LNG储罐BOG气体三塔-氮膨胀法低温提氦工艺设计与模拟优化

液化天然气(LNG)储罐产生的蒸发气(BOG)中氦气含量较高,故可以BOG为原料提纯氦气。传统两塔-膨胀制冷提氦工艺分离效率不高,生产的氦气产品浓度有限。为此提出了三塔-氮膨胀法低温提氦工艺,并利用HYSYS软件进行了模拟和优化。结果表明,三塔-氮膨胀法低温提氦工艺在LNG液化率、氦气产品浓度和氦气回收率等指标上明显优于传统两塔-膨胀制冷提氦工艺。三塔-氮膨胀法低温提氦工艺经过进一步优化,可在总能耗少量增加的条件下,使氦气产品浓度(物质的量分数)达到95.60%,氦气回收率达到99.99%。该工艺仅采用低温精馏即得到了高回收率高浓度的氦气,综合性能优势明显。

NaCl胁迫下pH值和氮素形态对狗牙根生长及钠钾离子调控的影响

以狗牙根〔Cynodon dactylon(Linn.)Pers.〕品种‘阳江’(‘Yangjiang’)为实验材料、2-(N-吗啡啉)乙磺酸(MES)为pH缓冲剂,采用水培法研究NaCl胁迫下pH值和氮素形态(铵态氮和硝态氮)对狗牙根生长和钠钾离子调控的影响。结果表明:处理1周后,若不添加MES,铵态氮处理组培养液的pH值下降到pH 4.0左右,而硝态氮处理组培养液的pH值则上升到pH 9.0左右;添加20 mmol·L^(-1)MES的铵态氮处理组培养液的pH值也下降到pH 4.0左右,而硝态氮处理组培养液的pH值则接近pH 7.0。与0 mmol·L^(-1)NaCl处理组相比,300 mmol·L^(-1)NaCl处理组狗牙根的枝条长度和枝条干质量显著(P<0.05)下降,而根长度、根干质量、根和叶中Na^(+)含量和Na^(+)/K^(+)比、钠钾选择性转运系数、叶Na^(+)和K^(+)的分泌量及分泌物Na^(+)/K^(+)比总体上显著升高。300 mmol·L^(-1)NaCl胁迫下,硝态氮处理组狗牙根的枝条长度、根长度、根干质量、根冠比、根中Na^(+)含量总体上显著高于铵态氮处理组,而叶中Na^(+)和K^(+)含量及Na^(+)/K^(+)比、叶Na^(+)和K^(+)的分泌量明显低于铵态氮处理组。300 mmol·L^(-1)NaCl胁迫下,20 mmol·L^(-1)MES处理组狗牙根的多数生长指标显著高于0 mmol·L^(-1)MES处理组,而根和叶中Na^(+)和K^(+)含量及Na^(+)/K^(+)比、钠钾选择性转运系数在0和20 mmol·L^(-1)MES处理组间的差异不显著。三因素方差分析结果表明:3个因子的单一和交互作用对多数生长指标、叶中Na^(+)含量和泌盐量相关指标的影响具有统计学意义。研究结果显示:硝态氮能缓解NaCl胁迫对狗牙根的伤害,而用MES缓冲根际酸碱环境对NaCl胁迫下狗牙根生长有一定的促进作用,因此,施用硝态氮或添加MES均有利于提高狗牙根的抗盐性。

朱集西煤矿自燃“三带”分布及注氮参数研究

为了研究朱集西煤矿11503综采工作面采空区自燃“三带”分布规律,在进、回风巷侧埋设束管对采空区内部氧气浓度变化规律进行现场实测,并采用数值模拟的方法研究不同注氮流量下自燃“三带”分布变化规律,确定合理的注氮流量。研究表明:增加注氮流量,采空区氧化带的分布范围和宽度会减小,当注氮流量增加至900 m^(3)/h以上时对减小氧化带宽度效果甚微,据此确定了合理的注氮流量900 m^(3)/h;通过计算得到11503工作面安全通风量为222 m^(3)/min。研究结果为该工作面的后续防灭火工作提供参考。

注氮对采空区自燃“三带”影响的考察

针对注氮对采空区“三带”范围的影响问题,在皖北某一工作面分别进行了有/无注氮操作下的采空区温度和氧气浓度检测。基于氧气浓度指标,发现注氮操作对采空区“三带”划分范围影响不大,但是在采空区中存在明显的氮气影响区域,并依据氧气浓度基本确定了该区域范围。在实际工程中,可通过调整注氮参数,将氮气影响区域的氧气浓度降至窒息带氧气浓度,从而获得最佳的注氮操作参数。

三维电解技术处理氨氮废水

以氨氮废水为研究对象,通过研究三维电解技术对氨氮废水中氨氮的去除效果。研究发现三维电解技术可有效降低废水中氨氮的含量。利用单因素分析的方法对电压、时间、初始pH等条件进行考察。通过计算氨氮的去除率,研究了三维电解技术在不同反应条件下的效果。结果表明,在最优条件下:初始电压30 V、电解时间h、初始pH为8时去除效果最佳,氨氮的去除率达到99.17%。

大采高综采工作面防灭火技术优化及效果分析

为优化杭来湾煤矿30201工作面防灭火技术,解决上隅角CO超限问题,结合大采高工作面特点分析CO超限原因,利用预埋束管观测和数值模拟相结合的方法判定采空区煤自燃危险区域,提出工作面防灭火技术优化方案,并对优化效果进行研究分析。结果表明,采空区煤自燃危险区域为氧化带范围,回风侧氧化带距工作面14~140 m,进风侧氧化带距工作面280~410 m;工作面防灭火技术优化后,回风侧氧化带距工作面5~85 m,进风侧氧化带距工作面210~285 m,氧化带宽度缩短约60 m,窒息带明显前移,表明防灭火技术优化有效。

河间地块浅层地下水“三氮”分布特征及影响因素分析

赣江作为江西省内最大的河流,不仅肩负农业活动供水,也是众多城市饮用水取水地。本文以赣江某河间地块浅层地下水为研究对象,通过野外调查和室内分析结果显示:研究区93组地下水样品NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N和NO_(3)^(-)-N超标率分别为31.18%、0.00%和7.52%,“三氮”含量变异系数均大于等于0.5,“三氮”空间分布差异大。影响研究区地下水中“三氮”含量主要因素有污染源类型及分布、水化学环境和包气带厚度等。

串联反应一锅合成茚酮稠合1,5-苯并二氮杂䓬化合物

以取代的邻苯二胺、1,3-茚满二酮、醛类化合物(苯乙醛,苯丙醛)为原料,无水乙醇为溶剂,对甲苯磺酸为催化剂,应用串联反应一锅合成了8种结构新颖的茚酮稠合1,5-苯并二氮杂䓬化合物.该串联反应经历了两次亲核加成-消除反应过程,形成含烯胺和亚胺结构的活性中间体,再经分子内碳碳偶联环合和质子迁移形成了目标化合物,针对该三组分串联反应提出了合理的反应机制.该方法具有新颖、绿色环保、反应条件温和、底物范围广等诸多优点,为苯并二氮杂䓬化合物的合成提供了高效简便的新思路.

A/O生物铁法处理4,6-二氯嘧啶废水的工艺研究

4,6-二氯嘧啶废水预处理工艺为Fenton工艺,出水中含有大量铁盐。利用铁絮凝物构建A/O生物铁法处理4,6-二氯嘧啶废水,通过单因素实验考察了进水pH值、水力停留时间(HRT)、污泥回流比对处理效果的影响,构建了A/O生物铁法处理废水的动力学模型,并利用三维荧光光谱法进行验证。结果表明,铁絮凝物的最佳投加量为5%;在进水pH值为8、HRT为48 h、污泥回流比为90%的最佳条件下,COD去除率和氨氮去除率分别达到86%和87%;动力学分析和三维荧光光谱验证表明,A/O生物铁法处理4,6-二氯嘧啶废水的动力学模型截距与三维荧光光谱信息基本一致;依据动力学模型,结合进出水水质与出水排放标准可以确定合理的HRT,对实际工程应用具有指导意义。

采空区遗煤氧化规律及注氮防灭火研究

北辛窑矿在8406工作面采空区瓦斯抽采过程中存在遗煤自燃的风险,通过现场测试和数值模拟,划分了工作面采空区自燃“三带”区域。为了防止采空区遗煤氧化,对其进行氮气注入,结果表明:采空区最高温度降低9℃,CO最高浓度降低6 ppm,采空区中的氧化区域缩小,说明氮气注入对采空区遗煤氧化有较好的抑制作用。

急倾斜特厚煤层分段采空区低温氮气防灭火技术研究与实践

矿井生产中注氮防灭火技术为防治采空区遗煤自燃所普遍采用的主要技术措施,但由于常温氮气对采空区无降温特性,不能有效消除采空区高温点。采用FLUENT模拟了工作面现阶段条件下低温氮气注入前后采空区流场及温度场变化规律,并进一步选取了最优注低温氮气方案,随后在现场利用氮气冷却装置,将低温氮气输送至采空区,研究低温氮气对采空区氧气和温度的影响。结果表明,采空区注氮后,采空区散热带、氧化带面积显著减少,约为注氮前的一半以下,窒息带出现了较大的增加;注入低温氮气后,采空区温度以注氮口为中心呈椭圆形扩散,逐渐增加;选取了温度为-40℃、注氮口位置为10 m、注氮量为750 m^(3)/h的现场注氮方案,测温光纤实时监测结果表明,注氮口的温度相较于注入常温氮气降低了48.8℃,回风侧采空区温度相较于注入常温氮气降低了19.1℃。

某污水处理厂有机物去除与脱氮性能分析

文章研究了某工业污水处理厂AAO生物反应池-二沉池-终沉池-一级活性焦吸附池-二级活性焦吸附池工艺运行过程中有机物去除与脱氮性能,并采用三维荧光光谱技术、紫外-可见光谱技术对溶解性有机物变化和去除规律进行了分析。结果表明:进水中颗粒/胶体态COD_(Cr)和溶解性COD_(Cr)分别占总COD_(Cr)的25.6%和74.4%,易生物降解有机物和惰性有机物分别占总COD_(Cr)的39.6%和60.4%,生物池对难降解有机物的去除作用有限,难降解有机物的去除主要依靠两级活性焦的吸附作用,出水溶解性COD_(Cr)质量浓度降至35.2 mg/L;生物池活性污泥的硝化能力和反硝化能力较差,硝化速率和反硝化速率分别为0.34mg N/(g SS·h)和0.77 mg N/(g SS·h)。

8101工作面注氮防灭火安全技术优化设计

为解决王坪煤业8101工作面采空区遗煤多、自燃风险高的问题,利用模拟软件对采空区在回采过程中覆岩应力场的演化过程进行仿真,分析采空区走向及倾向塑性区分布,根据模拟结果,明确划分水平垮落带的“三区”范围。通过对比分析得出:散热带与自然堆积区相对应;氧化带与破碎堆积区相对应;窒息带与压实稳定区相对应。模拟不同注氮条件下采空区氧气浓度分布规律,得出最优氮气注入位置为40m处,最优氮气注入量为1400m^(3)/h。将非间隔式注氮工艺的注氮防火安全技术应用于现场试验,结果表明:在埋置采空区40m处,采空区回风面氧含量显著下降,且采空区内一氧化碳含量最高不超过100mg/m^(3)。

大海则煤矿20101工作面采空区自燃“三带”分布规律及注氮参数优化

以大海则煤矿20101回采工作面为研究对象,通过束管监测采空区内的氧气浓度变化规律,对现场监测所得数据进行分析,划分出采空区自燃“三带”。同时对采空区建立数学模型和物理模型,进行自燃“三带”数值模拟,利用现场测试结果验证了模拟结果的准确性,并根据此模型进行注氮数值模拟,优化注氮参数。结果表明,进风侧距工作面0~16.01 m为散热带,16.01~94.28 m为氧化带,大于94.28 m为窒息带;回风侧距工作面距离0~5.07 m为散热带,5.07~61.82 m为氧化带,大于61.82 m为窒息带。注氮位置30 m处注氮量2880 m^(3)/h对20101综采工作面采空区的惰化效果较好,可满足工作面安全生产需要且更加具有经济效益。

粉煤灰基NaA/NaX双晶型沸石分子筛构建及其协同吸附氨氮性能

以粉煤灰为原料,采用“联合改性三步合成法”——超声辅助碱熔微波晶化法联合废旧玻璃/13X晶种/NaH_(2)PO_(4)浸渍三阶段改性合成沸石分子筛(GFS);作为对比,采用传统碱熔水热法合成沸石分子筛(FS);采用“三步合成法”——超声辅助碱熔微波晶化法合成沸石分子筛(WFS)。并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、能量色散光谱(EDS)、N_(2)吸附-脱附等方法对材料的组成、形貌和结构进行了表征。结果表明,WFS和GFS较FS具有更高的比表面积和发达的介孔、微孔,且沸石分子筛晶型从NaA单晶型转为NaA/NaX双晶型。氨氮吸附实验结果表明,GFS(56.01 mg·g^(-1))较WFS(49.17 mg·g^(-1))和FS(39.75 mg·g^(-1))吸附性能更优,吸附动力学和热力学数据符合二级动力学模型和Langmuir模型,氨氮吸附过程为以离子交换为主的吸附,且为自发放热过程,低温促进氨氮吸附。

外源氮磷输入对泥炭地DOM结构复杂性的影响

通过对兴凯湖长期N、P添加平台设置不同浓度的处理,分析DOM的浓度和光谱学特征,来探究外源N、P及其交互效应对泥炭地DOM结构复杂性的影响.研究结果表明,外源N、P输入没有显著改变DOM的浓度,但DOM的芳香化程度在高氮(N_((2)))、低磷(P_((1)))以及NP交互效应下显著提高了58.5%~82.9%.此外,高磷(P_((2)))和低氮高磷(N_((1))P_((2)))处理增加了DOM的内源输入.DOM的荧光组分主要以类腐殖质物质和类蛋白质物质为主,单独N、P处理提高了类蛋白质含量,而NP交互效应增加了类腐殖质含量.这些结果表明外源N、P输入会通过刺激植物生长以及促进微生物活性来增加DOM的结构复杂性.

关中盆地浅层地下水氮污染的健康风险评价

为了研究关中盆地浅层地下水氮污染对人体产生的潜在健康危害风险,在研究区采集和测试了232个水样,采用单因子污染指数法和健康风险评价模型对浅层地下水氮污染进行了评价。结果表明,在浅层地下水中硝态氮污染程度相对较重,呈面状分布;而铵态氮和亚硝态氮污染程度较轻,以点状存在。浅层地下水中硝态氮对人体健康的慢性毒害指数较高,高风险区占研究区面积的78.2%,主要分布在农业活动强烈的灌区和人口居住密集、工业相对发达的城镇区;硝态氮含量大于12.6mg/L的三类地下水对人体健康也是高风险的,即传统意义上可以饮用的三类水对人体健康并不都是安全的。上述成果对地下水资源管理和保护具有重要的参考价值。

环境条件变化对河流沉积物“三氮”释放的影响

以京杭运河某断面沉积物和上覆水为研究对象,利用室内模拟试验探讨了3种环境条件(温度,曝气复氧,pH值)变化对河道沉积物"三氮"释放的影响。结果表明:5℃时上覆水氨氮和硝态氮累积量高于25℃,25℃时上覆水亚硝态氮累积量高于5℃,冬季低温条件下沉积物氨氮和硝态氮释放对上覆水的影响不容忽视。曝气复氧能抑制沉积物氨氮的释放和加速硝化作用而消耗氨氮,并促进亚硝态氮和硝态氮的生成,但是复氧初期可能致使上覆水氨氮含量上升。pH值越低,上覆水氨氮累积量越大,1 d后pH 4条件下的底泥氨累积量为pH 10时的1.8倍,pH 7~8.5条件下上覆水亚硝态氮累积速度最快,硝态氮累积速率最低。

关中盆地地下水特殊脆弱性及其评价

关中盆地浅层地下水面状硝酸盐污染严重,以'三氮'为主要污染物。分析了地下水特殊脆弱性内涵,以及地下水本质因素、人为因素及污染物特殊因素等对脆弱性的影响,并从中选取13个评价因子。将包气带'三氮'迁移转化过程数值模拟结果耦合到脆弱性评价模型中,使过程模型与评价模型结合起来,再结合GIS技术,对地下水特殊脆弱性进行了评价。结果表明,易引起地下水'三氮'的地区主要分布在渭河中下游冲积平原、黄土台塬洼地、以及渭河南岸西安一带小于20 m厚的黄土台塬等地区。从2001年关中盆地地下水'三氮'污染分布来看,这些地区地下水硝酸盐已出现大面积超标,评价结果与地下水实际'三氮'污染情况基本吻合。

淮北平原地下水三氮浓度分布规律及其影响因素分析

对淮北平原浅层地下水103个样品进行三氮及其他相关指标测定分析,揭示该区三氮的空间分布规律、来源及形成机理,并对其影响因素进行分析。结果表明:淮北平原浅层地下水三氮浓度逐年增大,并与其水位埋深呈负相关关系,丰水期的三氮浓度明显大于枯水期。农业含氮肥料的过量使用和流失是导致该区三氮浓度增高的主要原因。此外,三氮浓度还受到包气带的厚度大小的影响,pH值的变化范围、溶解氧浓度的高低也影响着三氮的转化方向和速度,高浓度的Fe2+是导致局部NO2--N严重超标的重要因素。