东亚地区矿物尘气溶胶直接辐射强迫的初步模拟研究

为研究东亚地区矿物尘气溶胶的直接辐射效应,在区域气候模式RegCM3中加入起尘方案、建立矿物尘气溶胶输送模式,并将其辐射过程加入区域气候模式的辐射方案.通过对2001年3月～2002年3月的模拟发现:中国西北和蒙古国年平均地表起尘率在1μg/(m2·s)以上,最大达到90μg/(m2·s)是东亚地区最主要的矿物尘气溶胶源地;东亚地区矿物尘气溶胶柱含量最大值达5g/m2,出现在塔克拉玛干沙漠和秦岭地区;气溶胶大气顶直接辐射强迫基本呈现大陆上为正、海洋上正负均有的分布特征,区域平均辐射强迫在春夏秋冬分别为1.08,0.88,0.37,0.40W/m2,短波辐射强迫在陆上为正、海上正负均有,长波辐射强迫均为正值;四季的地表辐射强迫分别为-5.64,-2.25,-1.37,-1.87W/m2;辐射强迫数值对矿物尘气溶胶单次散射反照率的变化较敏感.

矿用隔尘气幕机的研究

针对国内煤矿井下用隔尘气幕机产品空缺的现状,对其主要技术指标确定、风机型式选择、风轮设计、整机优化设计及实验室实验等5个方面进行研究与设计,开发出矿用隔尘气幕机,并进行了工业性试验验证。研制的气幕机最大风量达到80 m3/min以上,出口风速可达14 m/s以上,风流分布均匀系数达到0.8。工业性试验结果表明:气幕机在煤矿井下机掘工作面使用时不会影响工作面正常生产,其隔尘效率最高达到81.2%,平均在70%以上。

微动力尘气分离装置在电站燃料输送系统中的应用

阐述燃料输送皮带存在粉尘污染的现状和原因,介绍微动力尘气分离装置在Ⅲ电站ZN-6B燃料输送皮带中的应用及其工作原理,对改造前、后粉尘治理效果进行对比分析,为后续的除尘设施改造提供参考。

“两尘四气”空气污染数据的校准模型

通过Excel软件对监测点收集的空气质量数据进行拆分及构造函数的方法,拟合了“两尘四气”的六个方程,这些方程可用于对自建点数据进行校准。在对所收集的数据标准化后,利用SPSS软件对“两尘四气”数据误差产生的原因进行回归分析,建立了多元线性回归方程。方程显示:压强、温度和风速更容易导致自建点数据误差,可使用对上述三种因素不敏感的材质制造检测仪的传感器。以上使用Excel和SPSS软件对大数据进行比对处理及建模的方法可用于环境监测、农业生产等领域促进高质量生态文明建设。

低阶煤热解含尘焦油气品质调控及除尘分析

“双碳”背景下,以热解技术为核心的低阶煤分级分质转化利用对煤炭加工产业绿色低碳发展具有重要意义。针对低阶煤转化过程中存在的含尘热解焦油气高温除尘及品质调控等瓶颈问题,从煤热解和挥发物反应机理出发,阐述了含尘焦油气组成及挥发物反应特性等对焦油品质、析炭行为的影响,提出利用挥发物反应规律,通过煤种特性与工况条件的优化匹配,抑制含氧化合物对析炭形成的诱导作用,并对自由基碎片进行有效供氢,进而提高焦油品质,减少析炭形成,是有效缓解后续焦油气油尘分离压力的可行方法。并基于此,详细分析了热解焦油气除尘技术及焦油原位提质相关研究进展及技术应用情况,指出利用颗粒床除尘技术通过改变过滤材料的物理、化学特性和床层的空间效应调变挥发物反应路径,可实现高温含尘焦油气除尘和原位提质的协同效果。在保证焦油产率前提下开发适用于颗粒床过滤和焦油气原位提质的多功能介质材料尤为重要。多级孔炭基催化剂作为颗粒床过滤材料,在过滤粉尘的同时可实现重质组分裂解以及富氢组分活化的功能,既可减小重质焦油在孔结构中的传质阻力,又可通过活性位和孔隙结构的组合效应实现“同步供氢”,有效提质焦油并抑制析炭,有望为大规模粉煤热解及含尘焦油气高效气固分离技术的发展提供理论指导。

通风条件对综掘面控尘气幕的影响

为了有效地控制综掘面高浓度粉尘污染,应用FLUENT软件数值模拟通风条件影响综掘面控尘气幕形成与作用的规律.结果表明:压风口与迎头距离、压抽比、压风筒及抽风筒直径越大,抽风口与迎头距离、压风量越小,越利于形成控尘气幕,但压抽比越小,控尘气幕的风速越大;根据数值模拟结果,拟合了50mg/m3以上高浓度粉尘扩散距离与各通风条件的关系式,确定了压抽比为0.75时,控尘气幕作用效果较佳,为控尘气幕形成与作用的最优通风条件,并将其进行了工程应用.实测值与数值模拟值基本一致,高浓度粉尘被控制在距迎头5m的无人作业区域内.

艾比湖盐尘气溶胶光学特性卫星和地基遥感观测

自20世纪50年代艾比湖湖面面积急速退化造成大面积湖底裸露,裸露的干涸湖底成为丰富的粉尘和盐尘源,使得该地区面临严重的盐尘灾害威胁。为了研究艾比湖流域盐尘灾害对区域大气污染状况以及盐尘气溶胶光学性质,利用MODIS气溶胶产品数据获取2002年至今该地区尘暴总体演变态势;利用云–气溶胶偏振雷达(CALIOP)遥感数据以及Microtops II手持太阳光度计,对盐尘灾害高发时间段大气气溶胶总后向散射系数、退偏比、色比、气溶胶光学厚度(AOD)及Angstr?m波长指数(α)等参数进行特征分析,利用拉格朗日混合扩散模型(HYSPLIT)讨论盐尘污染的输送。实验结果表明:受大风天气和人类活动影响,春季是艾比湖流域盐尘灾害高发时段;盐尘灾害发生时,粉尘影响范围主要集中在近地面低空,对近尘源区的精河县、托托乡和乌苏市等地区造成较大影响;风速是影响局地气溶胶变化的主要因素,在局地尘源介入的影响下,距干涸湖底不同距离的地区气溶胶光学性质存在一定差异;盐尘主要在近尘源地区沉降,部分粉尘颗粒上升至高空大气,可对华北地区造成影响。地基和卫星遥感技术相结合,可实现区域气溶胶光学特性的准确估算,为认识盐尘灾害提供科学参考。

含重金属Cu元素模拟尘源气溶胶的试验研究

重金属元素易富集于大气颗粒物中且会对人体造成较大危害,为进一步提高高效空气过滤器性能,有针对性地去除含重金属元素的颗粒物,提出了有关过滤器测试标准要求外的新的人工尘源气溶胶发生溶液CuSO4,并从相关性、粒谱分布、分散度等方面对其能否满足测试气溶胶的要求进行验证分析。结果表明:(1)CuSO4和KCl间的相关系数(R2)为0.991 52,相关性很好;NaCl、KCl和CuSO4气溶胶的几何标准差分别为0.88、0.85、0.81,呈单分散且分散程度接近,可很好地满足测试气溶胶要求。(2)随发生溶液浓度的增加,气溶胶峰值粒径增大,导致分散度增加;随喷气压的增加,气溶胶峰值粒径减小,分布趋于集中。发生溶液浓度和喷气压对CuSO4和KCl气溶胶峰值粒径、粒子数浓度和分散度作用规律的一致性进一步证明了CuSO4气溶胶作为测试气溶胶的可行性。

旋风分离器进口回转通道气尘分离模型

针对短路流携尘降低除尘效率的问题，在进口结构采用了回转通道，以此降低进入旋风器空间的向心浓度梯度．对等截面和变截面两种通道形式的分离模型进行了分析。

气幕控尘技术的应用

文章针对神东矿区由于煤层原始水分较高,连采机使用内、外喷雾降尘措施时喷雾水量受到严格限制,喷雾降尘效果很不理想。机载除尘器由于巷道断面大导致吸尘罩的收尘效果受到影响。运用气幕在连采机司机工作区于煤壁之间形成一道"无形透明的屏障"阻止粉尘向外扩散,用以提高机载除尘器的收尘效果。通过气幕控尘的应用,连采工作面的粉尘降尘效率可达73.52%。

气幕控尘模拟试验研究

根据流体力学的空气射流理论和附壁效应,结合现场实际条件在实验室对影响气幕控尘效果的因素进行了考察。实验得出了气幕发生器的喷孔直径设计为5mm、喷孔间距设计为1倍孔距、气幕风量设计为25～30m3/min比较合理。现场实际应用中为了保证气幕的控尘效果,在《煤矿安全规程》规定和现场许可的条件下,应尽量提高机载除尘器的处理风量,尽量减小压入风量,风筒出口与气幕保持比较大的距离为宜。

气尘两相旋流中尘粒运动特性及分离效率研究

根据气尘两相旋流内尘粒运动方程，从机理上分析并确定了这种旋流中平衡尘粒的粒径、非平衡尘粒的运动特性时间和尘粒分离效率之间的关系，另外，还将其与有关文献中的实验结果进行了比较，且吻合较好。

粉煤热解含尘干馏气除尘技术研究现状

分析了粉煤热解含尘干馏气高温除尘现状;分析了现有的高温除尘技术,通过对比,认为多种高温除尘设备的有机组合,将成为粉煤热解含尘干馏气除尘的发展趋势。

旋风器同侧双进口蜗向回转通道内气尘分离状况分析

建立了同侧双进口蜗向回转通道内三个分离区域内分级效率的公式 ,理论上分析了同侧双进口蜗向回转通道有利于提高旋风器的分离性能。以收集效率为基础 ,部分实验验证了这一结论。

基于气幕屏蔽的掘进工作面通风除尘参数优化研究

为了改善掘进工作面产尘量大,通风排尘污染其他巷道的问题,在现有长压短抽式通风基础上,提出气幕阻尘结合长压短抽联合除尘方案,并采用数值模拟软件以及现场实验的方式对除尘参数进行分析。研究结果表明:当压风量为330 m^(3)/min、压抽比为0.75时,抽出式除尘风机距离工作面距离为3~4 m时控尘效果较好;但掘进机操控区域距尘源较近,为了尽可能减少粉尘流经掘进机操控区总量,在掘进机操控区前方0.5 m处设置气幕,空气幕发生器出口风速为15 m/s时控尘效果最好,降尘率可以达到90%以上。

固体氧化物燃料电池多孔电极中气体传输模型的研究进展

围绕SOFCs多孔电极一维气体传输模型的研究进展进行综述。介绍了多孔电极气体传输的机制、一维气体传输模型的发展、SOFCs的相关建模研究。讨论了体系中气体组分间的通量比关系和尘气模型的几种计算方法,以及对SOFCs阳极浓差极化预测结果的影响。对多孔电极气体传输模型的发展前景进行了展望。

粉煤热解含尘干馏气除尘技术研发及应用

分析了粉煤热解工程放大过程中含尘干馏气高温气固分离现状;指出了含尘干馏气特点及其对高温除尘设备的基本要求;分析了现有除尘技术应用在含尘干馏气高温在线除尘领域的可能性;通过分析和对比,认为两种或者几种高温除尘手段的有机组合,会成为未来粉煤热解工艺中含尘干馏气除尘的发展趋势。

连采工作面气幕控尘技术的应用

神东矿区的连采机掘进巷道,由于煤层含水较高,使连采机内、外喷雾及机载除尘器除尘等防降尘措施受到限制,机载除尘器除尘效果受到影响。通过应用气幕控尘装置控尘的成功使用,为我国机掘工作面粉尘治理开辟了新的技术途径。

气幕控尘射流衰减规律研究

随着矿井采掘机械化程度的不断提高,煤矿尘害问题日益突出,煤尘不仅危害作业人员的身体健康,引发尘肺病,而且可能引起煤尘爆炸,酿成矿井重大灾害事故,利用气幕对污染源进行控制,利用从气幕中喷射出来的空气气流,将粉尘源释放出来的粉尘颗粒与受保护的区域空气隔离开来,从而避免煤矿井下工人工作的地方受到污染源粉尘的污染,使被保护的区域的空气质量达到国家安全卫生标准。为使该系统在防尘工作中取得良好的效果,主要研究气流在不同射流速度以及缝宽的衰减规律,从而根据测试结果来确定气幕设备的最优参数。研究结果表明:气幕出口速度应在10~20 m/s,射流出口条缝宽应在6~40 mm,才能最有效地控制呼吸性粉尘。

煤巷综掘面气幕控尘理论研究

随着煤矿开采强度加大,煤巷粉尘危害日益严重,煤巷中综掘工作面的粉尘危害越来越受到人们的重视,但是目前煤巷防尘技术仍不能满足要求,为了最有效控制呼吸性粉尘,基于煤巷掘进工作面气幕控尘理论,对其控尘作用原理进行了详细论述。根据理论计算,气幕出口速度在10-20 m/s,射流出口条缝宽在6-40 mm才能起到有效控尘作用。