- 刘超;傅轩昂;周作明;吕碧洪;荆国华;
深共晶溶剂(DESs)具有低挥发性、高热稳定性及结构可设计等优点,是一类极具潜力的碳捕集吸收剂。阐述了DESs的分子结构,以及吸收温度、CO_2分压和水含量对其碳捕集性能的影响机制。物理型DESs通过范德华力和氢键协同作用,实现CO_2可逆物理吸收,该方法再生能耗低,但依赖加压条件,可进一步与多孔载体或膜技术复合构建高性能材料体系;胺基功能化型DESs通过化学吸收提升低CO_2分压下的碳捕集能力,但存在黏度高的挑战,可通过引入氢键调控剂、增加空间位阻及调控反应产物结构等策略降低体系的黏度;超强碱衍生型DESs利用胍/脒类超强碱活化氢键供体(HBD)生成高活性阴离子,实现高效CO_2吸收,但存在毒性风险,需在性能优化与生物相容性间寻求平衡;离子液体型DESs兼具离子液体与DESs的优势,可实现降黏增效,但仍需进一步优化合成路径并降低吸收剂成本。最后,提出了DESs面临的关键挑战,需构建从DESs结构到CO_2捕集性能的构效关系模型,建立综合DESs物性数据库,开发基于DESs关键结构参数的机器学习辅助设计方法,构建多维度评估体系,并探索混合技术与过程强化策略,为不同类型DESs在CO_2捕集中的应用提供参考。
2025年06期 v.39;No.222 1-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1642K] - 吴天富;金炜玲;周斌;任亚红;廖振良;
煤制甲醇是甲醇生产的主要方式,但其高碳排放特性严重制约了行业的绿色低碳转型。尽管CO_2捕集、利用与封存(CCUS)技术被视为实现大规模碳减排的有效手段,但其自身的能耗与泄漏风险会影响净减排效果。因此,开展全过程碳排放核算研究并科学评估CCUS技术的实际减排效果,对制定有效的减排措施至关重要。然而,煤制甲醇耦合CCUS技术的全过程工况复杂,且存在碳核算标准和指南难以应用、减排核证体系不完善等问题。为此,本研究构建了煤制甲醇耦合CCUS技术的全过程碳排放核算体系,旨在填补方法上的空白并准确评估CCUS技术的实际减排效果。通过界定系统边界、分层分类核算并结合Aspen Plus流程模拟,解决了传统方法在碳转移场景中的应用盲区。在此基础上,通过敏感性分析,探索了不确定因素对碳排放核算结果的影响,评价核算结果的可靠性和稳健性。基于某年产120万t煤制甲醇的典型工业案例,分析结果表明该案例的碳排放强度为3.00 t CO_2/t甲醇,而耦合CCUS技术后降至1.88 t CO_2/t甲醇;尽管该案例中CO_2捕集率达到83.1%,但受CCUS技术自身碳排放的影响,净减排率仅为37.8%。进一步分析指出,为减排效益最大化,需对产生CO_2的煤气化单元及捕集CO_2的酸性气体脱除单元的操作条件进行协同优化。案例研究表明,本研究提出的核算体系能够为煤制甲醇及其他类似的高碳工业过程提供科学有效的碳核算方法,明确碳排放特征,并准确评估CCUS技术的实际减排效果,为系统减排优化提供了理论依据。
2025年06期 v.39;No.222 14-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1804K] - 林茹晶;胡天天;张悦;谢丽;
微生物电合成系统(Microbial Electrosynthesis System, MES)是一种融合微生物还原与电化学技术的跨学科创新技术,在CO_2能源化与资源化领域展现出广阔的应用前景。乙酸作为微生物CO_2转化的主要产物之一,具有良好的市场价值与经济潜力。其中,还原性乙酰辅酶A(Acetyl-CoA)途径通过多酶协同催化,将CO_2直接转化为乙酰辅酶A,进而合成乙酸,是实现CO_2高效、稳定转化为乙酸的典型代谢途径,为CO_2的高值化利用奠定了重要基础。综述了当前利用MES技术将CO_2转化为乙酸的研究进展,重点围绕还原性乙酰辅酶A途径,探讨了转化过程中的关键强化策略,包括修饰电极及运行条件优化、间接与直接电子传递效率的提升、产H_2过程强化、中间代谢产物调控以及CO_2捕获技术改进等方面。同时对机器学习在MES与电催化材料中的应用进行小结。最后,展望了未来研究方向,包括MES与机器学习相结合以加速催化材料开发、利用基因编辑技术实现生物性能强化,以及通过全生命周期评价指导MES规模化应用,旨在为该领域的进一步发展提供前瞻性视角与支撑。
2025年06期 v.39;No.222 27-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1551K] - 美合日阿依·穆太力普;闫乐乐;左凯帅;姚志远;
CO_2提高采收率技术(CO_2-EOR)可以提高驱油效率,实现CO_2的有效封存。然而,实际油藏地层压力往往低于CO_2与原油之间的最小混相压力(MMP),难以形成理想的混相驱替效果。针对这一难题,分析了醇处理CO_2对CO_2与烷烃体系MMP的影响。通过实验测量乙醇或异丙醇处理的CO_2与正十六烷的界面张力(IFT),并采用线性回归法计算MMP,与未经处理的纯CO_2与正十六烷体系进行对比。结果表明,在压力高于6 MPa时,醇处理CO_2可显著降低其与正十六烷的IFT,而在压力低于6 MPa时,降低效果不明显。此外,乙醇处理CO_2与正十二烷体系同样表现出明显的IFT降低效应。值得注意的是,乙醇处理CO_2与正十二烷体系中,IFT的降低幅度随压力升高逐渐增大,但未出现明显的突变现象。在70℃条件下,乙醇或异丙醇处理的CO_2与正十六烷体系的MMP均显著降低。其中,乙醇处理CO_2使MMP降低了20.16%,异丙醇处理CO_2则降低了24.28%,异丙醇的降幅更大。这是由于乙醇极性强于异丙醇,而异丙醇具有更长的碳链。因此,异丙醇在CO_2与正十六烷界面上的吸附能力更强且在超临界CO_2中的溶解度也更高,表现出更优的MMP降低效果。本研究为利用醇类降低CO_2与油之间的MMP提供了重要的实验依据。
2025年06期 v.39;No.222 40-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1534K] - 杨卫春;万雨函;李青竹;黄晓凤;周康;邢宇康;廖骐;司梦莹;杨志辉;
土壤作为陆地生态系统最大的有机碳库,其固碳潜力及功能对调控全球碳循环至关重要。近年来,土壤矿物固碳机制因其在长期碳封存中的关键作用受到广泛关注。首先简要概述了气候变暖或土地利用变化背景下土壤固碳的不稳定性,指出矿物结合有机碳通过物理化学作用形成的稳定碳库,已成为土壤固碳的核心途径。重点解析了不同类型土壤矿物(如层状硅酸盐黏土矿物、铁/铝氧化物、碳酸盐矿物等)因其独特的表面物理化学特性(比表面积、电荷性质、表面官能团、化学反应活性)而形成的固碳机制差异,系统梳理了由矿物-有机碳界面反应驱动的多种碳固定机制(配体交换、静电作用、氢键、包埋闭蓄及层间嵌入等)。进而,基于黏土矿物与金属氧化物性质,阐述了矿物界面之间相互作用实现协同固碳的作用途径。矿物-有机碳体系下多种界面反应机制共同驱动了土壤有机碳的固定,总结了当前对土壤矿物长期碳封存作用机制研究面临的主要挑战及关键问题。最后,针对目前土壤矿物固碳机制研究的不足与局限,提出未来应加强多尺度、多过程耦合的观测与模拟,并关注实际生态系统管理中的应用潜力。
2025年06期 v.39;No.222 51-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1835K]
- 张建鹏;李媛;李杨;
厌氧消化是目前实现城市污泥减量化和资源化的重要途径之一。然而传统厌氧消化受氢气/甲酸扩散的限制,代谢容易受阻,最终导致厌氧消化体系酸化崩溃。直接种间电子传递(Direct Interspecies Electron Transfer, DIET)被证实能够有效地避免上述问题并提高厌氧消化的效能。研究表明,添加少量丙三醇可富集电活性微生物,促进DIET。然而添加外源丙三醇会增加运行成本。本实验结合碱预处理与酵母发酵,实现城市污泥自产丙三醇促进DIET,为城市污泥高效厌氧产甲烷提供技术支持。研究结果显示:(1)碱预处理的最佳周期为10 h,城市污泥中溶解性糖的含量提高了43.4%;酵母的最佳接种量为10%,最佳发酵周期为9 h,丙三醇浓度占城市污泥总化学需氧量(COD)的2.43%;(2)相比于对照组,酵母发酵组和碱预处理联合酵母发酵组的甲烷产量分别提高了11.8%和15.4%,挥发性固体(VS)去除率几乎相同(约45%),有机质转化效率分别提高了5.80%和9.30%;(3)相比于对照组,酵母发酵组和碱预处理联合酵母发酵组污泥的放电电子转移系数(Electron Transfer Coefficient,ETC)提高了11.1%和16.8%,充电ETC提高了11.1%和17.3%;(4)微生物群落分析发现,碱预处理联合酵母发酵组相比于对照组富集了可能参与DIET的Methanothrix soehngenii GP6和Fastidiosipila sanguinis。
2025年06期 v.39;No.222 64-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1667K] - 杨若辰;姜磊;佟灿;宋丽;岳佳鑫;张雄;廖玮;邵敬爱;杨海平;陈汉平;
随着我国社会经济的持续发展,城市居民日常生活产生的生活垃圾(Municipal Solid Waste,MSW)逐年增加。MSW解耦燃烧技术能够实现低NO_x燃烧,具有重要研究意义。基于此,采用两段式固定床反应器,探究了反应温度(T)、过量空气系数(α)以及气体停留时间(t)对MSW解耦燃烧过程中气体燃尽特性、尾气污染物及颗粒物排放特性的耦合影响,并在此基础上对MSW解耦燃烧工艺进行了优化。研究结果表明,高温富氧条件有助于提升燃尽效果;而NO的生成依赖自由基的积累和高温激发反应路径。不同工况下颗粒物的生成呈非单调变化,但最低颗粒物排放工况与最佳燃尽工况相对应,表明二者存在协同控制关系。在α较高和t较短时,高活性PAHs及二噁英前体易于富集,增加了二噁英生成风险;适当延长t并控制α在1.5左右,可显著降低二噁英的生成趋势。综合考虑燃尽效率、颗粒物和NO_x控制效果,T=850℃、α=1.5、t=2.5 s的工况为该温度下的最佳工况;而在T=1 000℃、α=1.5、t=2.5 s时,燃尽效率可进一步提高,污染物抑制效果也更为显著。该研究为城市生活垃圾清洁高效能源化利用提供了技术参考。
2025年06期 v.39;No.222 73-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1708K] - 朱玲霞;蔡建军;吴浩;钟日钢;陈思杨;刘红;
城市生活垃圾焚烧(MSWI)飞灰中含多种潜在危害的重金属,其浸出问题限制了资源化利用,并带来了环境风险。为了研究在烟气净化过程中添加熟石灰对飞灰中重金属固化的影响,通过调整熟石灰用量和纯度,从微观形貌、矿物组成以及重金属形态分布等多个角度分析了重金属固化的机制。结果表明,在熟石灰添加量达到8%时,飞灰中大部分重金属的固化率达到了最佳水平。具体而言,Zn、Se和Cr(Ⅵ)重金属物质固化率分别为97.6%、82.9%和53.3%,Cu、Pb、Cd和Ni这4种重金属的固化率均提高至100%。然而,对于Ba和As,添加熟石灰后,其浸出浓度有所增加,但仍未超过垃圾填埋场的浸出限值。与添加工业级熟石灰相比,添加分析纯级熟石灰后,重金属的浸出浓度较低。此外,实验结果显示,添加熟石灰后,飞灰的内部结构变得更加紧密,而其矿物组成变化不大。飞灰中重金属的形态分布从不稳定态向稳定态转化,这有利于重金属的固化,从而有效减少了重金属的浸出风险。
2025年06期 v.39;No.222 84-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1697K] - 周玥;杜林;赖敏;王家乐;王传留;
瓦斯抽采钻孔封孔技术是矿井瓦斯治理和安全生产保障的重要手段之一。然而,矿井对封孔材料的巨大需求,对现有材料的经济性提出了更高要求。煤矸石作为煤矿开采过程中产生的主要固体废弃物,若将其作为掺合料用于瓦斯封孔材料的改性,有助于实现其规模化处理和资源化利用,并降低注浆成本。系统考察了煤矸石掺量、粒径及水灰比对瓦斯封孔材料工作性能、水化产物组成和微观结构的影响。结果表明,在瓦斯封孔材料中掺入适量煤矸石可促进钙矾石的生成,从而提高材料强度。然而随着煤矸石掺量的增加,体系中二氧化硅含量升高,水化凝胶产物减少,孔隙率增大,导致抗压强度下降。水灰比的增大同样会增加结构孔隙率,降低材料强度,但有利于提高流动度并延长凝结时间。在相同水灰比条件下,煤矸石粒径在100～300目时浆液凝结时间最短,且抗压强度最大。当水灰比为0.8、煤矸石掺量为40%、粒径为100～300目时,材料养护4 h后的抗压强度接近4 MPa,能够在保障瓦斯抽采效果的同时,有效提升经济效益。
2025年06期 v.39;No.222 95-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1824K] - 马艳;韩小蒙;宋姗姗;冯修平;
抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes, ARGs)是影响人类健康的重要公共卫生问题之一。污水处理厂是ARGs的汇聚场所,其运行工况对ARGs向环境的排放有重要影响。然而,目前关于污水处理单元水力停留时间(Hydraulic Retention Time, HRT)与ARGs的分布和去除关系的研究较少。设计了2组不同HRT的AAO(Anaerobic-Anoxic-Oxic)+深度处理+消毒的中试实验装置,其中长HRT组的生物段HRT为38.4 h、砂滤柱滤速为2.3 m/h、消毒段HRT为55 min,短HRT组的生物段HRT为22.0 h、砂滤柱滤速为4.0 m/h、消毒段HRT是30 min。考察了各工艺段的ARGs浓度及其分布,并分析了水质环境因子和微生物群落与ARGs的相关性。实验结果表明,长HRT组的二沉池出水中ARGs浓度低于短HRT组,这可能是因为长HRT组中微生物与ARGs有更充分的接触时间,强化了对ARGs的生物降解作用。混凝沉淀和砂滤组合的深度处理工艺对ARGs的去除效果并不显著。消毒后的长HRT组出水中ARGs浓度仍低于短HRT组,表明延长生物段或消毒段的HRT有助于提高ARGs的去除效率。此外,生物段和消毒段对致病菌属如Aeromonas、Desulfovibrio、Pseudomonas等也具有一定的削减作用。然而,延长消毒时间会显著提高ARGs/16S rDNA的比例,同时可能增加致病菌属的相对丰度,从而影响受纳水体的微生物菌群结构。冗余分析进一步揭示,Nitrospira、Dechloromonas、Ferruginibacter等菌属与ARGs之间存在较强的相关性,16S rDNA和悬浮固体(Suspended Solids, SS)也与ARGs有较高相关性。为污水处理厂在控制ARGs排放风险方面提供了理论支持。
2025年06期 v.39;No.222 107-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1760K] - 司马卫平;瞿江;邓文祺;
重金属镍(Ni)污染对生态环境和人体健康危害显著,传统处理技术存在成本高、易造成二次污染等局限。生物炭作为绿色吸附材料备受关注,通过改性可提升其吸附性能。采用酒糟为生物质原材料,通过热解温度调控与投加不同物质相结合的方式进行改性,制备了Mg/Al层状双氢氧化物改性生物炭(E-Mg/Al-LDH BC),系统考察了其对Ni(Ⅱ)的吸附性能及作用机理。研究发现,E-Mg/Al-LDH BC对Ni(Ⅱ)的吸附效果受多种因素影响,其中在pH为6时吸附效果最佳,Ni(Ⅱ)的吸附量可达78.10 mg/g,去除率高达97.62%;当生物炭投加量为1.25 g/L时,对于初始浓度在25～150 mg/L范围内的Ni(Ⅱ)溶液表现出良好的吸附性能。通过吸附等温线和动力学分析可知,Langmuir模型能良好拟合吸附等温线,证实该吸附过程以单分子层吸附为主;吸附曲线与准二级吸附动力学模型的高度契合,则表明化学吸附主导吸附进程。此外,借助FTIR、SEM-EDS Mapping等表征手段分析发现,E-Mg/Al-LDH BC对Ni(Ⅱ)的吸附主要通过络合作用实现,同时还伴有离子交换和π-重金属相互作用机制。旨在为生物炭在重金属吸附领域的应用提供理论和技术支持,同时为实际环境污染修复工作提供新的思路。
2025年06期 v.39;No.222 116-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1693K] - 张涛;高涣庭;龚勋;泮浩翔;
对芦竹和红杉木进行热重等理化性质分析和水平固定床反应器快速热解实验,探究生物质原料在不同热解温度、热解时间及生物质颗粒粒径下的快速热解三态产物产率变化规律。为了快速且精确地获得不同反应条件下三态产物产率分布,基于神经网络原理,结合其他文献中不同种类生物质快速热解的三态产率数据,建立了不同种类生物质在不同反应条件下热解产物产率分布的预测模型。模型的输入特征为生物质特性(挥发分V、固定碳FC)以及热解条件(热解温度T、热解时间t以及颗粒粒径D),输出特征为三态产物产率。测试集与预测数据吻合良好,测试集三态产物平均回归系数R~2为0.97。该模型的预测结果与数据集之外实验结果相比,误差仅为5.31%,表明该模型对热解产物产率预测的可行性和可靠性。
2025年06期 v.39;No.222 126-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1453K] - 卢瑜;刘学;周骁腾;左鹏;张元甲;曹晋曾;王露;姚业成;魏国强;
随着城市化与工业化进程的加快,大量污泥的产生与积累,使得其安全、高效及资源化利用成为环境保护和循环经济发展亟待解决的重要课题。基于减量化、无害化、资源化处置原则,采用化学链气化制氢(CLG)方式处置高速路沿线服务区产生的市政污泥,以获取高纯氢气。该方法具有反应?损低,产物附加值高和抑制污染物生成等优势,为氢能高速建设提供重要支撑。利用热力学计算平台构建了铁基载氧体污泥CLG反应流程,并基于吉布斯自由能最小化原理,对污泥关键元素反应演化及铁基载氧体交互作用机理进行了计算分析。研究结果表明:在燃料反应器内增加氧源,可有效促进化学链气化反应平衡正向进行;引入水蒸气有利于增强碳元素的解聚与转化,从而提高产物中H_2的平衡含量。在900℃,载氧体与市政污泥比(OC/MS)为0.25、水蒸气与市政污泥比(S/MS)为0.5的条件下,可获得品质最优的合成气,并使NO_x前驱物完全转化为N_2。在蒸汽反应器中综合考虑最佳CLG条件下的剩余固相组分,确定最佳制氢温度为600℃,最佳水蒸气添加量为1 kmol,此时产生的H_2纯度可达95.45%。在空气反应器中,确定了每千摩尔污泥模型化合物对应的载氧体再生最佳O_2添加量为0.125 kmol,并揭示了晶格氧的恢复历程依次为Fe→FeO→Fe_3O_4→Fe_2O_3。
2025年06期 v.39;No.222 135-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 1954K] - 严樟;曾武强;唐毅;潘建新;陈金凤;蒋柱武;
针对传统脱氮工艺能耗高、碳源依赖性强及温室气体排放等问题,提出将厌氧膜生物反应器(eAnMBR)与部分硝化-厌氧氨氧化(PN/A)工艺进行耦合,构建基于AQUASIM 2.0平台的多底物动力学模型,系统探究氧气表面负荷与碳氮比(C/N)对脱氮效能及微生物群落的影响机制。该模型涵盖氨氧化菌(AOB)、亚硝酸盐氧化菌(NOB)、厌氧氨氧化菌(AnAOB)及异养菌(HB)等12种组分,引入亚硝酸盐抑制因子以优化AnAOB的代谢动力学。模拟结果表明,当氧气表面负荷为0.12～0.14 g/(m~3·d)时,系统总氮(TN)去除率达峰值64.45%,生物膜内AnAOB相对丰度最高;而当氧气表面负荷≥0.16 g/(m~3·d)时,溶解氧抑制AnAOB活性,促进NOB增殖,导致硝酸盐积累。C/N调控研究显示,在低进水NH_4~+-N浓度(<35 g/m~3)时,提升C/N可通过强化HB的反硝化作用来提高TN去除率;而在高NH_4~+-N浓度(≥35 g/m~3)时,则需维持低C/N(<2.0)以避免HB对AnAOB功能的竞争性抑制。研究表明,eAnMBR-PN/A工艺通过优化氧传递与底物分配,可实现低C/N市政污水的高效脱氮,为污水处理厂低碳转型提供了理论依据与技术参考。
2025年06期 v.39;No.222 146-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 1567K] - 冯钦娥;阮馨慧;阮泽云;陈玲红;孙锐;吴卫红;郑成航;
光伏玻璃是光伏组件的核心材料,研究其减碳潜力对光伏行业组件全生命周期的减碳及应对绿色贸易壁垒具有重要意义。采用生命周期评价方法(LCA),分析了我国典型光伏玻璃生产的碳足迹,建立了基于物理关系的混合分配方法和关键工序的生命周期碳排放核算模型,同时通过情景分析揭示了不同生命周期阶段的碳减排潜力。结果表明,化石燃料燃烧、原料获取和电力消耗是光伏玻璃碳排放的关键环节,分别占总碳足迹的26.74%、24.84%和20.62%。重油消耗、纯碱消耗和电力碳排放因子是影响光伏玻璃产品碳足迹最敏感的因素。在碳减排潜力优化方面,采用氢气替代、绿色甲醇替代、提高天然气用量、纯碱工艺优化和光伏电替代5种低碳情景,光伏玻璃的碳减排量分别为2.40、0.82、0.50、0.64和0.22 kg CO_2-eq。在氢气燃料替换、优化电力结构和纯碱生产工艺的协同优化情景下,碳减排潜力达到了41.11%。研究表明,实现光伏玻璃产业的深度低碳化发展需构建全产业链协同机制,推动上下游企业联动实施系统性降碳措施。
2025年06期 v.39;No.222 155-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 2010K] - 詹梨苹;赵锐;蒲灵;邓力刚;李思锐;
废有机溶剂具有高资源化价值与环境风险双重特性,加强对其全生命周期精准管控至关重要。通过融合统计数据和网络数据,梳理了废有机溶剂的全生命周期代谢路径,识别了当前存在的管理瓶颈。在此基础上,结合地理信息系统和多准则决策分析,建立了涵盖环境、经济和社会3方面9项指标评价体系,确定了新建废有机溶剂集中收集贮存中心的潜在位置。代谢路径分析结果显示,废有机溶剂产量大,本地化消纳设施无法满足处置需求,其中超过35%被转移至都市圈外处置。研究区内超过95%的产生源为年产量不足100 t的小微企业,普遍存在废物出路难的问题。具体而言,54.98%的产废企业未能与下游接收企业建立委托关系,16.91%的废物被贮存在产生源内部。由适宜性分析结果可知,在整个研究区内,非常适宜、比较适宜、一般适宜、不适宜作为集中收集贮存中心选址的区域占比分别为11.76%、42.23%、41.22%和4.79%。在充分考虑废物产量变化趋势的基础上,研究发现简阳市和龙泉驿区是新建集中收集贮存中心优先考虑的区域。
2025年06期 v.39;No.222 166-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 1617K] - 卢科;岳添漆;秦丰;苏明;易畅;何杨;赵靓;武家辉;徐义书;
致密气场站生产过程产生的闪蒸废气富含水和非甲烷烃类,燃烧处置中普遍存在“冒黑烟”问题。设计了通过可燃废气射流引射空气形成部分预混燃烧的文丘里结构型燃烧器,通过CFD仿真分析了燃烧器的套筒角度、套筒直径以及废气(燃料)射流旋流叶片等结构参数对燃烧与碳烟生成行为的影响规律,确定了燃烧器结构并制造了样机,开展了现场试验验证。结果显示,增大吸入段套筒角度是比较理想的改进方法,由30°增加到60°能使引射空气量增加64%,减少碳烟生成(降幅73%);而增大混合段套筒直径会使内部出现低速区域,不仅降低冷却套筒的效果,而且增加的引射空气还会使燃料提前着火,出现1 500 K以上的内部高温区域,不利于燃烧器安全长期运行。燃料喷口设置旋流叶片能够在燃烧器内部形成旋流射流,可以在不显著改变燃烧器外形尺寸的情况下减少碳烟生成并降低火焰尺寸,有利于燃烧器的清洁、长期运行。根据仿真结果设计制造的燃烧器在现场试验中火焰稳定,“冒黑烟”现象消失,验证了新设计的燃烧器具有多点射流引射、旋流稳燃特征、部分预混特征,可有效减少致密气闪蒸废气燃烧中碳烟的生成,实现清洁燃烧处置。
2025年06期 v.39;No.222 176-187页 [查看摘要][在线阅读][下载 2327K] - 彭黄湖;姜勇;杨帆;陈泽洲;吴圣姬;车磊;
为快速预测含油污泥热解后残渣含油率的变化规律,指导含油污泥热解工艺参数优化,选取热解终温,热解时间,升温速率,氮气流量,含油污泥的含油率、含水率和含渣率作为输入变量,热解残渣含油率作为输出变量,采用梯度提升决策树(GBDT)、极端梯度提升(XGB)、支持向量机(SVM)及随机森林(RF)算法分别建立了含油污泥热解残渣含油率的预测模型。通过228组数据进行训练和测试,结果表明,GBDT、XGB、SVM以及RF 4种含油率预测模型在测试集上的决定系数R~2分别为0.871 6、0.866 7、0.835 6和0.917 1。经过贝叶斯优化算法(BOA)超参优化后,该4种含油率预测模型的测试集决定系数R~2分别提升至0.901 2、0.900 1、0.896 5和0.920 4。其中,贝叶斯优化的随机森林(BO-RF)模型预测效果更佳,能更准确地预测含油污泥热解残渣含油率的动态变化规律。
2025年06期 v.39;No.222 188-198页 [查看摘要][在线阅读][下载 1624K]