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活性炭/沸石层状床氢气纯化穿透曲线热效应

工程热物理学报 2016年第7期37卷 1511-1518页

作者：彭育志明越肖金生 BNARD Pierre CHAHINE Richard 武汉理工大学汽车工程学院湖北省现代汽车零部件技术重点实验室湖北省汽车零部件技术协同创新中心武汉430070 加拿大三河城魁北克大学氢能研究所

应用变压吸附技术对氢气混合气进行分离提纯是制取高纯度氢气的有效途径。本文主要研究多组分气体在活性炭/沸石层状床中穿透曲线的热效应影响,基于多物理场仿真平台Comsol,建立了多组分气体在多孔介质中的吸附、传热与传质模型。并将... 详细信息

应用变压吸附技术对氢气混合气进行分离提纯是制取高纯度氢气的有效途径。本文主要研究多组分气体在活性炭/沸石层状床中穿透曲线的热效应影响,基于多物理场仿真平台Comsol,建立了多组分气体在多孔介质中的吸附、传热与传质模型。并将模拟值与实验数据进行验证分析,探索吸附过程伴随的热效应对穿透曲线的影响机理。最后针对变压吸附氢气纯化系统运行参数研究了环境温度、吸附条件和活性炭与沸石层高度比等对穿透曲线的影响。

关键词：氢气纯化变压吸附穿透曲线热效应传热传质

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穿透曲线反演管壁溶质通量的实验研究

高校地质学报 2011年第4期17卷 546-551页

作者：李光泉高阳赵蓓云南大学资源环境与地球科学学院地球物理系昆明650091

泉口穿透曲线提供了一个便捷有效的方法来研究岩溶含水层中污染物的运移。在旱季,滞留在石灰岩中的污染物通过岩壁释放入管道,与管道水相混合并运输到下游泉口,因此,泉口穿透曲线能够反演出污染物释放时的管壁溶质通量。笔者利用一个基... 详细信息

泉口穿透曲线提供了一个便捷有效的方法来研究岩溶含水层中污染物的运移。在旱季,滞留在石灰岩中的污染物通过岩壁释放入管道,与管道水相混合并运输到下游泉口,因此,泉口穿透曲线能够反演出污染物释放时的管壁溶质通量。笔者利用一个基于运移稀释模型的解析解,由40条实验室测量的穿透曲线来反演出相应的管壁溶质通量。结果表明,其基本形状与穿透曲线相似,管壁透水的非均匀性在穿透曲线上明显表现出来,而在管壁溶质通量上表现为强振荡。因此,管壁溶质通量比泉口穿透曲线对管壁透水的非均匀性有更高的分辨率。该通量是一个连接泉口穿透曲线和污染物在岩石中早期分布的中间量,本文提供了一种研究管壁污染物释放过程的新方法。

关键词：岩溶滞留穿透曲线运移释放

地下水示踪试验中穿透曲线的解析——以平果县平南赤泥堆场地下岩溶系统为例

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地下水 2024年第2期46卷 9-12页

作者：韦栋文王文海桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541006

地下水示踪试验中的穿透曲线解译是一项重要的技术,通过这一技术,可以获得关于地下岩溶管道的信息,如管道的尺寸、连通性、分布和方向等。然而,在实际应用中,仍存在许多问题需要解决,以提高对穿透曲线的解释准确性和可靠性。以平果县平... 详细信息

地下水示踪试验中的穿透曲线解译是一项重要的技术,通过这一技术,可以获得关于地下岩溶管道的信息,如管道的尺寸、连通性、分布和方向等。然而,在实际应用中,仍存在许多问题需要解决,以提高对穿透曲线的解释准确性和可靠性。以平果县平南赤泥堆场地下岩溶系统为例,利用荧光计获取示踪数据结合Qtracer2软件对示踪剂回收率、平均滞留时间、弥散系数、地下水平均流速等参数进行计算,并结合当前被广泛认同的结论对穿透曲线中的多峰、异常波动等现象进行解释。由于本次研究区的岩溶管道规模小,将岩溶管道的复杂性降低到了可计算程度,对并联岩溶管道长度近似值进行计算,最后排除曲线尾部的峰值为溶质暂态存储现象,分析表明研究区属于多管道岩溶系统,地下水主要表现为“岩溶水扩散流”特征。本研究为地下水数值模型提供了依据,为研究如何分析岩溶复杂介质运移特征提供参考。

关键词：示踪试验穿透曲线管道长度暂态存储岩溶

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溶潭容积对岩溶管道穿透曲线的影响实验

吉林大学学报（地球科学版） 2022年第3期52卷 979-991页

作者：李琪赵小二武周虎武桂芝张成青岛理工大学环境与市政工程学院山东青岛266033

溶潭常导致岩溶管道穿透曲线的拖尾现象,研究溶潭对穿透曲线的影响对地下水污染预测与控制具有重要意义.在实验室内设计具有不同尺寸和个数的水箱管道系统,通过示踪试验研究溶潭容积对穿透曲线的影响.实验结果表明:随着水箱容积(水箱尺... 详细信息

溶潭常导致岩溶管道穿透曲线的拖尾现象,研究溶潭对穿透曲线的影响对地下水污染预测与控制具有重要意义.在实验室内设计具有不同尺寸和个数的水箱管道系统,通过示踪试验研究溶潭容积对穿透曲线的影响.实验结果表明:随着水箱容积(水箱尺寸或水箱个数)增加,穿透曲线拖尾逐渐变长,峰值质量浓度逐渐减小;随着流速增大,曲线拖尾逐渐变短,对称水箱和不对称水箱的峰值质量浓度大致为先升高后降低.对称水箱中,主体溶质穿透时间随着尺寸增大基本不变,与水箱个数呈指数增长关系,其余时间特征参数基本与水箱容积呈线性关系,校正峰值质量浓度与水箱容积呈幂函数关系.容积相同时,对称和不对称水箱形态中集中分布(不同尺寸)的时间方差、后段溶质羽穿透时间、溶质羽穿透时间大于离散分布(不同个数),而两种分布的平均运移时间基本一致.不对称水箱的主体溶质穿透时间、校正峰值质量浓度在两种分布条件下基本一致.对称和不对称水箱平均运移时间与水箱容积呈良好的线性关系,不对称水箱中主体溶质穿透时间、校正峰值质量浓度与水箱容积分别呈良好的线性、幂函数关系,这3个参数对野外利用穿透曲线特征参数预测岩溶管道中溶潭的容积具有指示意义.

关键词：溶潭容积穿透曲线特征参数示踪试验

离子型稀土矿柱浸过程稀土离子穿透曲线的计算方法研究

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离子型稀土矿柱浸过程稀土离子穿透曲线的计算方法研究

作者：张硕江西理工大学

学位级别：硕士

矿山环境问题越来越受到国家社会的关注,离子型稀土矿开采存在着硫酸铵用量过大,氨氮污染严重等问题。离子型稀土原地浸矿工艺是铵根离子交换稀土离子以及铵根离子和稀土离子在矿体中运移的过程,因此有必要对浸矿过程中离子交换和运移... 详细信息

矿山环境问题越来越受到国家社会的关注,离子型稀土矿开采存在着硫酸铵用量过大,氨氮污染严重等问题。离子型稀土原地浸矿工艺是铵根离子交换稀土离子以及铵根离子和稀土离子在矿体中运移的过程,因此有必要对浸矿过程中离子交换和运移规律进行研究,以减少稀土开采对周边环境的影响。本文根据小尺度柱浸试验结果,提出了小尺度柱浸过程穿透曲线的计算方法,在此基础上,基于塔板理论和CDE方程两种理论,分别计算了大尺度柱浸过程的穿透曲线,并与室内大尺度柱浸试验穿透曲线进行对比分析,确定了描述大尺度柱浸过程穿透曲线的最优模型。研究内容和结果如下:(1)进行柱高分别为2.5 cm、5.0 cm、7.5 cm、10.0 cm的小尺度柱浸试验,在试验数据的基础上提出采用经验模型η=exp(a-b/t)描述浸取率与时间关系的穿透曲线。将土柱视为一个单元体,采用连续杯浸的思想建立参数a的计算方法。采用量纲分析法建立参数b与土性参数的关系。同时考虑浸取率与浸矿周期,采用所建立的模型优化注液浓度。研究结果表明,稀土品位与最优的硫酸铵浓度的关系式为:C=7.36ε+0.2。(2)进行柱高为50.0 cm的大尺度柱浸试验,将土柱视为多个单元体,基于塔板理论建立了同一种管径下稀土离子浓度随注液次数变化的方程,根据Q-t曲线确定了管径分布范围,将多种管径下稀土离子浓度随注液次数变化的曲线进行组合得到柱浸过程稀土离子的穿透曲线,并与两组试验结果对比,相关系数分别为0.968和0.957。(3)根据柱浸过程的渗透速度,以及柱浸试验得到的非反应性溶质的穿透曲线,采用最小二乘法计算得到CDE方程中的水动力弥散系数,基于离子交换模型,建立了考虑源汇相的对流弥散方程,用于描述柱浸过程稀土离子的穿透曲线,将计算结果与两组试验数据进行对比,其相关系数分别为0.847和0.876。(4)相对于CDE方程,塔板理论中包含的参数更易获取,且其穿透曲线的计算结果与室内柱浸试验所得的穿透曲线相关系数更高,因此确定采用塔板理论描述大尺度柱浸过程中的穿透曲线。

关键词：离子型稀土矿原地浸矿浸取率浸矿周期穿透曲线

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砂性介质中硝基苯穿透曲线的多模型对比分析

工程勘察 2020年第11期48卷 40-46页

作者：姚思雨李志萍王淑丽袁巧灵刘莉莉华北水利水电大学地球科学与工程学院郑州450045

随着工业化进程的加快,硝基苯在化工行业的使用率越来越高,其对土壤、地下水、环境和人类健康带来的问题不容小觑。本文以硝基苯溶液在不同砂性介质中的穿透试验为例,分析了5种穿透曲线模型的适用性和优缺点,利用决定系数和协方差评价... 详细信息

随着工业化进程的加快,硝基苯在化工行业的使用率越来越高,其对土壤、地下水、环境和人类健康带来的问题不容小觑。本文以硝基苯溶液在不同砂性介质中的穿透试验为例,分析了5种穿透曲线模型的适用性和优缺点,利用决定系数和协方差评价穿透模型的拟合效果。结果表明:Thomas模型不适用于描述硝基苯溶液在砂性介质中的穿透曲线,Boltzmann分布函数拟合程度较好,而Yoon-Nelson、Adams-Bohart、Wolborska这3种模型的拟合程度最好。Yoon-Nelson模型简单,拟合过程中不能获得溶质平衡吸附量,Wolborska模型稍显复杂,但拟合结果能够得到溶质平衡吸附量,这两个模型可根据实际需要选用。该研究结果可为硝基苯在土壤中的迁移规律研究提供基础参数,为后续不同条件下的穿透曲线模型的选取以及穿透模型参数求取提供借鉴。

关键词：硝基苯穿透曲线穿透模型

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氢气纯化变压吸附的穿透曲线及循环热效应

氢气纯化变压吸附的穿透曲线及循环热效应

作者：彭育志武汉理工大学

学位级别：硕士

近年来,如何探索和利用可再生清洁能源已成了世界各国政治和工业领域活动的热点。氢能具备可再生、燃烧后无污染物、单位质量热值高等特点,一直被人们视为人类未来理想能源。氢能有效利用离不开氢气的纯化、制备、储存、运输和安全使用... 详细信息

近年来,如何探索和利用可再生清洁能源已成了世界各国政治和工业领域活动的热点。氢能具备可再生、燃烧后无污染物、单位质量热值高等特点,一直被人们视为人类未来理想能源。氢能有效利用离不开氢气的纯化、制备、储存、运输和安全使用等方面,其中氢气的纯化对氢气用于化工、食品和汽车等领域具有重要意义。常见的催化裂解制氢过程通常含有多种杂质气体,诸如CO、CO、CH和N等,如何将这些杂质气体分离成了氢气高效利用的瓶颈。本文研究的对象为变压吸附(PSA:Pressure Swing Adsorption)氢气纯化技术,着重研究氢气纯化变压吸附过程热效应对气体吸附分离性能的影响。基于热力学基本原理,结合多组分气体在吸附床中穿透过程中的质量守恒、能量守恒和动量守恒以及气体状态方程,建立多组分气体吸附模型,并运用多物理耦合软件仿真平台Comsol和化工过程软件平台Aspen Adsim实现对多组分吸附模型的数值求解,并对模型求解结果进行实验验证和模型改进。首先,根据单组分气体的吸附等温线实验数据应用Matlab曲面拟合工具拟合出与温度相关的Langmuir吸附平衡模型参数,并讨论拟合结果适用性问题。基于热力学、流体力学和传热传质学,建立多组分气体在吸附床中的吸附、传热与传质模型,并给出模型的初始条件和边界条件。其次,进一步研究吸附床结构对多组分气体穿透曲线热效应的影响。研究了三元混合气体(H、CO和CH)在活性炭和沸石吸附床中的穿透曲线热效应影响以及四组分混合气(H、CO、CH和CO)在改进环状套床结构变压吸附系统的气体穿透曲线及其热效应的影响。此外,研究了四元混合气(H、CO、CH和CO)在由活性炭和沸石构成的层状吸附床中的气体穿透曲线及其热效应影响,着重分析了系统换热条件、环境温度以及活性炭/沸石层状床中活性炭与沸石高度比对气体穿透曲线及其热效应的影响。最后,针对新型金属有机框架物吸附材料变压吸附氢气纯化过程,研究了三元气体(H、CO和CH)在Cu-BTC吸附床中的吸附和脱附循环过程中气体的穿透曲线及其热效应现象。

关键词：氢气纯化变压吸附多组分气体穿透曲线热效应

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量热式生物传感器信号降噪和穿透曲线的研究

仪表技术与传感器 2013年第2期 1-3,15页

作者：王丽影郑艺华青岛大学机电工程学院山东青岛266071

针对量热式生物传感器在采集信号时由于热效应产生的高频随机干扰问题,采用小波变换对含噪信号进行分解重构,并采取默认阈值对分解后的小波系数进行处理,消除了外界干扰信号,目标信号得到优化;在此基础上,对富集时间可能产生时间闲置或... 详细信息

针对量热式生物传感器在采集信号时由于热效应产生的高频随机干扰问题,采用小波变换对含噪信号进行分解重构,并采取默认阈值对分解后的小波系数进行处理,消除了外界干扰信号,目标信号得到优化;在此基础上,对富集时间可能产生时间闲置或不足问题,利用Matlab编程,运用改进的BP神经网络算法(L-M算法)预测富集过程的穿透曲线。仿真结果表明预测值与真实值吻合较好,均方差为6.423E-5,得到了精确的富集时间,为以后的研究提供参考依据。

关键词：量热式生物传感器小波变换神经网络穿透曲线 BP神经网络

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矿化垃圾固定床吸附过程和穿透曲线预测

环境科学学报 2008年第8期28卷 1599-1603页

作者：赵天涛张丽杰全学军赵由才王富平重庆工学院生物工程学院重庆400050 同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092

以轴向扩散模型和恒定图式假设为基础,推导出了适用于预测固定床穿透曲线的积分模型.通过动态循环法对苯酚和对氯苯酚在矿化垃圾中的吸附行为进行了研究,采用Freundlich等温吸附方程描述穿透曲线,并得到了便于应用的代数模型.通过不同... 详细信息

以轴向扩散模型和恒定图式假设为基础,推导出了适用于预测固定床穿透曲线的积分模型.通过动态循环法对苯酚和对氯苯酚在矿化垃圾中的吸附行为进行了研究,采用Freundlich等温吸附方程描述穿透曲线,并得到了便于应用的代数模型.通过不同条件下固定床实验来确认模型,结果证实模型可以很好地描述穿透曲线.同时讨论了操作参数和矿化垃圾特性对穿透曲线的影响,结果表明,较低的进料浓度和进料流量以及内扩散和轴向扩散的影响都会造成实际穿透曲线与预测穿透曲线之间的偏差.

关键词：穿透曲线固定床吸附矿化垃圾数学模型