国家自然科学基金(51161140330)
- 作品数：14 被引量：94H指数：5
- 相关作者：袁浩然陈勇赵黛青汪小憨邓丽芳更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院广州分院华中科技大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国科学院知识创新工程重要方向项目更多>>
- 相关领域：环境科学与工程动力工程及工程热物理理学机械工程更多>>
- 基于经济发展水平的生活垃圾热值分析与预测被引量：4
- 2012年
- 获得垃圾热值的方法有直接测定法和计算法两种.现有的计算方法在预测城市生活垃圾热值精度和适用性方面有待提高,迫切需要一种能够准确预测城市生活垃圾热值的计算方法.为此,以我国7个城市的16个生活垃圾为样品,进行基础物化性质分析.根据分析结果,采用现有的计算模型以及MATLAB计算软件等进行计算及修正,得出新的计算公式.验证发现,该公式能较好地估算我国现阶段各地区的垃圾热值,可以为全国各地计划新建的生活垃圾焚烧项目的工艺设计和运营管理提供理论数据和支撑.
- 王亚琢袁浩然鲁涛熊祖鸿
- 关键词：城市生活垃圾热值
- 土壤中重金属元素电感耦合等离子体质谱定量分析方法的研究被引量：25
- 2012年
- 分别采用HNO3-HF、HNO3-HF-HCl和HNO3-HF-H2O2三种消解体系,通过微波和PTFE密封罐电热板对土壤标准物质进行前处理,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对样品中的重金属元素Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb进行定量分析。探讨了前处理试剂(主要为HNO3、HCl和HF)以及土壤基体效应对Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb定量分析的影响。研究结果表明,前处理试剂对Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb的定量分析具有不同程度的影响;对于土壤基体,在三种消解体系下均可观察到基体抑制效应;采用PTFE密封罐电热板消解方法前处理,待测元素及相同元素不同同位素的方法空白和检出限均较低,效果整体优于微波消解法。特别是HNO3-HF-HCl消解体系,通过选用52Cr、60Ni、65Cu、66Zn、75As和206Pb等同位素,重金属元素Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb的测定值均能保证在标准值的允许误差范围内,可以满足大批量土壤样品中重金属元素同时定量分析的需要,为高效准确地开展土壤的风险评估以及为土壤的修复治理提供科学依据。
- 鲁照玲胡红云姚洪
- 关键词：土壤重金属元素微波消解电感耦合等离子体质谱法
- 模型预测方法在城市固体废弃物热转化过程中的应用被引量：2
- 2013年
- 城市固体废弃物(MSW)热转化过程预测模型对研究其实验过程和热处理装置的设计和运行具有重要的指导意义。目前,应用于MSW热转化过程的模型可归纳为动力学模型、热力学平衡模型、多元回归模型和神经网络模型四类。模型研究主要集中于进行MSW热转化特性、产物热值、污染物排放、灰渣熔点等方面的预测。动力学模型适用于较窄的温度区间,对于较大的温度区间需要分段建模。热力学平衡模型局限于少数明确定义机理的反应,对于稍微复杂的系统,通常需要先对反应机理进行进一步研究。多元回归模型也需要先确定函数类型。MSW热转化过程的不确定性和非线性特点,使得神经网络这种非线性建模和预测方法以其良好的自适应、自学习能力成为模型研究的主要发展趋势。
- 袁浩然赵丹丹陈勇
- 关键词：非线性
- 污泥处置过程中主要有机污染物生成及迁移转化规律被引量：5
- 2012年
- 多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)等有机污染物广泛存在于各种污泥中.污泥主要有填埋、堆肥、焚烧和热解等处置方法,各种处置方法在无害化处理、资源化、能源化利用方面各有侧重,而有机污染物的消除是污泥无害化处理的重要内容,也是污泥资源化、能源化利用的基础.从污泥不同处置技术入手,系统总结了现有的处置技术中各主要有机污染物生成、迁移及转化规律.生物降解作用是填埋和堆肥技术中有机污染物减少的主要因素.焚烧过程中二噁英的产生量与温度、氧含量、氯含量、颗粒物表面的金属离子等因素密切相关,污泥热解过程中PAHs的生成机理为狄尔斯-阿尔德反应机理,加热温度、加热方式和添加剂均会影响热解油中PAHs含量,在此基础上指出了污泥处置技术的研究热点在于优化处置过程的控制参数,达到有效减少和抑制有机污染物的生成的目的,进而实现污泥资源化和能源化利用.
- 邢世友袁浩然鲁涛陈勇
- 关键词：有机污染物污泥处置
- 不同阴极催化剂对城市垃圾渗滤液微生物燃料电池处理的影响被引量：6
- 2015年
- 以城市垃圾渗滤液为阳极液基质,比较以MnO_2和TiO_2为阴极催化剂时,对MFC电池性能以及渗滤液中有机污染物去除率的影响。结果表明,MnO_2和TiO_2作为阴极催化剂,可催化氧化阴极最终电子受体(O_2)、提高电子传递速率,最终提高电池性能。阴极负载MnO_2后,电池性能显著提高,稳定输出电压和最大功率密度分别增大到0.43 V和0.89 W/m^3。与未负载阴极催化剂的MFC相比,经MFC运行7 d后,渗滤液中的生物需氧量(BOD)和NH_4^+-N去除率分别提高8.1%和5.0%,达72.9%和91.6%。但由于缺少光照,阴极负载TiO_2后电池性能无明显改善,稳定输出电压仅为0.23 V,最大功率密度仅0.12 W/m^3,且渗滤液中有机污染物的BOD和NH_4^+-N去除率比负载MnO_2催化剂的MFC低8.8%和5.7%。
- 袁浩然邓丽芳黄宏宇陈勇小林敬幸
- 关键词：微生物燃料电池渗滤液MNO2
- 不同城市生活垃圾焚烧技术的综合评价被引量：14
- 2015年
- 通过工程的经济性分析、工艺过程的能流分析以及工程的环境影响分析,综合分析了流化床、炉排炉、气化熔融和等离子体气化等不同城市生活垃圾焚烧技术。结果表明:(1)在零补贴的情况下,流化床焚烧技术的工程效益最佳,但从项目投产年算起,其投资回收期也需9年;炉排炉、气化熔融与等离子体气化焚烧技术要达到流化床焚烧技术零补贴情况下的经济效益,分别需补贴约70、140、500元/t。(2)各城市生活垃圾焚烧技术下区域的水体富营养化和全球变暖影响最显著,而人体毒性影响最小。气化熔融焚烧技术和等离子体气化焚烧技术的环境影响比其他两种焚烧技术小一个数量级。(3)考虑污染物排放的环境效益,在现行中国排放标准下,流化床、炉排炉与气化熔融焚烧技术的工程效益都将得到较大提升。随着排放标准的更加严格,流化床焚烧技术的年收益率下降最显著;气化熔融焚烧技术的工程效益相较最优。
- 毛永宁汪小憨赵黛青杨捷
- 关键词：城市生活垃圾焚烧技术环境成本
- 垃圾焚烧飞灰中砷的赋存形态研究被引量：4
- 2015年
- 为实现垃圾焚烧过程中砷的释放控制,本文采集了六个地区两种炉型垃圾焚烧电厂的飞灰,通过分析飞灰中砷的赋存形态,阐释了垃圾焚烧过程中砷的迁移转化机理。结果表明,飞灰中砷总量存在一定的地域性差异,且炉排炉飞灰中砷含量高于流化床飞灰。飞灰中的As（Ⅲ）极少（0.34%~9.56%）,大部分砷在高温焚烧过程中与Ca、Fe、Al等元素化合物发生交互反应以As（Ⅴ）存在于飞灰中,此外,少量砷被硅铝酸盐固化在飞灰基质中.
- 徐章胡红云陈敦奎刘欢姚洪
- 关键词：垃圾焚烧飞灰砷赋存形态
- MnO_2为阴极催化剂的微生物燃料电池处理城市垃圾渗滤液研究被引量：7
- 2014年
- 主要针对城市垃圾热解预处理过程所产生的渗滤液进行研究。首先改变城市垃圾堆放温度和堆放时间,发现城市垃圾于40℃堆放6 d后所得的渗滤液中生物需氧量(Biological Oxygen Demand,BOD)、氨氮浓度约为20800、1410 mg/L,B/C比、B/N比分别为0.32和14.8,营养物质较均衡,易于生化处理,且将其进行微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)处理时,电池可获得0.29 V的稳定输出电压。随后,以上述渗滤液为MFC阳极基质,考察廉价易得的Mn O2作为阴极催化剂对空气阴极单室MFC电池性能以及渗滤液中有机污染物去除率的影响。结果发现,由于Mn O2催化氧还原,加速了MFC阴极接受电子的速度,使得MFC电池性能有较大提高。其中,MFC的最大功率密度由0.16 W/m3提高到0.88 W/m3,而电池稳定输出电压明显升高至0.43 V,且阳极渗滤液中BOD和NH4+-N去除率也分别达72.9%和91.6%,比对照MFC分别提高8.1%和5.0%。
- 袁浩然邓丽芳黄宏宇小林敬幸陈勇
- 关键词：微生物燃料电池渗滤液阴极催化剂MNO2
- 多孔焦炭燃烧特性的模型构建及数值模拟被引量：9
- 2012年
- 焦炭燃烧在固体含碳燃料燃烧进程中占有主导地位,常规燃烧温度范围内(1273～1700 K)的焦炭燃烧过程研究及其模型化对于燃烧设备的设计和优化具有重要的意义。本文根据实际炉内的炭粒燃烧情况,将焦炭燃烧的模拟过程分解成几个环节分别进行研究,即热解后焦炭的初始化学反应活性、焦炭燃烧中化学活性变化、外部氧的扩散对于内孔燃烧的影响,并给出了相关过程的模型计算式。通过与已有管式炉实验结果的比较,新模型的预测结果能较好地反映焦炭的真实燃烧状况。与目前常用的焦炭燃烧模型相比,本模型具备一定的燃料通用性,计算负荷低且能保持相当的预测精度,可耦合到大型燃烧计算程序之中,更为有效地指导实际燃烧设备的优化设计。
- 王潜龙汪小憨曾小军赵黛青
- 关键词：模型构建数值模拟
- 城市生活垃圾气化发电的技术经济性评价被引量：5
- 2013年
- 随着人们对生存环境要求的不断提高和土地资源价值的日益提升,城市生活垃圾热转化处理已逐渐取代填埋处理,成为垃圾处理的主要选择。垃圾熔融气化技术是近年兴起的处理方式,参考日本一座处理量为400 t/d的城市生活垃圾熔融气化发电工程,运用生命周期评价和投入产出分析方法分析其环境影响和经济性,结果显示,垃圾气化熔融的烟气污染和二噁英排放的环境影响均低于传统的直燃工程;工程投资和垃圾处理补贴是垃圾热转化工程经济性的重要影响因素,垃圾气化熔融工程经济性略低于直燃工程。未来如在我国推广垃圾熔融气化技术,需适当提高垃圾处理补贴,并进一步加强垃圾分类以提高入炉垃圾的热值和成分稳定性。
- 杨捷汪小憨赵黛青李莉呼和涛力
- 关键词：城市生活垃圾生命周期评价
