基于静稳累积污染的石嘴山市PM_(2.5)局地源解析

为探究静稳条件下PM_(2.5)局地源累积特征,在石嘴山市的4个不同功能区站点采集PM_(2.5)样品,并测量其水溶性离子、无机元素和含碳组分浓度,利用后向轨迹模型判断潜在源区,分析了静稳期和非静稳期PM_(2.5)组分浓度差异,并采用PMF模型判断静稳期局地源排放特征。结果表明:(1)观测期间有2次重污染过程是由局地污染物累积引起的;(2)沙尘源为主要的外来源,冬季非静稳期存在Si、Ca、Fe浓度大幅上升现象(浓度达到15.11、27.03、18.89μg/m^(3)),水溶性离子易在静稳条件下累积,受采暖影响,NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)在冬季有更大的贡献,NO_(3)^(-)/SO_(4)^(2-)的值表明秋季机动车源对PM_(2.5)的贡献较大,冬季燃煤源对PM_(2.5)的贡献较大,OC/EC的值表明局地排放二次有机气溶胶转化效率不强;(3)静稳条件下受局地源影响,太沙站点S、Mn、SO_(4)^(2-)、EC等与工业排放相关的组分浓度最高,沟口站点受机动车源的影响,NO_(3)^(-)浓度最高(22.66μg/m^(3)),崇岗站点受煤炭加工排放影响,OC浓度远高于其他站点;(4)PMF模型解析结果显示,石嘴山市局地源中工业源(47.4%)贡献最大,其次为机动车与扬尘混合源(29.3%)、二次源(15.1%)。

流动电极电容去离子技术研究进展

具有低成本、低能耗、高效率优势的电容去离子技术(CDI)是缓解水危机的有效手段。流动电极电容去离子技术(FCDI)通过将流动电极和离子交换膜耦合,可弥补传统CDI技术吸附能力有限、无法长期连续运行的技术瓶颈。经过近十年的广泛研究,FCDI技术在理论研究、材料开发和工程应用上取得了积极进展,展现出了良好的应用前景。对FCDI技术进行了系统综述,介绍了其发展历程及运行原理,并从装置构型、运行模式、材料创新和参数影响等方面深入分析了影响脱盐性能的关键因素,指出提升脱盐性能的优化策略。此外,总结了FCDI技术在水体脱盐、水污染治理及资源化、能源回收等领域的应用现状,评价了该技术的经济性和实用性,最后提出FCDI技术未来可行的发展方向。

城市排水管网中温室气体减排策略研究进展

通过梳理当前国内外城市排水管网温室气体研究现状,本研究分析了管网微生物特性,阐述了排水管网中温室气体产生机理,在此基础上探讨了CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O的物理、化学控制方法(如高铁酸盐等),最后给出了排水管网温室气体减排潜在策略.建议今后应加强天然化学品控制(如尿液)和资源化利用的深入研究,为城市排水系统碳减排提供数据和理论支持.

MDEA-TBEE复合溶剂吸收酸性气体性能的研究

合成了一种空间位阻胺TBEE(叔丁氨基乙氧基乙醇),并添加在MDEA溶剂中组成MDEA-TBEE复合溶剂。设计了一套新颖的气体吸收装置?恒温填料反应器,测定了该复合溶剂吸收酸性气体(H2S,CO2)的性能。通过大量的实验数据,分析了影响吸收性能的各种因素(如吸收剂浓度、MDEA/TBEE摩尔比、反应温度及溶液负载),并将复合溶剂的吸收性能同MDEA及其它有机胺(MEA、DEA、DIPA)作了比较。实验表明,与MDEA或其它有机胺比较,MDEA-TBEE复合溶剂具有更高的吸收负荷和对H2S具有高选择性。实验同时证明了空间位阻胺是一种优良的酸性气体吸收剂。

膜基复合溶液吸收CO_2过程模拟

建立了膜基复合溶液吸收CO2传质微分方程模型,模型中考虑了MDEA-AMP复合溶剂吸收反应交互作用和溶剂对膜孔的湿润性两种因素,模拟了这两种因素、不同气液速及不同组件对传质过程的影响,通过SEM摄片考察了溶剂对膜结构形态的影响.结果表明:交互作用和湿润性是影响传质过程不可忽略的重要因素;MDEA和AMP的增强因子对总增强因子不具有加和性;湿润使膜相阻力迅速上升,成为传质阻力的主导项;高液速时膜孔易被湿润;SEM摄片发现溶剂使膜孔增大,长时间运行疏水性膜有亲水化趋势.考虑交互因子β和湿润率η的模型,模型值与实验值符合更好.

湿润率对疏水性膜接触器传质性能的影响

根据双膜理论提出了疏水性膜湿润机理,关联了阻力层方程、Laplace方程和膜孔径分布函数,建立了新型传质数学模型,采用PP疏水性微孔膜、水和MDEA(N-甲基二乙醇胺)水溶液为吸收剂,研究了膜接触器吸收CO2传质过程,考察了压差、表面张力和温度等因素所产生的湿润率对传质性能的影响.结果表明,用新型模型能较准确地预测湿润率对传质系数的影响,模型值与实验值符合较好;压差、表面张力和温度对湿润率影响较大,是膜接触器传质过程需要考虑的因素.

MDEA-TBEE复合溶液选择性吸收H_2S性能评价

将一种强空间位阻胺TBEE(叔丁氨基乙氧基乙醇)添加于MDEA(N-甲基二乙醇胺)溶液中形成复合溶液MDEA-TBEE,以填料柱为反应器,采用常压吸收-常压再生操作流程,研究了复合溶液从混合气中选择性吸收H2S吸收性能,并与单组分吸收剂MDEA溶液吸收性能作比较,以脱除率、选择性、溶液负载和容量为评价指标,评价了再生温度、原料气CO2/H2S摩尔比、气液比和贫液负载等因素对复合溶液选择性吸收H2S性能的影响。结果表明,复合溶液比MDEA溶液易于再生,H2S脱除率高于MDEA溶液;复合溶液的容量大于MDEA溶液,平均是MDEA的1.25倍;随着气液比增大,H2S脱除率下降,选择性有所上升。

无机盐活化剂—氨基酸盐基溶液捕集温室气体CO_2

将无机盐K3PO4、K2HPO4和KH2PO4作为活化剂,分别添加于氨基乙酸盐溶液中,形成CO2活化吸收剂,采用膜接触器-再生循环装置,评价和比较了氨基乙酸盐和活化吸收剂捕集CO2的性能,研究了活化剂的浓度、气液流速等因素对总体积传质系数、传质通量和捕集率的影响。结果表明,磷酸盐活化剂在氨基乙酸盐吸收剂中,对CO2的捕集均产生影响,活化效应存在PO43->HPO42->H2PO4-的规律;添加少量活化剂的作用比添加较多量的活化作用大;活化吸收剂的捕集率明显大于非活化吸收剂;膜吸收流体力学状态的改变,能够改善膜接触器传质性能,增大传质通量,但增大的程度有限。

环境工程专业人才培养模式创新

大学生自我创新能力的培养是高等教育的一项重要任务,自我创新能力培养模式是高校老师一个重要课题。文章提出了"共性与特色耦合"培养机制和多维迂回式实验创新过程模式,通过激发创新意识、培养创新思维、树立创新精神、注重创新实践过程的设置,成功地实现了学生自我创新能力的培养和提升。

复合吸收剂-膜吸收分离CO_2

建立了传质微分方程-传质阻力方程相结合的膜吸收数学模型，对氨基乙酸钾-哌嗪复合吸收剂的膜吸收过程进行模拟，讨论了吸收剂液速、膜孔湿润率和温度等因素对膜吸收的影响。实验结果表明，复合吸收剂的性能明显优于单一吸收剂的性能，复合吸收剂能提供高驱动力，在相同的操作条件下，与单一吸收剂相比，采用复合吸收剂，气体出口CO2的摩尔分数降低了20％～25％；气速和液速的变化对膜吸收的影响较小，而膜孔湿润率和温度对膜吸收的影响较大；模拟结果与实验值基本吻合，膜吸收数学模型能很好地模拟复合吸收剂的膜吸收过程。

膜基-氨基酸盐及其复合溶液吸收CO2的性能

选择了氨基乙酸(GLY)和氨基丙酸(ALA)的盐溶液作为CO2吸收剂,将高效活化剂哌嗪(PZ)添加于GLY形成新型氨基酸基复合溶液,采用膜接触器-再生循环装置,研究了液速、吸收剂浓度等因素对总传质系数和脱除率的影响,评价和比较了GLY和ALA及其复合溶液的吸收性能。结果表明:GLY的传质推动力大于ALA,GLY的总传质系数和脱除率大于ALA;在吸收剂浓度对总传质系数的影响程度上,GLY大于ALA;复合溶液的吸收性能明显优于单一的氨基酸盐溶液,少量的PZ能显著地增强传质效率。

CO_2在复合溶液MDEA-AMP中的溶解度

测定了CO2在复合溶液N-甲基二乙醇胺(MDEA)+2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)中的溶解度,研究了气相CO2浓度、温度和复合溶液的组分对溶解度的影响。实验获得了温度分别为25℃、30℃和40℃时,CO2在复合溶液MDEA-AMP中的溶解度。实验表明,溶解度随气相中CO2浓度升高或随AMP在复合溶液中的摩尔分数升高而升高,随温度升高而降低。

脱碳活化剂哌嗪的合成及其应用性能评价

开发了以一乙醇胺(MEA)为原料、选择添加微量磷钨酸的NiCu／SiO2为催化剂的气相法合成哌嗪工艺,研究了催化剂组成、H2与MEA的配比等因素对哌嗪选择性的影响,确定了催化剂最佳质量组成为:Ni 40％-45％.Cu10％-15％,磷钨酸0.2％-0.5％,哌嗪选择性可达59.62％-61.29％,MEA转化率65％-78％。在膜吸收装置和静态再生装置上,对哌嗪活化剂的应用性能进行了评价。评价结果表明,活化溶液吸收、再生和传质性能明显提高,总传质系数Kov的平均值是N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液的2.2倍;平均解吸速率是MDEA溶液的2倍以上。

混合气中CO_2的膜接触器分离过程

采用中空纤维膜接触器、溶液热再生连续循环实验装置,考察了MDEA(甲基二乙醇胺)溶液及MDEA+AMP(2-氨基-2-甲基-1-丙醇)混合溶液吸收CO2传质过程;建立膜接触器传质模型,比较预测值与实验值.结果表明:在溶液浓度2.5 moL/L,气速0.5～3.0L/min,液速15～150 mL/min时,总传质系数Kov为10～32μm/s(MDEA),20～45μm/s(MDEA+AMP);模型预测值和实验值符合较好,对于MDEA溶液误差小于10%,混合溶液误差最大为19%.实验证明MDEA+AMP混合溶液传质性能优于MDEA溶液.

气液膜接触器分离混合气中CO_2过程研究

建立了膜接触器吸收CO2 ,溶液热再生连续循环实验装置 ,评价了疏水性PP(聚丙烯 )微孔膜 ,MDEA(N 甲基二乙醇胺 )溶液及添加活化剂PZ(哌嗪 )的活化MDEA溶液吸收CO2 传质过程。结果表明 :在溶液浓度 2 5mol L ,气速0 5～ 3 0L min,液速 15～ 15 0mL min时 ,总传质系数Kov为 1 0× 10 - 5～ 3 6× 10 - 5m s(MDEA) ,1 6× 10 - 5～ 4 5×10 - 5m s(MDEA +PZ)。采用阻力层无因次关联方程模型预测Kov值 ,计算值和实验值符合较好。基于模型和实验结果 ,将PZ的吸收行为作为溶液的活化作用 ,在计算Kov值时 ,考虑活化作用因素并归结于化学增强因子E中 ,模型能更好地预测实验结果。

膜吸收工艺中溶液对聚丙烯膜结构和形态的影响

为了研究自然溶液环境下溶液对高分子膜结构和形态的影响,该文选择一乙醇胺(MEA)、氨基乙酸钾(GLY)和氢氧化钾(KOH)溶液以及水,采用微重法、扫描电镜(SEM)和红外光谱(IR),以浸渍方法进行了聚丙烯膜在溶液和水环境中表面结构和形态变化的实验,研究了溶液的种类、溶液浓度和浸渍时间等因素对聚丙烯膜的溶胀、结构和表面组成的影响。结果表明,3种溶液对聚丙烯膜的溶胀明显,MEA溶液溶胀最大,水对聚丙烯膜的溶胀很小,影响次序为:MEA>GLY>KOH>H2O;MEA浓度对溶胀率的影响随浓度升高迅速提高,然后又降低。SEM结果表明,MEA溶液使膜微孔孔径明显增大,GLY和KOH影响较小,浸渍时间越长影响越大。红外光谱数据表明,在MEA溶液中膜表面组成变化较大,氨基化合物溶液中的膜表面组成的变化大于在羟基化合物中变化。

膜基气体吸收过程中活化剂的活化性能比较

将AMP(2-甲基-2-氨基-1-丙醇)和PZ(哌嗪)作为活化剂,分别添加于MDEA(N-甲基二乙醇胺)溶液中组成复合溶液,在膜吸收装置上考察了其吸收CO2性能.通过气液流速、气相组成、液相浓度、负载、膜组件结构和膜结构形态等对总传质系数Kov影响的比较,研究了具有多氨基环状结构的化合物PZ和空间位阻结构的化合物AMP在膜气体吸收过程中对传质的加强作用.结果表明,多氨基化合物PZ比空间位阻胺AMP活化效应更大,PZ对传质的加强作用高于AMP,流体力学因素对传质的影响有限,活化剂的化学活化作用对传质的影响是关键性因素,动力学因素对传质具有本质上的作用.

膜接触器分离混合气中二氧化碳

以N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液为吸收剂,采用疏水性聚丙烯中空纤维膜组件(HFPPM)作为膜接触器,研究了膜接触器分离CO2/N2混合气传质性能,主要考察了吸收剂浓度,液速,吸收温度,原料气浓度和气速等因素对CO2吸收性能的影响,比较了同一膜组件不同流程和不同膜组件及膜形态对分离效果的影响,并对膜组件运行的稳定性进行了初步考察.实验结果表明,采用MDEA溶液和HFPPM膜接触器分离CO2/N2混合气具有较快的传质速率和较高的分离效率.

一种氨基酸盐基复合溶液捕集CO_2气体性能评价

将无机盐硼酸钾作为活化剂添加于甘氨酸盐溶液中,形成活化复合吸收剂;采用膜接触器装置,评价和比较了甘氨酸盐和活化复合吸收剂捕集CO2的性能。研究了活化剂浓度、液相流量和操作温度等因素对总体积传质系数、传质通量和捕集率的影响。结果表明:活化复合吸收剂对CO2的捕集产生明显的影响,活化复合吸收剂的总体积传质系数高于甘氨酸盐吸收剂;活化剂浓度对传质通量的影响表明,少量活化剂的作用远比多量的活化作用大;活化复合吸收剂的捕集率远大于甘氨酸盐吸收剂;膜接触器流体力学状态的改变,能够改善膜接触器传质性能,增大传质通量,但增大的程度有限;操作温度对膜吸收传质通量影响较大,温度越高,传质通量越高。

膜基活化溶液中活化剂在回收温室气体CO_2过程中的作用

将AMP和PZ作为活化剂添加于MDEA溶液中,形成活化溶液,研究了膜基活化溶液回收温室气体CO2性能,着重考察活化剂的活化作用和对膜接触器传质加强的影响,提出一个活化机理来解释活化现象,建立了阻力层方程模型,并模拟膜基活化溶液回收CO2的传质过程。结果表明,活化剂对膜接触器传质的加强起到重要作用,具有双氨基环状结构的PZ对传质的加强作用高于具有空间位阻结构的AMP;活化溶液的CO2回收率和传质通量明显高于未活化的MDEA溶液,活化性能PZ>AMP;活化剂的活化效应与分子结构有关;流体力学的改变对传质的影响有限,活化剂的反应动力学对传质的加强起主导作用;阻力层方程模型能较好地模拟膜基活化溶液回收CO2传质过程,传质通量和总传质系数的模型值与实验值符合较好。