的扰动程度越大,因而获得的微粒尺寸就越小而且尺寸分布越均匀.     

无管换热器的稳态换热特性

对无管换热器中颗粒帘换热单元的稳态换热特性进行了研究,为目前空气预热器的研究提供新的指导方向.通过传热数学模型构建、详细数学计算和定量分析,研究了颗粒质量流量对换热单元以及无管换热器出口温度的影响.研究结果发现,在颗粒帘换热单元中,当颗粒质量流量足够时,冷流体加热后的出口平均温度可无限接近热流体初始温度,冷热流体之间实现深度换热,换热效果明显;在满足颗粒帘空隙率大于0.98的条件下,颗粒质量流量越小,气固颗粒在换热通道中越容易达到换热平衡;由于换热单元中间冷热源-气固颗粒之间的温差小,换热单元的换热效率低,使得由换热单元组成的无管换热器冷热气体之间的整体换热效率较低.     

高温气流干燥氧化铝对流传热传质分析

基于两相流理论,提出了一个描述含湿氧化铝颗粒气流干燥过程的一维数学模型.模型考虑了干燥管内气固两相间的传热和传质、气固两相温度和含湿量的变化.利用Bird等所提出的努赛尔数经验公式对该气流干燥模型进行了数值计算,得到了含湿氧化铝颗粒在不同气流干燥条件下的干燥曲线.整个干燥过程的数值模拟结果与实验数据吻合得很好,可以用来预测含湿氧化铝颗粒的干燥湿度.另外,对固气比、气流温度以及气流速度对颗粒湿度沿干燥管高度变化的影响也作了计算和分析,结果表明固气比和气流温度对颗粒湿度的变化影响较大.低固气比、高气流入口温度,干燥过程颗粒湿度变化大,有利于颗粒干燥.而气流速度对颗粒湿度变化的影响则可忽略不计.     

竖式移动床颗粒流动的研究

竖式移动床内通常进行着伴随传热传质的化学反应,研究床层内颗粒流动对强化床层气固热交换和化学反应具有重要的意义.以球团竖炉为背景,采用实验与模拟相结合,研究床层内颗粒流动基本规律.动力学模型和黏性流模型是计算床层颗粒流动的主要模型,且黏性流模型更适用于竖炉;结合模拟与实验结果,确定了动力模型中的待定系数为0.02 m,黏性流模型中的黏性系数为0.15 Pa.s;采用黏性流模型模拟得到,球团在竖炉内流动比较均匀,接近于"活塞流";焙烧带的倾斜壁面倾角对炉内球团顺行起很大作用.     

浆料鼓泡塔内吸附剂微粒增强气液传质的研究

为了考察吸附剂微粒对气液传质的增强,研究了浆料鼓泡塔内异丙醇-水/4A分子筛和叔丁醇-水/分子筛浆料系统内吸附剂微粒对气液传质的过程.考虑液相返混及气液两相间传质,建立了浆料鼓泡塔内气液传质模型,数值求解该模型,数值模拟计算结果与实验结果吻合较好.考察了系统中加入吸附剂微粒后,不同固含率对不同平均粒径下增强因子的影响及粒径对液相传质系数的影响.结果表明,吸附剂微粒的加入使气液传质得到增强.固含率增加,气液传质增强,当固含率超过4%后,气液传质的增强变得缓慢.微粒的粒径越小,对气液传质增强越大.     

移动床气固流与水平埋管的传热特性研究

对正压差条件下顺重力移动床气体－颗粒流与水平埋管的传热特性进行了实验及理论研究，揭示了埋管表面附近气体颗粒局部流动及换热的特点，建立并简化求解了描述移动床气固流与埋管间传热的物理数学模型，结果表明，细颗粒气固移动床的床层颗粒质量流率是影响传热效果的主要因素，压力作用则是通过改变床层颗粒质量流率及气体渗流率和热容来影响传热的。     

无相间物质传递化学驱浓度方程算子分裂隐式解法

为了改进化学驱数学模型 U TCHEM显式求解浓度方程计算速度慢、计算结果精度低的缺点 ,研究了隐式求解组份浓度方程的方法。根据具有无相间物质传递关系的化学驱油藏流体渗流过程满足的相行为 ,推导出了化学驱数学模型 UTCHEM物质守恒方程的等价形式 :饱和度方程和组份浓度方程。利用算子分裂技术将组份浓度方程分裂为扩散方程和对流方程 ,隐式交替求解对流方程和扩散方程得到组份浓度方程的隐式解。扩散方程采用隐式局部一维格式差分离散 ,利用追赶法求解 ;对流方程选用了隐式迎风格式差分 ,并且结合油藏模拟问题的流场是有势场的特点 ,实现了对流方程隐式差分显式求解。所建立的隐式求解浓度方程的方法提高了计算精度 ,可以加大计算时间步长 ,加快计算速度。     

氧热法电石生产复合床反应器预热区的设计计算

针对氧热法电石生产工艺中复合床反应器预热区高温CO和原料层进行热交换的体系,建立了计及原料颗粒内热阻的移动床气固两相换热模型。重点考察了反应器预热区气固两相温度的分布,计算了不同原料粒径和不同预热区直径条件下,达到反应器换热要求所需要的换热高度,并得到了气固两相温度分布的解析解。结果表明：（1）颗粒粒径较大时（ε的值小于33）,颗粒内热阻成为气固两相换热过程的控制步骤,综合考虑床层透气性和床层压降等制约条件,在可选范围之内应优先选用直径为1cm的原料;（2）移动床气固换热过程主要受控于ε、β和γ这3个无因次参量,并且主要受控于ε;（3）气固两相温度分布的解析解,能为此类颗粒移动床换热过程提供初步设计依据。     

多孔介质中可逆化学反应和传质过程数值模拟

考虑到流体同固体骨架间的化学反应对多孔介质内的传递过程有很大影响,在导出微元体的综合速率表达式基础上,建立了描述当流体同固体骨架间存在可逆化学反应时多孔介质内传递过程的数学模型,运用有效容积隐式方法对其进行数值求解·针对固定床中铁矿石的间接还原反应,分析了流速、颗粒半径、化学反应平衡常数、化学反应速率等主要参数以及Peclet数和Thiele数的相对大小对床层内气体浓度分布和固体转化率分布的影响规律·研究结果对反应器的设计和运行具有一定的参考作用·