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基于实测数据的高炉煤气单位热值含碳量推荐值的修正方法

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洁净煤技术 2024年第8期30卷 75-81页

作者：万迎峰李秋军潘书婷范敏中钢集团武汉安全环保研究院有限公司湖北武汉430081

钢铁工业碳排放核算方法依据GB/T 32151.5-2015《温室气体排放核算与报告要求第5部分:钢铁生产企业》所提供的排放因子法,单位热值含碳量(C_(C))作为表征可燃物质在单位热值下碳元素含量的指标,是排放因子法计算碳排放量的重要影响因子... 详细信息

钢铁工业碳排放核算方法依据GB/T 32151.5-2015《温室气体排放核算与报告要求第5部分:钢铁生产企业》所提供的排放因子法,单位热值含碳量(C_(C))作为表征可燃物质在单位热值下碳元素含量的指标,是排放因子法计算碳排放量的重要影响因子。前人对于钢铁工业碳排放研究主要侧重于各种核算方法之间的差异性,而对于单位热值含碳量推荐值准确性鲜有研究。为研究可燃物质单位热值含碳量对于碳排放计算的影响,选择钢铁工业炼铁工序副产气体高炉煤气作为研究对象,基于某钢厂高炉煤气各项指标实测数据,计算得出不同组分(CO和CO_(2))含量下高炉煤气C_(C)实测值,分析不同组分含量高炉煤气低位发热量实测值、全碳组分C_(C)实测值、燃烧过程C_(C)实测值等实测参数变化。结合排放因子法广泛应用的现状,基于C_(C)实测值波动情况,提出3种将C_(C)推荐值修正为燃烧过程C_(C)的方法,在各自适用条件修正值与实测值的偏差均小于5%;最后,用该钢厂高炉炼铁工序2021年有关统计数据,针对高炉煤气C_(C)推荐值修正前后高炉本体碳排放计算结果进行对比分析,修正前高炉本体每吨铁的碳排放量-0.19 t,修正后高炉本体每吨铁的碳排放量0.415 t,修正结果与真实碳排放情况较吻合。研究结果表明,在计算钢铁工业高炉本体二氧化碳排放时,使用实测均值、修正系数w(CO)[w(CO)+w(CO_(2))]和w(CO)—C_(com)拟合曲线修正高炉煤气单位热值含碳量,计算结果与实际相符。

关键词：高炉煤气单位热值含碳量推荐值实测法修正方法

不同边界工况下受电弓区域流场结构及气动噪声特性对比分析

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中国铁道科学 2024年第3期45卷 117-127页

作者：潘永琛张格明李志强柳润东刘兰华苏林潘镜冲中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司科信部北京100081 中国科学院声学研究所中国科学院水声环境特性重点实验室北京100190

为研究流场结构对受电弓气动噪声的影响,运用分离涡模拟方法和FW-H方程对高速受电弓区域流场结构和气动声场进行数值计算,对比分析平面和车体凹腔2种边界工况下流场特性、涡旋结构以及气动噪声特性的变化差异,为局部结构的气动声学优化... 详细信息

为研究流场结构对受电弓气动噪声的影响,运用分离涡模拟方法和FW-H方程对高速受电弓区域流场结构和气动声场进行数值计算,对比分析平面和车体凹腔2种边界工况下流场特性、涡旋结构以及气动噪声特性的变化差异,为局部结构的气动声学优化以及仿真预测提供参考。结果表明:边界形式对局部流动具有明显的调制作用,速度场、涡量场均发生较显著的变化,相比于平面边界工况,车体凹腔边界工况下涡旋尺度增大,流动结构变得更为“有序”;车体凹腔边界工况下受电弓表面声压级相对较低,且气动噪声能量主要分布集中在500 Hz内的低频段;不同边界工况下Lamb矢量散度分布特征显示,气动声源的类型未发生变化,且车体凹腔边界工况下气动声源强度相对较弱;2种边界工况下的螺旋度分布差异意味着边界形式对流场的调制影响湍流能量的输运过程以及气动噪声能量的转化效率。

关键词：受电弓流场气动噪声边界形式涡旋结构

水煤浆气化炉协同处理过程中有机物排放特征——以多环芳烃和二噁英为例

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中国环境科学 2024年第9期44卷 5053-5062页

作者：崔长颢章磊刘美佳李丽陈超王浩祥闫大海马晓烽中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所北京100012 绍兴凤登环保有限公司浙江绍兴312300

采用工业化试验对水煤浆气化炉协同处理蒽醌染料、精馏残渣、废活性炭、废有机溶剂等多源有机废物过程中多环芳烃(PAHs)和二噁英(PCDD/Fs)的排放特征进行研究.结果表明,协同处理有机废物不会对水煤浆气化炉的气化压力、气化温度和小时... 详细信息

采用工业化试验对水煤浆气化炉协同处理蒽醌染料、精馏残渣、废活性炭、废有机溶剂等多源有机废物过程中多环芳烃(PAHs)和二噁英(PCDD/Fs)的排放特征进行研究.结果表明,协同处理有机废物不会对水煤浆气化炉的气化压力、气化温度和小时产气量产生显著影响,但合成气中CO和CO_(2)的气体体积分数较空白工况有所变化,CO的气体体积分数由40.9%下降至31.5%,而CO_(2)气体体积分数则由23.4%增加至31.0%,主要原因可能是有机废物的引入使得气化炉燃烧更充分;协同工况下气态排放物中PAHs和PCDD/Fs分别以萘和低氯代同系物为主,其中PAHs和PCDD/Fs的总毒性当量分别在0.12–0.49ng-TEQ/m^(3)和1.22–3.82pg-TEQ/m^(3)之间,较空白工况下PAHs(0.06–0.11ng-TEQ/m^(3))和PCDD/Fs(1.34–2.97ng-TEQ/m^(3))的总毒性当量无明显增加,且仍远低于相关标准限值;协同工况下固态样品中PAHs和PCDD/Fs分别以低、中环和低氯代同系物为主,硫磺(0.49ng-TEQ/kg)和炭黑(0.37ng-TEQ/kg)的PAHs总毒性当量,以及碳酸氢铵(8.3pg-TEQ/kg)的PCDD/Fs总毒性当量分别高于其他固态样品的PAHs和PCDD/Fs总毒性当量.协同工况下固态样品中PAHs和PCDD/Fs的总毒性当量较空白工况均无明显增加,环境风险可控.

关键词：水煤浆气化炉有机废物协同处理多环芳烃(PAHs) 二噁英(PCDD/Fs)

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高速铁路声屏障动力性能检测及评价方法研究

铁道科学与工程学报 2024年

作者：陈兴潘永琛周铁军伍向阳刘兰华中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所

掌握铁路声屏障服役状态对指导运维养护具有重要作用，如何有效检测并表征结构动力性能是目前的难题之一。基于现行技术标准分析，采用理论分析、数值仿真与现场试验相结合的方法，开展声屏障动力性能检测及评价方法研究。通过声屏障气... 详细信息

掌握铁路声屏障服役状态对指导运维养护具有重要作用，如何有效检测并表征结构动力性能是目前的难题之一。基于现行技术标准分析，采用理论分析、数值仿真与现场试验相结合的方法，开展声屏障动力性能检测及评价方法研究。通过声屏障气动仿真分析与动力性能试验，识别气动荷载的垂向分布规律，研究结构振动随运行速度的变化特征，分析主要构件间的动力传递关系与力学响应行为，进而提出可反映声屏障本体质量的检测与评价指标，并通过试验验证其有效性与适应性。研究结果表明：伴随列车运行速度提升引起气动作用加剧，声屏障结构振动增大，但主要构件振动响应的变化规律存在差异。受附加惯性效应影响，立柱动刚度相对值随速度提升呈下降趋势；单元板动刚度相对值基本稳定且呈现非线性特征，与板-柱接触状态有关。基于声屏障气动荷载垂向分布与非线性耦合动力作用特征，提出刚度系数检测评价新指标。经现场验证，声屏障检测评价方法能够消除列车运行速度、车型、声屏障设置位置与高度等因素的影响，检测结果受气动荷载变化引起的最大波动范围在±17%以内，解决了既有结构刚度检测指标与实际检测工况匹配性不佳、检测结果受气动荷载影响显著等问题，可为铁路声屏障全寿命周期管理提供科学手段。

关键词：高速铁路声屏障动力性能检测评估方法刚度系数

石墨相氮化碳的改性及其在光催化制氢领域的研究进展

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化工新型材料 2024年第S1期52卷 85-89,96页

作者：张元飞陈卉王盛勇王彩云张彦峰中钢集团武汉安全环保研究院有限公司武汉430081

氢能作为21世纪最清洁的能源,备受关注。利用太阳能催化制氢,是绿色低碳制氢技术之一。石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))因其合适的电子能带结构、热稳定性好、经济、环保等优点,是光催化制氢领域研究热点,被认为是最具潜力的半导体光催化剂... 详细信息

氢能作为21世纪最清洁的能源,备受关注。利用太阳能催化制氢,是绿色低碳制氢技术之一。石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))因其合适的电子能带结构、热稳定性好、经济、环保等优点,是光催化制氢领域研究热点,被认为是最具潜力的半导体光催化剂之一。通过对g-C_(3)N_(4)结构的改性,可改善其比表面积小、光谱响应范围窄、光生载流子复合率高等问题,提高光催化制氢效率。介绍了g-C_(3)N_(4)光催化机理及制备,g-C_(3)N_(4)的改性及其在光催化制氢领域的研究进展。其中3种改性方式包括能带结构调控、形貌调控和异质结的构建。基于以上,对未来研究工作的方向与前景进行了展望,可为开发高性能改性g-C_(3)N_(4)光催化剂分解水制氢提供参考。

关键词：改性氮化碳光催化制氢氢气

油田伴生气中CO_(2)和轻烃的纯膜分离新技术

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天然气工业 2024年第4期44卷 68-75页

作者：张春威刘瑛孙晓梁全胜王涛李鹤康宇龙陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院

在油田开发过程中,大量用于驱油并伴随原油采出的CO_(2)和轻烃(C_(2)~C_(5))被直接排放,不仅浪费资源,还污染环境,不符合CO_(2)驱油环保理念,回收CO_(2)和高附加值的轻烃势在必行。为此,通过分析某CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS)示范区... 详细信息

在油田开发过程中,大量用于驱油并伴随原油采出的CO_(2)和轻烃(C_(2)~C_(5))被直接排放,不仅浪费资源,还污染环境,不符合CO_(2)驱油环保理念,回收CO_(2)和高附加值的轻烃势在必行。为此,通过分析某CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS)示范区建成后伴生气组分的变化,优选聚乙烯胺膜、聚二甲基硅氧烷膜针对伴生气中的CO_(2)和轻烃开展室内分离试验,采用PROⅡ软件对伴生气分离整体流程进行了模拟仿真、开展了流程优化设计和装置试制,确定了膜技术分离油田伴生气中CO_(2)和轻烃的适用性,并开展了现场试验。研究结果表明:①随着CCUS示范区CO_(2)的注入,CO_(2)对地层中的轻烃组分具有一定的萃取作用,并导致其含量逐渐上升,需要回收被采出至地面的CO_(2)和高附加值的轻烃;②聚乙烯胺膜对CO_(2)具有强促进传递作用,CO_(2)浓度、温度、湿度为主要影响因素,CO_(2)两级分离率可达到96%;③聚二甲基硅氧烷膜对轻烃具有良好的选择性,碳值越高选择性越好,压力比、温度为主要影响因素,分离率最高可达70%;④聚乙烯胺和聚二甲基硅氧烷2种膜均具有优异的长期运行稳定性,印证了膜法分离CO_(2)和轻烃的能力;⑤试制膜分离撬装装置600 h现场试验装置运行稳定,分离效果和室内试验及数值模拟数据基本吻合。结论认为,采用纯膜法分离油田伴生气中的CO_(2)和轻烃投资低、能耗低,节能环保,具备长期应用的潜力。

关键词： CO_(2)驱油聚乙烯胺膜聚二甲基硅氧烷膜油田伴生气膜法分离 CO_(2)分离烃类分离

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高速铁路隧道洞口噪声理论计算方法研究

铁道科学与工程学报 2024年

作者：李志强王晨歌郑撼刘兰华朴爱玲邵琳中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所中国铁道科学研究院研究生部

为探究高速铁路隧道洞口噪声影响规律，在高速铁路多等效声源直达声预测方法理论模型基础上，发展了基于统计声学的隧道洞口混响声理论计算模型，建立了隧道洞口环境噪声影响理论计算方法；基于射线声学仿真软件，构建时速350km/h高速... 详细信息

为探究高速铁路隧道洞口噪声影响规律，在高速铁路多等效声源直达声预测方法理论模型基础上，发展了基于统计声学的隧道洞口混响声理论计算模型，建立了隧道洞口环境噪声影响理论计算方法；基于射线声学仿真软件，构建时速350km/h高速铁路隧道洞口和路基段动车组噪声传播三维仿真分析模型。对比了不同工况下动车组通过噪声差异，探讨混响声对隧道洞口噪声时变影响规律，并将理论与仿真结果进行了对比分析。通过现场测试所得的动车组350km/h驶出隧道时隧道外噪声时域变化曲线，验证理论和仿真计算结果的可靠性。研究结果表明：所建理论模型及仿真分析模型所得噪声计算结果基本一致，且与实测结果误差均小于1dB(A)；隧道混响是引起隧道洞口噪声增大的主因，在动车组头车抵近洞口时混响声达最大值，动车组大部分车体驶出隧道后混响声快速减小，其贡献量总体呈先增大后减小的趋势；在动车组驶出隧道前，隧道洞口噪声以混响声为主；在动车组驶出隧道的过程中，隧道洞口噪声以动车组已驶出隧道部分产生的直达声为主。所提出的高速铁路隧道洞口混响声和总噪声理论模型实现了对混响声贡献量的有效解析，可准确计算隧道洞口噪声时变特征，研究成果对进一步指导隧道洞口噪声控制方案快速制定、改善隧道洞口声环境具有重要意义和应用价值。

关键词：高速铁路隧道混响直达声理论方法

氨基功能化离子液体复配PMDETA吸收剂的制备及其捕集CO2实验

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环境工程学报 2024年第8期18卷 2346-2356页

作者：赵唯刘立范驰马晓辉冯斌郑旭中钢集团武汉安全环保研究院有限公司中钢集团天澄环保科技股份有限公司

以三乙烯四胺（TETA）和3-溴苯酚（3-Br-Ph OH）为原料，采用一步法合成氨基功能化离子液体三乙烯四胺-3-溴苯酚盐（[TETAH][3-Br-Ph O]），并添加助溶剂五甲基二乙烯三胺（PMDETA）溶液以及去离子水组成水基CO2吸收体系[TETAH][3-Br-Ph... 详细信息

以三乙烯四胺（TETA）和3-溴苯酚（3-Br-Ph OH）为原料，采用一步法合成氨基功能化离子液体三乙烯四胺-3-溴苯酚盐（[TETAH][3-Br-Ph O]），并添加助溶剂五甲基二乙烯三胺（PMDETA）溶液以及去离子水组成水基CO2吸收体系[TETAH][3-Br-Ph O]-PMDETA-H2O用于CO2吸收。采用核磁共振碳谱（13C NMR）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和热重分析（TGA）进行表征，分析所合成氨基功能化离子液体的结构、热稳定性以及体系吸收CO2的反应机理。实验探究了反应温度、体系配比以及含水量对体系吸收CO2性能的影响。结果表明，当[TETAH][3-Br-Ph O]与PMDETA的体积比为4∶6，去离子水含量为60vol%，吸收温度为25℃时，该体系的CO2吸收容量达到最大值3.72 mol·L-1，远高于[TETAH][3-Br-Ph O]和PMDETA单独吸收CO2的容量值。同时，在120℃加热解吸-再生90 min并经过5次循环吸收-解吸后，再生效率保持在87%,CO2总吸收容量达到20.65 mol·L-1，具有良好的再生循环性能。该研究表明，氨基功能化离子液体复配溶剂对于CO2捕集具有较大的应用潜力。

关键词： CO2捕集离子液体吸收-解吸再生反应机理

高速列车关键区域流场结构及气动噪声特性仿真分析

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中国铁路 2024年第6期 1-6页

作者：柳润东李志强伍向阳潘永琛中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所北京100081

通过建立包含受电弓、转向架的3节编组列车数值模型,利用分离涡模型对车身流场进行计算,利用宽带噪声源模型和FW-H方程对车身表面源强以及远场气动噪声传播进行分析。研究结果表明:高速列车车身周围流动结构与噪声源位置密切相关;车头... 详细信息

通过建立包含受电弓、转向架的3节编组列车数值模型,利用分离涡模型对车身流场进行计算,利用宽带噪声源模型和FW-H方程对车身表面源强以及远场气动噪声传播进行分析。研究结果表明:高速列车车身周围流动结构与噪声源位置密切相关;车头、车尾、受电弓、转向架区域为主要噪声源区域;随着列车运行速度的提高,车身表面声功率增加;气动噪声源强度主要取决于气流与构件之间相互作用状况,头车1位转向架表面声功率最高,随着纵向距离的增加,转向架表面声功率呈减小趋势。

关键词：高速列车 FW-H方程分离涡模拟流场结构气动噪声

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