瞬时排放泥沙颗粒团在横流中对流扩散特性的实验研究

河道维护、航道开挖及疏浚等一些工程,常常将挖掘的泥沙抛入流动的水体中,利用横流对泥沙颗粒团的对流扩散作用来稀释泥沙浓度。针对这类工程进行水环境质量影响评价时,首先要识别泥沙的运动特性。通过实验手段,研究不同级配的泥沙颗粒团瞬时排放后在横流中迁移扩散混合特性。实验结果表明,泥沙颗粒团进入水体后,在浮力、重力、阻力和横流紊动的综合作用下发生对流扩散;横流是产生泥沙对流运输的主要动力,横流的紊动作用,加强了泥沙颗粒团与水体的混合作用,并且破坏了其在静水中的双漩涡结构,因此大大地增加了垂向前锋位置和纵向扩散宽度。通过分析得出了无量纲泥沙颗粒团垂向前锋位置与时间、纵向扩散宽度与时间以及垂向前锋位置与纵向扩散宽度的3个关系式中的参数(α1、α3和α2)均值及其变化范围,可应用于抛泥对水体环境的影响评价。

基于修正高斯烟团模型的SO_(2)瞬时排放扩散研究

大气腐蚀不仅危害人类身体健康,而且会对暴露在大气环境中的工业设备造成腐蚀危害。SO_(2)是主要的大气污染物之一,对其扩散的研究可以预测近污染源地区大气中SO_(2)浓度分布,进而为采取监测治理措施提供理论支撑。高斯烟团模型通常用来模拟在小风静风条件下稳定污染点源连续排放的大气扩散问题,但对稳定污染点源瞬时排放(排放一段时间后不再排放)的研究较欠缺。提出一种修正的高斯烟团模型,将稳定污染点源瞬时排放污染物浓度扩散问题建模为排放时间内有限个烟团的叠加,分别讨论了烟团扩散时间小于或等于排放时间、扩散时间大于排放时间条件下稳定污染点源瞬时排放的大气扩散模型,并通过实例对提出的修正高斯烟团模型进行了仿真模拟试验。结果表明:修正后的高斯烟团模型能够模拟稳定污染点源连续排放和瞬时排放两种情况下污染物SO_(2)浓度分布,且模拟结果更符合实际情况。该研究结果可为近污染源地区大气中SO_(2)浓度的实时预测提供更为有效的方法。

混合动力汽车氨排放特性及减氨效应评估

对混合动力汽车进行了全球统一轻型车辆测试循环工况(WLTC)和实际行驶污染物排放(RDE)测试,评估了混合动力车辆相对于传统燃油车的减氨效益,同时分析了基于不同混合动力技术路线车辆、不同电量模式下测试得到的NH3排放特征差异.研究发现,混合动力技术对于降低NH3排放存在一定效果,在消耗同等燃料的前提下,采用非插电式混合动力技术NH3排放可下降56.07%,采用插电式混合动力技术可下降94.43%,可插电式混合动力车辆与不可插电式混合动力车辆NH3排放峰值出现的时刻有所差别,车辆在电量增加模式下因为需燃烧更多的燃料为电池充电,过量空气系数较小,催化器还原环境较强,使NH3排放大于电量消耗模式.

关于浮顶罐挂壁损耗量及大气排放瞬时最大源强计算方式的探讨

以生态环境部下发的《石油化工行业VOCs排放量计算办法》推荐的公式为基础,开展储运工程VOCs计算探讨。通过实例佐证、理论分析和专家意见采访,认为内浮顶罐挂壁损耗计算中"罐壁粘附系数"可选择"轻锈"、或介于"轻锈"和"中锈"之间的参数;而储罐VOCs排放瞬时最大源强,可针对储罐物料的年周转情况、储罐空置时长,进行适当比例的折算。

水位变化对黄河中游蒲草湿地CO_2排放速率的影响

为了研究水位变化对CO_2排放的影响规律,评价自然水位的变化对湿地生态功能的影响,选择黄河中游典型蒲草湿地进行人工注水处理,对自然样地(To)、一次注水至地表(T)、持续注水至地表(Tf)、持续注水至-30 cm水位(Th)等4种处理进行持续7日监测。研究发现,各注水处理的CO_2排放速率与To有显著差异,但各处理之间差异不显著,CO_2排放速率平均值表现为To>Th>Tf>T;自然样地CO_2排放有昼高夜低的特征,但存在日际差异;T处理24 h后有持续12 h的快速上升过程,37.69 h后于低值处波动,与To相比,前5天排放速率波动特征略有滞后,后期基本一致;监测过程中Tf和Th变化特征基本一致,Tf排放速率略小,但都与To明显不同,除了监测前24 h,二者在7日监测过程中波动较To平缓;7日CO_2排放总量为To>Th>Tf>T(5.19、4.19、3.62、3.39 mol?m-2),Th、Tf、T处理排放速率分别下降19.3%、30.2%、34.6%。研究证明,短期水位波动对CO_2排放的影响最明显,中国西北部河流水位的频繁波动能大幅度影响湿地碳库功能。

基于CEEMDAN-SVR模型的柴油车氮氧化物瞬态排放预测

柴油机具有更高的燃油热效率,但过高的氮氧化物(NO_(x))排放限制了其发展,准确预测柴油车在实际道路上工作的排放状态,有助于柴油机的开发和设计。瞬态NO_(x)排放序列具有非线性、非平稳性和非正态分布的特点,直接使用机器学习算法进行预测变得困难。为准确预测柴油机瞬时NO_(x)排放,本研究将自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)应用到柴油NO_(x)瞬态排放模型中,结合支持向量回归机(SVR)对复杂时间序列的高效建模能力,提出一种柴油机NO_(x)瞬态预测模型CEEMDAN-SVR。运用CEEMDAN对NO_(x)排放序列进行分解,获取不同采样频率下的子序列,对各个子序列使用SVR建模预测,然后通过集成各个子序列的预测值获得最终的预测结果。结果表明:CEEMDAN算法能有效降低NO_(x)序列的非平稳性,通过SVR机器学习模型更容易提取出数据局部特征信息,具有更低的预测误差。

LNG动力船舶大气污染物排放特征实船测试

为获取以液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)为燃料动力的船舶(拖船)大气污染物实船瞬时排放特征,通过在船舶烟囱尾排处安装在线监测设备,实时在线监测气态污染物(CO、NOx、SO2、TVOC)和颗粒物(PM),初步获得LNG动力船舶尾气污染物排放因数,并探索以LNG为燃料的动力船舶尾气排放规律。结果表明,LNG动力船舶废气的瞬时排放质量浓度均较低,其中:TVOC和PM的排放质量浓度最低,瞬时排放质量浓度分别为0.123~1.184 mg/m3、0.102~0.226 mg/m3;SO2和NOx的瞬时排放质量浓度分别为5.040~103.700 mg/m3和23.500~68.900 mg/m3;CO的排放质量浓度为69.880~1 513.000 mg/m3。从船舶尾气污染物的排放因数来看,LNG燃料是减少船舶尾气排放的有效能源之一。

汽车速度和加速度对不同尾气排放的影响分析

为研究汽车不同速度和加速度对污染物排放速率和比例的影响,采用OBEAS-3000车载尾气检测仪,实地实验测量了不同速度和加速度下的机动车不同尾气的瞬时排放速率,定量分析了不同排放气体(CO,HC和NOx)与速度和加速度的关系以及9种工况下尾气中不同气体组成比例的差异性.结果表明,非减速行驶工况下,CO排放速率与速度负相关,而HC和NOx排放速率与速度正相关.NOx的排放速率与加速度成正相关,HC和CO的排放速率与加速度无显著相关性.减速行驶工况下,三种气体的排放速率与速度均成正相;HC的排放速率与加速度成负相关,而CO和NOx排放速率与加速度无显著相关性.另外,结果显示不同行驶工况下CO和HC的排放比例存在明显差异性,NOx的比例没有明显变化.研究结果为建立不同气体的精确排放模型提供了理论依据.

燃气增程式混动车加载策略对NO_x排放影响

由于京Ⅵ法规的特殊性,典型增程式混合动力车整车排放可以达标国Ⅵ法规要求,但无法满足京Ⅵ法规要求.针对该问题,在一台4缸4.5 L排量的增程式混合动力天然气车专用发动机上,按照中国典型城市公交循环(CCBC循环)工况开展了不同加载策略对瞬时NO_x排放的影响,研究分析了典型增程式混合动力天然气车发动机启动阶段的工作特征,以及启动阶段加载时间和加载路径对整车排放的影响.研究表明:在常规加载路径(即发动机转速和负荷线性增长)情况下,延长加载时间3 s至40 s能有效降低NO_x排放,把整车瞬时NO_(x)排放30 s平均值从786×10^(-6)减少至504×10^(-6),能够满足京Ⅵ法规但相对法规限值的裕度不大.然而通过在启动阶段改变加载路径策略的研究发现,使用先在小负荷工况提升发动机转速至目标值,之后保持发动机转速不变提升发动机负荷至目标值的加载路径,可以将整车瞬时NO_x排放30 s平均值进一步降低至271×10^(-6),满足京Ⅵ整车法规要求的同时保证了足够的裕度.

不同能量管理策略的增程电动汽车排放的实际道路试验

为研究增程式电动汽车在不同能量管理策略下对污染物排放的影响,对2辆增程式电动汽车在不同驾驶工况下进行了实际道路试验。对排放数据聚类得到瞬时高排放集合(IHES),通过发动机转速、节气门开度等发动机参数对一氧化碳(CO)、细颗粒数量(PN)瞬时高排放的影响进行了分析。结果表明:能量管理策略会影响CO瞬时高排放的分布规律,相比于功率跟随策略,多点控制策略易使得车速处于高速阶段时产生CO瞬时高排放。不同驾驶行为不会对增程式电动汽车CO、PN瞬时高排放的分布规律造成明显影响,而拥堵路况下发动机冷却液温度相对低,再启动时产生了更多的PN瞬时高排放。

有机胺干法脱硫技术在烧成系统中的运用

金岗水泥有限公司生料辊压机终粉磨系统运行时SO2的排放浓度100%低于100 mg/Nm3,辊压机停机时SO2排放浓度会飙升至200~300 mg/Nm3。其特点是:SO2初始排放浓度不高(SO2最高瞬时排放不超过500 mg/Nm3),排放浓度不稳定。高温有机胺脱硫技术固定投资少,运行成本低,响应快,安全可靠,副作用小,很适合这种工况的脱硫。

内河船舶大气污染物排放特征实测研究

为获得内河船舶航行时的大气污染物排放特征,本研究基于船舶尾气测试系统测试了珠三角西江水域内航行的5艘内河船舶,识别了内河船舶气态污染物瞬时排放特征及基于燃油消耗量的排放因子,并探讨了船舶排放的PM_(2.5)化学组分特征及来源.结果表明:船舶在巡航行驶状态下气态污染物的排放浓度变化都较为平稳,货船污染物排放浓度明显高于快艇.CO_2、CO、NO、NO_2、NO_x、SO_2与PM_(2.5)的排放因子范围分别是3135.90～3149.90、3.10～12.03、30.87～41.18、3.90～7.43、36.36～48.61、0.08～5.50、0.32～4.17 g·kg^(-1).内河船舶排放的PM_(2.5)中碳组分、水溶性离子和金属元素的贡献占比分别为43.8%～64.2%、9.7%～39.0%和0.6%～3.4%,其中,有机碳/元素碳(OC/EC)比值范围为0.40～2.69,OC可能受船舶制动影响较大,润滑油损耗是重要来源.