检修期间核电安全壳内挥发性有机化学品的挥发特性研究

针对核电安全壳内检修期间挥发性有机化学品挥发量及挥发特性不明确,由此可能带来火灾隐患的问题,使用一种密闭空间内有机化学品挥发动力学在线检测系统,对其中具有较高挥发性的有机化学品的挥发组分进行了定性和定量测定。测试了6种挥发性有机化学品,获得了化学品的挥发动力学曲线及拟合方程,并通过计算获得了其挥发速率方程。以检修期间化学品使用厚度为0.5mm为例,以挥发时间t=1h和t=2h时的挥发速率对该6种化学品完全挥发时间进行了计算,结果表明:用量最大的威第尔清洗剂的挥发时间分别达到23.46h(挥发速率r(t=1h),40℃)及33.31h(r(t=2h),40℃),实测挥发时间为27.4h;螺栓清洗剂的挥发时间分别达到49.59h(r(t=1h),40℃)和69.43h(r(t=2h),40℃),实测的挥发时间为60.0h;以最大挥发时间计,有望显著缩短安全壳打压前的通风时间。研究结果对于缩短检修时间、提高机组运行效率具有重要指导意义。     

密闭空间内有机化学品挥发动力学在线检测系统

针对核电安全壳检修实验期间难以动态定量测定多种挥发性有机化学品、进而难以评估其火灾风险的问题,构建了一种密闭空间内有机化学品挥发动力学在线检测系统。采用密封腔体为化学品挥发腔、以气相色谱仪为气相中有机化学品浓度的在线检测仪、以气体循环泵为系统内气体循环的驱动单元、以质量流量计为气体循环流速的精确控制器来提供化学品挥发所需的气相对流条件;通过在线的自动六通阀采集密封腔体内的气体样品并实现对气相色谱仪进行自动进样,实现了气相中有机物浓度的在线定量测定;整个样品挥发和循环管路系统置于恒温箱内,可实现温度和气压的可调控制。测定了正丁醇和乙苯的挥发动力学特性及平衡蒸气压,并将平衡蒸气压与理论值进行对比,结果表明:在20～30℃的范围内,气相中的正丁醇和乙苯挥发曲线遵循准一级挥发动力学方程,且所测得的平衡蒸气压与理论值相近。该测试系统稳定性好、测试结果准确度较高,利用该系统测定的化学品挥发速率值可用于计算评估核电安全壳内挥发性化学品在打压期间的累积情况,进而评估其火灾风险。     

核电站安全壳打压试验中可燃物爆炸下限的实验研究

为了研究缩短核电站安全壳完整性试验和泄漏率试验工期的可行性,对安全壳打压试验过程中所使用的化学品的挥发性测试结果进行了研究和分析,筛选出25种可燃性物质,在60℃或略高于可燃物闪点的初始温度下,对其在100、310和520 kPa的初始压力条件下的爆炸下限进行了实验研究,获得了重要的安全性实验数据。实验结果表明,对于低闪点的可燃性液体,其在不同初始压力下的爆炸下限几乎相同;对于闪点较高的可燃性液体,当初始压力较高时,由于可燃蒸气的液化,出现不能被点燃的现象,有利于安全壳打压过程中危险性的降低;针对11种初始压力升高后出现不可燃现象的物质,提出了一种其在所测试的初始温度下可以被点燃的最大初始压力的估算方法,可为完整性试验和泄漏率试验过程中的安全性分析提供理论依据,以缩短试验工期。     

煤燃烧和热解过程中As和Se的挥发实验

为了研究煤燃烧过程中痕量元素的挥发及其影响因素,对焦作煤和六盘水煤在200～1 000℃温度范围内进行了热解和燃烧试验,并将底灰中As和Se的变化与煤的热失重进行了对比分析.试验结果显示:As的挥发跟煤的热失重有一定的关系,当煤的热失重最剧烈时,As的挥发速率也最大;对于Se,由于其易挥发性,一般在600℃以后挥发趋于稳定.同时对这两种煤中痕量元素的挥发性进行了比较,发现焦作煤中痕量元素更易挥发,这主要是由于六盘水煤中的含硫量较高,大部分痕量元素跟硫铁矿结合,导致其熔沸点较高.最后,在800℃下对痕量元素As和Se的挥发行为进行了动力学分析.     

高温热解神府煤中微量元素释放规律的研究

采用箱式高温电阻炉和小型快速热解设备对神府煤进行热解,系统研究了在950~1 300℃下慢速、快速热解过程中,温度和升温速率等对多种微量元素释放规律的影响.对实验样品的ICP-MS测试结果进行计算,分析了元素的挥发率.结果表明:Cd,Se,As,Ga等表现了较强的挥发性;Zn,Cr,Sr,Ni,Be等次之;Ba,Hf等则表现为不易挥发特性;多数微量元素的挥发性随温度的升高而有不同程度的增加.比较挥发率的数值得出,慢速升温过程中,在950~1 300℃,各微量元素的析出率增加了1%~24%;快速升温过程中,则相应地增加了2%~21%;慢速升温热解时挥发率比快速时高3%~7%.     

不同伴随流条件下的集束射流流场特性

针对不同伴随流参数条件下的集束射流和普通超音速射流流场特性进行数值模拟和试验研究。研究结果表明:伴随流气体影响喷管出口温度和压力,导致超音速主射流速度和温度出现重复波动;高温、大流量伴随流气体形成的低密度和高速环境可保护超音速射流,降低射流径向的扩展率和轴向速度的衰减速率;伴随流气体温度越高,流量越大,射流速度和温度核心段长度越长。与普通超音速射流相比,伴随流气体改变射流半速度宽度和涡量的分布;伴随流温度越高,流量越大,射流在更长的距离内保持较低的湍流强度。     

办公室不同通风方式效果模拟与分析

目的研究夏季办公室置换通风、侧送风和混合通风的特点及效果,探索不同通风方式对室内空气品质和热环境的影响,设计有效的办公室通风系统,创造良好的室内环境.方法利用Airpak软件对置换通风和侧送风进行模拟计算,得出了两种送风方式下室内温度场、速度场以及PMV-PPD指标分布.结果侧送风形式下,空调送风运动轨迹呈抛物线分布,新风抛物线以下工作区域温度较低,主要分布在24~28℃,在人体经常活动的范围内速度大小为0.25 m/s,PMV-PPD指标接近于0.置换通风热力分层,温度自下而上升高,工作区内风速为0.096 m/s,温度为26℃,PMV-PPD指标小于侧送风形式的PMV-PPD指标.混合通风工作区温度分布比较均匀,为28℃左右,但是工作区风速较高,为0.6 m/s.结论办公室采用置换通风方式活动区空气品质好,既能营造良好的工作环境又可利用空气自身浮升力达到节能目的,是一种理想的通风方式.     

污泥与煤共气化过程中含磷化合物对硫元素释放规律的影响

考察了城市污泥与神府煤共气化过程中硫元素的挥发行为。结合X射线衍射(XRD)分析与热力学计算,讨论了含磷化合物对硫挥发行为的影响机理。实验结果表明:污泥中磷酸铝可与硬石膏发生反应,使混合物中硫元素在较低温度下挥发出来。当气化温度为900～1 200℃时,污泥对硫元素挥发比例影响最为显著。当气化温度为1 000℃时,含磷质量分数为0.5%与1.0%的污泥-煤混合物中,硫元素挥发比例较神府煤分别上升了19.2%和35.5%。当气化温度高于1 300℃时,样品中大部分硫元素挥发出来,污泥对混合物中硫元素挥发比例影响不显著。     

管式炉中温度对玉米秸秆慢速热解特性的影响分析

热解终温和升温速率是玉米秸秆热解的重要影响因素。基于玉米秸秆慢速热解原理,采用热重和管式炉热解取样方法对玉米秸秆的慢速热解特性进行实验分析。取升温速率(20℃/min,30℃/min,40℃/min,50℃/min,60℃/min)和终温(300℃,400℃,500℃,600℃,700℃)作为影响因素,以热解产物(残炭、生物质焦油和热解气体)的产率作为评价分析指标,并对不同终温条件下的热解气体成分进行定量分析。试验结果表明,随着升温速率的增加(20~60℃/min),残炭产率和气体产率略有变化;而焦油产率有较大幅度的提升,可从12%提升至18%。热解终温的升高,使固体残渣中的挥发分进一步析出,残炭产率下降;终温为600℃时,焦油产率达到极大峰值,最高可达18%,峰值温度前,焦油产率随终温的增加而增加,当终温大于峰值温度后,焦油产率迅速减少;气体产率随温度的升高而增加,热值也随之增加,在700℃时,低位热值为10.22MJ/Nm~3。     

两种褐煤快速脱挥发分行为

用电加热金属丝网装置在氮气气氛下进行快速热解实验,考察了温度、加热速率、压力、加热时间和煤样粒度对霍林河和义马褐煤脱挥发分的影响。结果观察到,挥发分析出率(V)随着温度的增高而增加,两种煤样的极限产率均超过了工业分析挥发分产半。加热速率对最终挥发分析出率(FV)的影响不仅因煤种而异,而且与终温有关,对于霍林河煤加热速率没有影响;对于义马煤,在600℃下,加热速半亦无影响,而在800℃下,FV随加热速率的提高呈现上升趋势。煤样粒度的影响类似于加热速率。没有观察到压力对FV的明显影响。     

水洗预处理对垃圾掺烧污泥焚烧飞灰中重金属高温挥发特性的影响

对某垃圾掺烧污泥焚烧厂焚烧飞灰进行采样,在研究重金属形态分布的基础上,重点研究飞灰水洗前后重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)高温处置过程中的挥发特性。研究结果表明:飞灰中重金属酸可交换态中Cd的比例最大,其次为Zn,而重金属Cr,Ni和Mn主要以残渣态存在。高温处置过程中,飞灰中Pb表现出最易挥发的特性,其挥发率超过80%,而Cu挥发性较小,其挥发率30%,4种重金属的挥发性从大至小依次为:Pb,Cd,Zn,Cu。水洗飞灰中Zn的挥发率最高,超过20%,而Cu挥发性最小,水洗飞灰中重金属的挥发性从大至小依次为:Zn,Pb,Cd,Cu。在受热时间为120 min、加热温度为900℃条件下,飞灰水洗后Zn,Pb,Cd和Cu的挥发率分别降低了6.87%,70.24%,34.73%和9.52%,其中水洗脱Cl是重金属挥发率降低的主要原因。     

煤和蓝藻的共热解特性研究

采用热重分析法,对神府煤和蓝藻单独热解及共热解(蓝藻掺混比,即蓝藻与干基混合物的质量比为5%,10%,20%,40%和80%)特性进行了研究。研究表明:蓝藻挥发分析出的极值温度比煤低,而且热解速率比煤快。蓝藻组成复杂、挥发分含量高且含有的不稳定键多,所以在较低温度下就会被破坏,从而以较高的速率挥发出去。当蓝藻与神府煤共热解时,低温下蓝藻的挥发分析出后,暴露出来的灰分覆盖在煤的表面,灰分中具有催化作用的碱和碱土金属会加快煤的热解反应,使煤的挥发分提前析出。当蓝藻的掺混比为40%和80%时,协同作用较明显,热解焦的产率比理论值低。     

二氧化锡材料对异丙醇的敏感特性研究

基于纳米材料SnO_2的气敏元件对大多数的挥发性气体具有敏感性,以SnO_2为基料制备了旁热式异丙醇气敏元件.对比了纯SnO_2气体元件和掺杂ZnO气体元件对异丙醇的气敏特性,通过控制变量法,选择在相同的烧结温度或工作温度下进行测试.结果表明:在烧结温度为400℃,工作温度为300℃的条件下,掺杂为1%ZnO的SnO_2气敏元件对异丙醇气体的气敏特性较好.讨论了SnO_2材料对异丙醇的敏感机理.     

厂房内液体化学品泄漏相变扩散数值模拟

针对有限空间中易发生相变的液体化学品意外泄漏的情况,运用Fluent软件对其泄漏扩散进行数值模拟。湍流模型选用RNGk-ε模型,考虑液体发生相变时的蒸发潜热,分析了不同时刻的危害区域范围,数值预测其在有限空间的温度场、速度场及浓度场的时空分布。结果表明,在风的下游和地面附近化学品浓度较高,并且液体蒸发相变导致温度降低,化学品浓度越高,温度越低;液体蒸发相变是一个渐变过程,在刚开始泄漏时空间气相质量浓度较低,随时间继续气相质量浓度逐渐升高,并且在水平和垂直方向其扩散呈不同特点。     

城市污水污泥热解实验及产物特性

采用外热式固定床热解装置，在250～700℃温度范围内对污水污泥进行了常压热解实验．研究了不同热解终温时固、液、气产物的燃料特性．结果表明，随着热解温度的提高，固体产物挥发分减少，固定碳和灰分增加，在250～450℃挥发分随热解温度变化较快，450～700℃时变化趋缓；固体产物热值在低温段较高，350℃时达到32475．6lkJ／kg，而后随热解温度的升高而降低．通过对热解油状产物性能评价，除N、S含量超标外，其他性能都可满足燃料油的要求（SH0536-95）．根据气相色谱的分析结果，温度在250～450℃时，热解气主要为CO2；在450～700℃时，气体中H2、CH4和CO等可燃气体含量逐渐增加，600℃时气体的热值最高，达到15530kJ／m^3．实际应用中在450～600℃下热解为宜．     

SFE技术萃取富集有机过氧化物

将超临界流体萃取仪的萃取池中填装固体吸附剂Carhotrap和CarhotrapC作为采样管，分别吸附气相和液相挥发性有机过氧化物，然后置于超临界流体萃取仪中，以甲醇为改性剂，用超临界流体CO2进行萃取。结果表明，在较低的超临界流体温度(35℃)和较高的压力(40MPa)下，对于非极性和极性较弱的有机过氧化物均有较高的回收率，满足定量分析的要求。有机过氧化物在超临界流体萃取过程中未发现明显的分解现象，控制较低的萃取温度，采用超临界流体萃取技术富集痕量热不稳定化合物是一种较好的方法。     

蟹糊贮藏过程品质变化的动力学模型研究

研究蟹糊在不同温度下储藏过程中菌落总数和挥发性盐基氮的变化规律,并建立动力学模型,为预测蟹糊在流通领域中品质变化提供参考。结果表明:蟹糊的菌落总数和挥发性盐基氮值随着贮藏时间延长而增加,随着贮藏温度增高而上升;建立的菌落总数和挥发性盐基氮随时间和温度变化的回归方程,验证得出的方程回归系数均>0.9,具有较高的拟和精度。建立的动力学方程中微生物生长活化能(En)为112.4KJ/mol、微生物生长速率常数(kn)为1.049×1020e-112413.6/RT;挥发性盐基氮活化能(Et)为119.1kJ/mol、挥发性盐基氮速率常数(kt)6.1×1020e-119106.3/RT,经验证在温度0～25℃内,所建数学模型能较好地反映蟹糊贮藏期间的品质变化的过程。     

温度历程对早龄期混凝土抗裂性的影响

采用温度-应力试验机,研究了两种骨料组合的大坝混凝土在绝热、温度匹配及20℃恒温养护模式下的综合抗裂性,并以绝热模式的混凝土成熟度为基准,控制恒温与温度匹配模式试验开始降温的时间和降温速率(0.5-1.0 ℃/h).结果表明:绝热养护模式下混凝土应力发展较快,开裂温度较高,两种混凝土的抗裂性能差别较显著;另两种模式下,...     

丙酮对金刚石膜生长速率的影响

采用灯丝热解化学气相沉积方法，在不同的碳源气体气氛中合成金刚石薄膜，并研究不同工艺条件下的金刚石膜生长速率．结果表明，在较低的灯丝分解气体温度和较近的灯丝与衬底距离条件下，以丙酮为碳源气体合成的金刚石膜具有较高的生长速率和较好的质量．     

噻虫嗪的挥发特性研究

参照《化学农药环境安全评价试验准则》的要求,采用室内模拟的试验方法研究噻虫嗪在不同介质中的挥发特性,为该药的环境风险提供数据支持。结果表明：在25±1℃,气体流速为500 ml/min的条件下,噻虫嗪在3种介质中均难挥发,其在空气中、水中及其土壤表面的挥发率分别为〈0.04%、〈0.07%、〈0.05%,挥发性试验的平均回收率分别为101.0%、95.4%、96.2%,满足回收率试验不低于70%的试验有效性要求,从挥发性的角度来说,噻虫嗪对人畜相对较安全。