汽油加氢装置反应器泡罩式分配器气相分配特性研究

分析了汽油二段气相加氢过程中广泛使用的泡罩式分配器的主要特点和工作原理,并对泡罩式分配器分别进行了单体试验研究和组合试验研究,以分布不均匀系数和压力降为性能评价指标,探究其气相分配特性。试验结果表明:泡罩式分配器的分布效果不受风量的影响,增大风量不能提升纯气相分布效果,反而增大了流动阻力,使得压力降变大;并且由于结构原因,导致气相从中心管流出后都基本集中在中心管正下方,扩散范围较小,没有在整体匹配上形成较好的融合。从最优化和系统节能角度分析,泡罩结构的分配器作为气相分配器并不是最佳结构,因此在不影响分配特性的情况下,新型气相分配器应该采用非泡罩结构,进而大大降低气相流动阻力,并且在设计气相加氢分配器时,不仅要考虑分配器的单体分布性能,还要考虑相邻分配器之间的相互影响,尽可能扩大单体分配面积的同时均化组合流场,以提高内件运行过程中的安全稳定性。

新型气相分配器对隔板填料塔性能的影响

针对一种新型隔板塔气相分配器,搭建了一套直径600mm、高度5600mm的隔板填料塔冷模实验系统,探究了液相分配比变化对气相分配比产生的影响以及新型气相分配器在隔板填料塔内的分配效果。结果显示:在本实验系统中,液相分配比在1~6之间变化时,隔板塔内气相分配比与液相分配比呈负相关的关系,即液流喷淋密度增大的一侧气体量反而会减少,气相分配比最多可由0.95降至0.6左右,这使得隔板塔远离高效操作区,严重影响了隔板塔内的传质效率;喷淋密度分别为6.27m^3/(h·m^2)、9.41m^3/(h·m^2)、15.68m^3/(h·m^2)时,分配器在隔板填料塔中具有较好的分配性能,可以通过分配器上的调节液位高度,使得喷淋密度增大的一侧,气相流量增多,气相分配比可由0.85调节至1.25左右,加强了气液两相传质,保证了隔板塔的高效运行。

隔板塔气相分配器的CFD模拟研究

隔板塔作为一种热耦合塔型,和常规多塔序列相比,具有显著的节能优势,并且能够降低设备投资和占地面积。但是如何协调隔板两侧的压力平衡,来维持或调整隔板下侧分气比是其设计和操作的关键性难题。通过在隔板左侧和(或)右侧安置压降可调的气相分配器,可以起到调整和控制分气比的功能。针对一种气相分配器,本文采用CFD模拟手段探究了其几何构型、进口气速及液位高度对于压降的影响关系。确定了较优的几何构型,使得构型固有压降较小且增加了液位高度对于压降的灵敏度,并且拟合得到了气相分配器压降随进口气速及液位高度变化而变化的水力学计算公式,对于隔板塔内气相分配器的设计及应用控制提供了强有力的支撑。

大气中多环芳烃气固相分配与颗粒物粒径的关系

聚集了2005年5月16日-6月3日上海市桃浦地区气相样品、TSP样品及不同粒径的颗粒物样品．用GC—MS对各样品中美国EPA规定优先控制的16种多环芳烃（PAHs）做了定量分析．结果表明，大气中PAHs的气固相分配系数（Kp）和各物质的过冷饱和蒸气压（P1^0）呈良好的线性相关．多元线性回归分析表明，PAHs的气固相分配受颗粒物粒径大小的影响，粒径越大，对PAHs的气固相分配影响越大；过冷饱和蒸气压越高，气固相分配越易受到粒径大小的影响．

脱硫废水烟气蒸发过程中氯离子气固相分配模型及实验研究

随着国家"水污染防治行动计划"政策的提出,脱硫废水零排放已成为电厂水污染深度治理的新趋势。针对高温烟气蒸发脱硫废水技术应用中面临的核心技术问题,即不同工况条件下氯离子气相转化特性问题开展模型及实验研究。将经典的气液相平衡理论应用于复杂的脱硫废水混盐体系,基于状态方程法计算得出理想体系中以温度为自变量的氯离子气固相分配系数模型。之后,将得出的理想模型用复杂体系废水即脱硫废水进行验证和线性修正,引入修正系数ε和修正常数φ。利用自行设计的实验台开展实验研究,分析各个影响因素对氯离子气固相分配的显著性,影响最大的因素为温度,其次是pH和氯离子浓度,脱硫废水中所含的主要阳离子影响最大的是Mg^(2+),其次是Ca^(2+)和Na^+。得出的实际废水和正交实验数据用以拟合数据,确定了修正系数ε=1.068,修正常数φ中包含了上述影响氯离子气相转化的关键环境参数和水质参数。以MATLAB为计算工具对数据进行拟合,选取指数、对数及线性函数3种拟合形式,其中线性拟合的相关性最高,拟合度R^2为0.925 8,达到拟合要求。得到了适用于180～380℃的氯离子气固相分配系数模型。研究结果为脱硫废水烟气蒸发技术的应用提供了关键数据,实现了对脱硫废水蒸发过程中氯离子挥发量的量化及预测,可为该技术的工程实践提供参考。

大连城区秋季大气中短链氯化石蜡的气/粒相分配行为研究

研究了大连市城区秋季(10月和11月)大气中SCCPs在气相和颗粒相中的浓度及分布特征,计算了SCCPs的气/粒相分配系数,研究了其与环境温度、SCCPs的过冷液体蒸汽压及正辛醇-空气分配系数的相关性.结果表明,秋季大连大气中SCCPs主要以气态形式存在.气相中SCCPs浓度10月明显高于11月,但颗粒相中SCCPs浓度11月与10月变化不明显.大气中SCCPs的气/粒相分配系数与其过冷液体蒸汽压和正辛醇-空气分配系数均有较好的线性相关性,对秋季大气中SCCPs的气/粒相分配起主导作用的是颗粒物中的有机质吸收机理,环境温度对其气/粒相分配行为有一定的影响.

危险废物焚烧炉烟气中二恶英气固相分配

研究某危险废物焚烧炉烟气中二恶英气固相分配特征.结果表明,布袋除尘器入口烟气中二恶英气固相分配如下:气相二恶英的质量分数平均为62%,固相为38%;气相的毒性当量质量分数平均为76%,固相为24%.各异构体气相质量分数(即每个异构体气相部分质量浓度占该异构体气、固相总质量浓度的百分比)随氯代数的增加而降低,即高氯代异构体更多地附着于飞灰上,低氯代异构体则更多地分布于气相中;气相质量分数的变化趋势基本与蒸汽压相符,表明蒸汽压是决定焚烧烟气中二恶英各异构体气固相分配的主要因素之一.

杭州市环境空气中二噁英类物质检测与分析

为了解二噁英类物质(PCDD/Fs)在环境空气中污染现状及不同季节不同时段浓度、组成和存在形式等的变化情况,于夏、冬两季对杭州西湖区空气中PCDD/Fs进行了采样分析。结果表明,空气中PCDD/Fs毒性当量浓度与国内其他城市(北京、上海、广州)相近,夏、冬两季空气中PCDD/Fs质量浓度和毒性当量浓度分别为4.92 pg/m3、0.34 I-TEQ pg/m3和4.51 pg/m3、0.40 I-TEQ pg/m3,夏季PCDD/Fs毒性当量浓度略低于冬季;在分时段采样检测结果中,晚间空气中PCDD/Fs质量浓度和毒性当量浓度均高于白天空气中的PCDD/Fs浓度;夏季样品中TCDD/Fs、PeCDD/Fs主要以气相的形式存在,HpCDD/Fs、OCDD/F主要以颗粒相的形式存在,冬季样品中PCDD/Fs主要以颗粒相形式存在。

大气中全氟与多氟有机化合物研究进展

全氟与多氟有机化合物(PFCs)作为表面活性剂被广泛应用于工业生产及生活家居领域,部分PFCs已被列为斯德哥尔摩公约受控持久性有机污染物(POPs).PFCs具有一些特殊的理化性质(如高表面活性、憎水憎油性等),使其采样、分析、环境迁移转化过程等都不同于"传统"POPs(如PCBs、PAHs等).相对于其它环境介质(水、沉积物和生物等)研究,大气中PFCs的研究相对较少.本文针对大气中PFCs的研究现状进行综述,内容涵盖了大气PFCs的样品采集、前处理、仪器分析、含量水平和迁移转化过程,其中重点概述了大气中PFCs的气-颗粒两相分配、长距离迁移、干湿沉降和大气降解,并提出了今后的重点研究方向建议.

上海地区大气中二噁类分布特征的初步研究

为了研究上海地区大气中二噁英(PCDD/Fs)的污染水平、分布特征和相分配规律,分别选取了上海典型的工业区、居民区和郊区的采样点进行了大气样品的采集。通过对3个采样点的研究发现,上海地区的大气中二噁英的平均毒性当量浓度为0.201 pg/m3,居民区最高,工业区其次,郊区最低。大气中二噁英排放的平均浓度属于典型的城市工业区水平。在常温下,大气中90%二噁英主要分布在颗粒物相中,从单体看,高氯代同系物主要分布在颗粒相中,而低氯代同系物则分布在气相当中。通过二噁英的气相/颗粒相分配系数Kp与蒸气压PL的关系式评价了污染物的气相/颗粒相分配行为。并应用Junge-Pankow模型预测了大气中的气相/颗粒相分配,通过与实测值的比较发现,上海地区大气中二噁英的气相/颗粒相分布十分接近于模型中的城市地区,郊区采样点和模型预测值最为吻合,工业区和居民区大气中的二噁英在颗粒物上的浓度则要高于模型预测值,对造成偏离的原因进行了分析,并对3个采样点周围的污染源进行了初步的探究。

杭州冬季灰霾日大气中多环芳烃的污染特征

对2016年1月杭州灰霾日与非灰霾日进行了PM2.5和气态多环芳烃(PAHs)的大气采样与分析。结果表明,灰霾日气态和PM2.5上的PAHs的平均浓度为515.93 ng/m3和14.98 ng/m3,分别是非灰霾日的1.88倍和1.62倍。空气中16种PAHs癌症风险值超标。此外,气固相分配研究结果表明温度是造成PAHs在灰霾日向气态迁移的趋势较非灰霾日强的主导因素。吸收作用是PAHs气固相分配的主要机制。

基于空气质量自动监测站PM_(10)滤纸的新型大气二英监测技术研究

通过典型空气质量自动监测站PM10滤纸(结合气固相分配模拟)和传统大流量大气采样仪的比对试验,探讨了基于空气质量自动监测站PM10滤纸的新型大气二英监测技术的可行性。研究表明,基于空气质量自动监测站PM10滤纸的大气固相二英毒性当量浓度和指纹特征与传统大流量大气监测技术的监测结果具有很好的可比性;基于空气质量自动监测站PM10滤纸气固相分配模拟(利用Harner-Bidleman模型)的大气二英毒性当量浓度和指纹特征与传统大流量大气监测技术的监测结果具有很好的可比性。与传统大流量大气监测技术相比,基于空气质量自动监测站PM10滤纸的新型大气二英监测技术可以利用现有的大气自动监测网络和气固相分配模型,具有采样成本低、代表性强和易于普及等优点,适合不同区域尺度大气二英的长期同步监测。

分壁精馏技术用于油田轻烃分离生产溶剂油的模拟研究

研究了采用分壁精馏技术对油田轻烃进行分离生产溶剂油的工艺。利用Aspen流程模拟软件对分离过程进行了建模,研究分离效果及影响因素。考察了理论塔板数、液相分配比、气相分配比等参数对轻烃分离效果及溶剂油产品中硫化物分布的影响规律。结果表明:在95层塔板、塔顶压力88 kPa、回流比4.0、液相分配比0.5、气相分配比1.05的条件下,可以获得满足质量指标要求的6号溶剂油(宽馏程)和120号溶剂油产品。6号溶剂油中硫化物以C_(6)硫醚、噻吩为主,120号溶剂油中硫化物以C_(7)~C_(9)复杂噻吩为主,分壁塔底为C_(10)以上硫化物。采用分壁塔分离技术生产溶剂油产品,装置投资费用约3500万元,轻烃年销售额增加4965万元。

PM2.5化学组成观测设计对PMF源解析结果影响综述

近年来我国城市地区灰霾污染频发,严重影响生态环境以及人体健康.了解PM2.5的化学组成、来源、大气传输过程和环境效应对灰霾污染有效控制对策的制定有重要意义,已成为国际大气环境领域的研究热点.本文通过总结国内外正定矩阵因子分析模型(positive matrix factorization,PMF)在PM2.5源解析方面的研究,阐释了PM2.5化学组成空间差异、待测化学组分选择、有机示踪物气固相分配、观测结果时间分辨率对PMF源解析结果的影响.评述结果表明,同一城市或地区基于不同采样点样品数据的源解析结果存在较大差异;对同组PM2.5样品,解析出的排放源类型和待观测化学组分的选择密切相关;因有机示踪物气固相分配作用的影响,低分子量有机物的源解析结果往往存在较大偏差;高时间分辨率观测可更好地反映不同示踪物间浓度的时间变化差异,有利于排放源的准确识别.