多通道PM2.5化学物种采样器的研制与应用

利用自行开发的设计计算软件,完成了PM2.5切割器特性尺寸的精确设计及其切割性能对喷嘴尺寸、采样流量和环境因素的敏感性分析.铝质切割器的切割粒径为2.42 μm,捕集的颗粒物质量浓度与"理想采样器"相差8.1%;采样系统的气密性良好,1 min内压力下降小于0.005 MPa;累积采样流量偏差小于±5%.实验室验证、与美国同类商业化采样器的平行采样对比以及在三个城市的现场运行均表明,研制的多通道PM2.5采样器的性能满足一次采样供质量浓度、化学物种及单颗粒特征等分析的实际应用需要.     

溶液浓度和载气流量对气溶胶特性的影响

随着PM 2.5成为热点,PM 2.5口罩的测试手段也开始受到广泛关注,气溶胶粒子浓度及粒径分布则是口罩过滤效果测试中最重要的参数。为了使测试条件更为贴近口罩的实际工况,针对口罩测试中常用的NaCl固体气溶胶和DEHS油性气溶胶,探讨了气溶胶发生器的溶液浓度和载气流量对气溶胶粒子计数浓度及粒径大小特性的影响。结果表明,溶液浓度和载气流量对气溶胶粒子计数浓度有明显影响;NaCl溶液浓度对气溶胶的粒径大小有影响;载气流量对NaCl气溶胶的粒径大小无明显影响,而对DEHS气溶胶粒径大小有影响。     

振筛进料流化床气溶胶发生器性能的初步研究

为了满足流化床气溶胶发生器中小量均匀的进料要求,本文探索了用振筛机作为动力的进料器,并对发生器产生的气溶胶进行了测试.结果表明,发生器可以产生浓度和粒度分布比较稳定的气溶胶.同时还发现发生器的流量在一定范围内可用于调节气溶胶浓度,而粒度分布基本不变.     

用滤膜压力降法研究气溶胶发生器输出浓度的稳定性

先行研制的振筛进料流化床气溶胶发生器的稳定性能不够理想,需要对其进行改进. 根据气溶胶在滤膜上沉积量与压力降的关系,通过测量采样滤膜两端压力降,对发生器发生浓度的稳定性进行了表征. 对流化床气溶胶发生器进料稳定性的影响因素进行了讨论,研究了进气流量和进料斗中硅胶加入量对稳定性的影响. 测试结果表明,进料斗中加入1~3层硅胶、进气流量800~1000 L/h时,发生器发生浓度的稳定性最好.     

串联战斗部前级环形切割器的设计与试验

为验证在现有导弹战斗部前端加装环形聚能装药的可行性,采用数值模拟对环形切割器进行优化设计,通过靶场切割试验对毁伤效果进行初步检验.结果表明,优化设计的环形切割器对厚靶板切割效果显著;环形切割器在30°攻角下对40mm靶板具有很强的切割效果.该结论为新型串联战斗部的设计提供了参考.     

气溶胶研究中大流量和小流量安德森采样器间的结果差异

大流量和小流量安德森分级采样器是气溶胶研究中比较经常使用的两种采样器,它们的基本原理虽然相同,但是由于采样量的不同也使得使用这两种采样器所得到的结果不尽相同.为了详细了解在气溶胶研究中这两种采样器的各自优缺点,详细比较了利用这两种采样器进行研究时所得到的结果(包括气溶胶总浓度,粒度分布,季节分布)的差别,并详细探讨了其原因.     

栓流密相气力输送特性的试验研究

为研究栓流密相气力输送气固两相流的输送特性,进行了粉煤灰在输送管内的流动模式试验和粉煤灰输送压力、物料流量特性试验.采用EcT技术测试了粉煤灰在输送管内的流动模式,并考察了主进气流量、补气流量、助吹气流量对物料流量、固气比的影响.研究表明:粉煤灰在输送管内的流动模式是以栓流密相为主,其灰栓长度为0.8～2.3 m,移动速度为2.8～11.3 m/s;输送压力与物料流量成双曲线特性,且随着空气流量的增加物料流量增大;主进气流量起主导作用,并与物料流量成单调上升抛物线关系,与固气比成上凸抛物线关系,即先增大后减小.     

北京大气气溶胶干沉降和质量浓度的季节变化特征

本文利用北京地面气溶胶观测资料,分析了北京气溶胶质量浓度、谱分布和干沉降的季节变化.结果表明,北京总悬浮颗粒物浓度(TSP)质量浓度有明显的季节变化.春季最高,TSP质量浓度为509μg/m3,秋冬次之,分别为319和281 μg/m3,夏季最低,仍然达到245μg/m3.全年TSP平均339μg/m3.北京气溶胶分粒径质量浓度观测结果表明,粗粒子质量浓度占的比例很高.春季在沙尘天气条件下,气溶胶中粗粒子(直径＞2.1 μm)占总浓度的83%.在4月,8月,10月和12月的非沙尘季节,粗粒子分别占74%,71%,54%和85%,平均值为71%.北京在3月和4月的干沉降通量为最大,分别为1.17和1.44g/(m2.d),其他月份较小,在0.12～0.42 g/(m2·d)之间,年均值为0.42 g/(m2·d).     

东亚地区春季有机碳气溶胶分布特征的初步研究

本研究利用一个区域三维化学输送模式模拟研究了东亚地区2001年春季有机碳气溶胶的输送与演变过程.有机碳气溶胶浓度的模拟值与TRACE-P和ACE-Asia观测期间获取的观测值相比,模拟值与观测值之间具有非常好的一致性,模式合理地反映了有机碳气溶胶浓度的时空分布.模拟结果表明,有机碳气溶胶柱含量的高值区(大于16 mg/m2)主要集中在长江中游和西南地区,黄河以南的我国大部分地区柱含量超过了7 mg/m2,并且4 mg/m2的等值线延伸到了西北太平洋深处.     

反渗透海水淡化转子式压力交换器运行特性研究

能量回收装置的快速发展及其广泛应用是反渗透海水淡化制水成本大幅降低的关键因素之一.设计了具有新型端盘结构的转子式压力交换器,搭建了装置性能测试平台,并对其运行特性进行了测试分析.结果表明:装置在处理量为8.3 m3/h和操作压力为6.0 MPa时,流量和压力的运行稳定性都较好,能量回收效率保持在95.8％ ～97.7％;在100 ～ 500 r/min的转速范围内,装置均具有良好的旋转动平衡性能,并在500 r/min时达到17 ～18 N·m的最小驱动扭矩值.     

静态螺旋切割强化臭氧液相传质研究

为解决臭氧在水中的溶解度低、应用受到限制的问题,开发了一种新型的变螺距的静态螺旋切割器,考察了臭氧气体流量、液体流量以及变螺距系数对强化传质效果的影响,并与常规曝气、循环气液喷射混合接触方式下的传质进行了对比。结果表明,在相同的时间内,液相O_3含量随着气液流量的增加而增加,变螺距系数m对于强化效果也有一定影响,采用螺距均匀变化的腔芯结构有助于臭氧在水中的溶解。采用新型螺旋切割器通气10 min后液相O_3的质量浓度可达16.2 mg/L,传质系数高达0.400 min~(-1),是相同条件下常规曝气和循环气液喷射混合方式的9.5和7.0倍。采用变螺距螺旋切割装置强化臭氧在水中的传质,能够显著提高传质速率和传质效率。     

微米级气溶胶粒子在滤层中的收集效率研究

采用颗粒床过滤系统对含气溶胶气体进行过滤实验,研究微米级气溶胶粒子在滤层中过滤效率的变化规律,并建立滤层模型计算过滤效率理论值.结果表明,在低风速(u0≤0.2m/s)范围内,过滤风速的提高有利于大粒径气溶胶粒子(dP=2.5 μm)的收集,而对中小粒径气溶胶粒子(dp≤1.0μm)的过滤效率没有明显帮助;滤料材质相同时,滤料粒径越小、比表面积越大,过滤效率越高;材质不同时,Hamaker 常数越大,越有利于捕集气溶胶粒子.由颗粒床层模型分析得出,当dp<0.1μm时,扩散效应起主导作用,颗粒粒径越小,扩散效率越高;当dp>1.0μm时,惯性碰撞效应起主导作用,粒径越大,惯性碰撞和拦截效应越显著.     

注水井井下自发电技术研究

为了解决智能分注井井下测控设备供电问题,研究形成了注水井小流量井下自发电技术.考虑注水井管柱特点和工况特点,通过试验结合数值模拟,对发电机涡轮结构进行优化,研制了小直径涡轮发电机.根据电源特点,研发了井下整流稳压技术.室内进行了井下发电机性能测试,试验结果表明,流量为49.35m3/d条件下,发电功率为10.23W,达...     

气溶胶固定剂PAM-b-PVTES的合成及表征

以S,S-二苄基三硫代碳酸酯(DBTTC)为链转移剂，丙烯酰胺(AM)为第一单体，乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为第二单体，通过RAFT聚合制备了两亲嵌段共聚物，其水溶液可作为一种气溶胶固定剂用于涉核环境下放射性气溶胶的去除。通过FTIR、1H NMR、DSC、GPC对聚合物分子结构与性能进行了表征。通过黏度表征结果表明：随着链转剂用量的减少，黏度增加。表面张力和接触角测试结果表明：随着VTES的引入，表面张力降低到40.44 mN/m；接触角降低到11.9°；通过气溶胶沉降固定实验表明：对PTI-A2粉尘的沉降固定效率为91.04%。预期在涉核环境下作为放射性气溶胶沉降固定剂可得到应用。     

韩国COSMO化学公司600 t/d硫酸项目的设计回顾

介绍了韩国COSMO化学公司600 t/d硫磺制酸项目的设计情况,包括工艺流程、主要设备及布置.主要技术经济指标经考核达到设计要求,硫磺流量4.7 m3/h,锅炉给水流量36.48 t/h,中压过热蒸汽产量30.86 t/h, 尾气ρ(SO2)289.1 mg/m3.生产实践表明,该装置性能完全达到了预期设计要求,技术经济指标比较先进.     

高效过滤器的应用

<正> 众所周知,从空压机排出的压缩空气中含有大量的油、水、尘和其它杂质。在大多数场合,需在压缩机之后配置相应的分离器、干燥器和高效过滤器,使压缩空气净化,以满足用户的使用要求。 高效过滤器是以超细纤维为主体滤材,以气溶胶学及凝聚式过滤机理为理论依据设计研制的一种新型气体过滤装置。它捕捉的主要对象是悬浮在压缩空气中的亚微米级气溶胶粒子,其典型界限为0.01μm,而油气溶胶粒子直径为0.01～0.8μm。显然,高效过滤器能有效清除这类粒子。以清除油气溶胶粒子为主要目的的过滤器,一般习惯称之为除油过滤器。     

广州冬季PM10和PM2.5中有机碳与元素碳浓度水平及分布特征

于2002年1月至2月在广州市3个点采集不同粒径(PM2.5和PM10)大气气溶胶样品,测定了PM2.5,PM10及其中的有机碳(OC)和元素碳(EC)浓度,探讨了广州市冬季碳气溶胶的污染特征.结果表明,PM2 5和PM10平均浓度分别为105.9 μg/m3及161.7 μg/m3,其中PM25中的OC,EC浓度分别为22.6μg/m3和8.3μg/m3,PM10中的OC,EC浓度分别为29.4和10.4 μg/m3.PM2.5和PM10的总碳气溶胶含量分别为40.5%和35.7%.PM2.5和PM10中OC/EC的比值平均为2.7,这与大多数城市大气的OC/EC比值接近.OC与EC的相关性很好(R＞0.9),表明OC与EC的排放源相同.估算的PM2.5中次生有机碳(SOC)平均浓度为12.1μg/m3,占PM2.5中总OC浓度的49.6%;PM10的SOC平均浓度为14.3 μg/m3,占PM10中总OC的44.8%.     

工业规模板波纹填料床层的液体分布

采用φ480mm,高6 m的工业规模有机玻璃填料塔,以空气-水为实验物系,测试了250 Y型金属孔板波纹填料床层的液体分布.空塔气速和液体喷淋密度的测试范围分别为0.677～2.062m/s和27.37～109.2m3/(m2·h).结果表明,液速和气速的改变均不会对床层液流分布造成较大的影响,而壁流量受塔内气液流动的影响较大.     

错排降膜阵列气液交叉流界面捕集PM2.5的传质类比模型

根据气溶胶颗粒拟流体性质提出了气液交叉流界面捕集PM2.5的传质类比模型.分析了颗粒Schmidt数及其指数m对气溶胶流体传热传质类比的影响机理.以常用的横掠错排管束对流传热Nu方程为基础,导出了横掠错排降膜阵列PM2.5传质Sherwood数方程,由此建立了以m为模型参数的PM2.5捕集效率预测模型.用横掠20列×90排ø3 mm降膜阵列PM2.5捕集效率实测数据回归获得m值为0.808.在Reynolds数50～650的范围内,模型预测传质Sh与实测值误差在±20%之内.     

黄土高原春季大气气溶胶的质量浓度和矿物组成

2001年春季黄土高原沉降区长武大气气溶胶(TSP)的观测结果显示,其平均质量浓度为210μg/m3,其中4月份TSP平均浓度最高,为285μg/m3,5月份TSP平均浓度最低,为135μg/m3. 监测到的3次尘暴事件TSP浓度分别为402,46,453μg/m3,远高于春季平均浓度.矿物分析实验结果表明,石英、长石、碳酸盐和粘土矿物为其主要组成矿物.对比显示,尘暴粉尘与非尘暴粉尘在矿物组成上无显著性差异,且粘土矿物含量均在50%以上,表明长武粉尘气溶胶以较长距离的远源输入为主.结合空气气团轨迹分析结果,发现不同输送路径的尘暴粉尘其矿物组成上(方解石含量)存在差异,暗示着不同源区粉尘气溶胶矿物组成特征可能不同,并可用于粉尘源区的指示.