以R134a制冷循环为基础,将水平管降膜蒸发应用于蒸发器中,通过调节不同工况来研究其换热特性。其中热通量8～40 kW·m^-2,工质的喷淋量0.005～0.04 kg·m^-1·s^-1,以光滑管为基础,对针对降膜蒸发而设计的TJX、EX两种强化管进行了实验研究,并利用修正威尔逊法进行数据处理。分析表明,降膜蒸发换热特性主要与热通量和喷淋量有关,而随着热通量的增加,每根管型传热系数在遇到临界热通量点后呈现下降趋势。此外强化表面的传热系数要明显优于光滑管,特别是具有网格槽道设计的EX管。由于实验系统是一个制冷系统,含有润滑油,发现润滑油的存在明显降低了传热系数。最后在实验基础上对光滑管换热特性进行预测,并在此基础上提出强化管的修正系数。

建立了竖直管外环状降膜气液逆流传热传质条件下稳态层流降膜一维速度分布和二维温度分布模型,以及膜厚和降膜表面热通量的数值计算方法。表面热通量的模型计算值与实验值在气体Reynolds数Re_g<1200的范围内吻合较好,表明基于界面摩擦因子求解模型的方法在两相均为层流条件下是可靠的。模型显示了降膜速度分布和温度分布的非线性特征,降膜表面附近陡降的温度梯度表明,减小膜厚是强化降膜传热传质过程的有效途径。

介绍了一种超声波抑霜新方法。对频率20 kHz,功率50 W的超声波作用下铝表面液滴的动态行为进行了可视化观测。记录了超声开启瞬间液滴变形-铺展-雾化的全过程。试验结果发现,超声作用时,铝表面上的液滴首先产生剧烈扰动,继而变形、铺展。当液膜厚度减小到一临界值时,液滴瞬间雾化。超声机械作用产生的界面剪切力以及空化作用产生的高压冲击分别可能是诱发液滴变形和雾化的主要因素。结果初步表明,高频超声振动能够瞬间除去铝平板表面作为结霜初始阶段的液滴,为冷表面有效抑霜提供了可能。

以螺旋叶片转子为研究对象,对转子的强化换热机理进行理论分析,提出螺旋叶片转子3种强化传热机理,包括截面收缩效应强化、螺旋流动效应强化以及二次流效应强化。采用理论推导的方法,建立湍流区内Nusselt数预测关联式以及压力降预测关联式,从而预测转子几何参数等对转子强化传热特性及阻力特性的影响。同时,将关联式预测结果与对应的强化传热实验结果进行对比,对比结果表明:推导得出的Nusselt数预测关联式计算值与实验得到的Nusselt数之间的最大偏差为7.4%,阻力系数的预测关联式计算值与其实验值之间的最大偏差为10.1%。

为了探讨电水动力学强化沸腾传热机理,以水为实验工质,通过数值计算和实验观察相结合的方法,系统研究了冷态氮气泡在电场作用下的行为特性;并计算了直流电压10 kV工况下,气泡周围电场强度分布、气泡脱离周期和气泡脱离时刻瞬时速度场。结果表明:场强越大,气泡伸长变形越明显,脱离周期越短;电场强度沿着气泡轮廓方向逐步对称减小;气泡脱离时刻的速度随着电场强度的增大而增大且速度极大值处在气泡的底部。

气泡沿斜面运动现象在工业生产中广泛存在,采用格子Boltzmann方法(LBM)研究单个气泡沿倾斜绝热表面的运动过程,考察气泡的初始直径、斜面倾角、Eotvos数(Eo)对气泡的变形和气泡形心与斜面垂直距离的影响,探讨相同初始直径的气泡沿斜面运动的稳定终态速度与倾角和Eo之间的关系。通过模拟得出气泡沿斜面的运动规律:斜面倾角越大,气泡前后端不对称性越大;气泡在上升过程中,形心轨迹与斜面保持平行;当倾角大于45°时,形心与斜面的垂直距离和Eo变化一致,当小于45°时,变化相反;相同初始直径气泡的稳定终态速度随倾角和Eo的增加而增加。

研发了竖直管外环状弹性壁降膜分布器,可以产生微米量级厚度均匀的超薄降膜流动。由弹性薄壁轴对称变形协调性决定,该布膜器具有均匀性和稳定性内在机理。理论分析导出了初始膜厚及布膜流量与布膜器内液柱高度的线性关系,并通过布膜器操作参数及降膜流量等实验数据进行了验证。实验结果表明,该布膜器对降膜管壁的润湿性能已经达到由固液界面性质决定的最小润湿流率。

建立了神经干细胞球的低温保护剂添加模型。通过计算研究了在保护剂添加过程中,神经球中不同位置的细胞体积变化情况,以及细胞内外浓度和细胞膜两侧浓差随时间和空间的变化情况;并分析了影响细胞体积变化的因素,利用该模型进行了保护剂添加程序的优化。结果表明细胞外的保护剂浓度变化较快,在球表面处不到10 s接近平衡,接近球中心处15 s后接近平衡;由于跨膜传质阻力的影响,胞内的保护剂浓度变化较为平缓。减小L_p和增大ω可以显著改善保护剂添加过程的细胞体积变化,神经球尺寸对细胞体积变化影响较小。添加高浓度保护剂时,可以采用等渗透压差、渗透时间间隔逐渐减小的分步添加方法,分步添加方法以四步法较好。理想的连续梯度添加方案应是低浓差和短添加时间的组合,凸曲线添加方案是一种合适的添加方法。

诱导流体产生纵向涡结构可以有效强化对流换热,因此研究纵向涡发生器的扰流特性对于深化强化传热机理具有重要意义。利用粒子成像测速(PIV)技术,对圆管内置梯形翼片扰流后的流场进行了测量,实验中4个梯形翼片沿周向均布,与管壁夹角135°呈迎流放置,分析了横、纵截面内的流场结构和流动特点。结果显示,管内放置翼片能够诱导形成多纵向涡流动,在下游产生了4个对称的涡偶,每个涡偶对应的两个涡旋转方向相反,形成了内侧向壁流,外侧背壁流的流动结构,增大了垂直于主流方向上的速度分量。实验涉及的Reynolds数范围内,翼片下游横截面内的横向速度和径向速度分别达到主流均速的27%和20%以上;纵向涡沿壁面向下游发展可对流体产生持续扰动,使近壁流体的速度相对于光滑管提升了约1.0～3.6倍;翼片对流体的扰动作用随着Reynolds数的增大而增强,对于圆管内对流换热的强化具有促进作用。

以低温烟气余热的优化利用为目标,采用R245fa、R601a以及两者作为组分的9种不同质量配比的二元非共沸混合物共11种物质作为亚临界ORC工质,利用热力学以及热经济学分析循环性能,合理设计ORC系统并优化相关参数。研究表明,采用最大效率下的参数作为系统设计工况整个ORC系统热力性能较优。系统设计工况下,循环工质采用R245fa/R601a(0.6/0.4)相比其他纯工质与混合工质的热力学综合性能更优。热经济性分析中R245fa/R601a(0.9/0.1)热经济性最优,但R245fa/R601a(0.6/0.4)热经济性与R245fa/R601a(0.9/0.1)相差无几。考虑到R245fa/R601a(0.6/0.4)优良的热力学性能,故R245fa/R601a(0.6/0.4)依然是系统设计时综合考虑采用的循环工质。在混合工质中提高R245fa的质量比能降低APR与LEC,提高系统经济性。

在一种新型高效的气液传质设备——水力喷射-空气旋流器(WSA)中,以Ca(OH)₂料浆为吸收剂进行了模拟烟气湿法脱硫的实验研究。结果表明:脱硫率随进口气速增加而增加;随液体喷射速度增加先增加,增加到一定程度后几乎不变;随烟气中SO₂的进口浓度增加而减小,存在一适宜的Ca(OH)₂浓度和回流比。在气体流量24～72 m³·h^-1、循环液体量0.4～0.8 m³·h^-1、料浆中Ca(OH)₂浓度7500 g·m^-3时,对SO₂浓度为1891～6373 mg·m^-3的烟气进行湿法脱硫,脱硫率达88.9%～97.7%,且WSA的旋流气体和喷射液体在湿法脱硫中具有自清洁能力,未发现内部结垢和喷孔堵塞现象。总体积传质系数K_Ga、有效相界面积a均随进口气速u_G增大而增大,而总传质系数K_G随u_G增加变化较小;当液体喷射速度 u_L≤0.26 m·s^-1时,K_Ga和K_G随u_L增加快速增大,之后增加缓慢,而a随u_L几乎线性增加,K_Ga和K_G随吸收剂中Ca(OH)₂浓度c_L增加有一最大值。结合实验数据拟合得到了相关的经验公式,这些关联式能较好地预测WSA的湿法脱硫传质性能。气体旋流场强度对总体积传质系数K_Ga和有效相界面积a起支配作用,脱硫传质过程同时受气膜和液膜阻力控制,但以液膜控制为主。

利用高速摄像系统,对4种倾角下窄矩形通道(3.25 mm×40 mm)内弹状流进行了可视化研究。实验中发现,低流速时,倾斜条件下,由于浮力的影响,气弹头部偏离管道中心,头部变尖,因而气弹运动速度加快,系数C₀随倾角增加而减小,漂移速度V₀呈相反变化趋势;高流速时,流动趋于稳定,倾角对气弹速度影响不显著,对C₀和V₀影响较小。通过实验数据评价了竖直条件下4种气弹速度计算关联式。以Froude数3.5为界,分别提出了倾斜条件下C₀和V₀计算关联式。

采用分形理论,描述了纳米颗粒多孔介质材料的微尺度空间结构,建立了分形等效单元体模型,分析了影响其真空下有效热导率关键因素为固体基质热导率、填充率、分形维数、分形直径、残余气体压力及热导率等,并导出了气相、固相热传导计算公式和热辐射等效热导率计算公式及多孔介质材料总有效热导率计算公式。研究表明,纳米颗粒有效热导率随着分形直径、残余气体压力的增大而增大,并给出了纳米颗粒多孔介质材料作为真空材料的最佳直径。同时,模型计算值与实验测量值比较,具有较好的一致性。该理论分析方法对新型真空绝热材料的研制和绝热性能的提高具有实用价值。

为了更准确地建立垂直地埋管换热器钻孔内传热模型,采用模拟分析的方法探讨了不同钻孔、支管和布置形式的冷热支管热量回流情况,并拟合得到了热短路热阻的表达式。建立了三维数值模型,分析了管内流体流速、埋深对热短路的影响,流速越小,热短路损失率越大和单位管长换热量越小,然而流速过大,热短路损失率减少并不明显且能耗加大;增加埋深可以增大埋管进出口的温差,但冷热支管间的热损失也大大增加。对比了流体积分平均温度与几何平均温度的差别,由于忽略了热短路的影响,往往线性几何平均温度值偏大。借助于试验平台,分析了流速变化和埋深变化对土壤平均传热系数测试的影响,结果表明:流速越小,热短路损失率越大,土壤平均传热系数越小,即埋管的换热能力也越低;埋管的深度应综合换热量要求、热短路损失、投资而确定。

利用纹影系统、CCD相机以及K型热电偶对正丁醇润湿条件下不同角度的砂床表面火蔓延特性进行了研究,分析了不同砂床表面倾角对火蔓延的影响机理。研究结果表明:正丁醇润湿条件下变角度砂床表面火焰是稳定匀速蔓延的,向上蔓延时,火焰的高度、黄色发光区以及蔓延速度随着倾角的增加而增大;向下蔓延时,火焰的高度、黄色发光区以及蔓延速度随着倾角的增加而减小;蔓延火焰前方存在预热区,且预热区随表面倾角的增大而增大:砂层内部存在热边界层,且砂床热边界层厚度随表面倾角的增加而减小。得到的火蔓延特性及燃烧机理为此类液体燃料的储存、使用以及环境保护提供了一定的科学依据。

以五正丁氧基铌为前驱体,通过溶胶-凝胶法制备出稳定的Nb₂O₅聚合溶胶,详细考察了溶胶制备过程参数(体系酸度、水解比、反应温度、反应时间和螯合剂用量)对溶胶尺寸、稳定性以及制备重复性的影响。采用平均粒径为4.8 nm的Nb₂O₅溶胶,通过浸浆法在平均孔径为3 nm的γ-Al₂O₃中孔膜上制备出Nb₂O₅微孔膜。利用TG、XRD、NH₃吸附-脱附、CO₂吸附、吡啶吸附傅里叶变换红外光谱(Py-IR)和单组分气体渗透实验等手段对Nb₂O₅粉体及微孔膜的性能进行了表征,结果表明:在200℃、0.3 MPa条件下,350℃烧成的微孔Nb₂O₅膜对H₂的渗透率和H₂/CO₂的理想分离因子分别为3.1×10^-9 mol·m^-2·s^-1·Pa^-1和21。此外,微孔Nb₂O₅膜经150 kPa的水蒸气处理8 h后,膜的渗透性能以及H₂/CO₂理想选择性基本保持不变。

对不同初始条件下NaCl溶液静态闪蒸过程中蒸发质量的变化规律进行了实验研究,实验过程中溶液初始质量分数为5%～26%,初温为74～104℃,初始液位高度为0.1～0.3 m,过热度为0.79～42 K。结果表明:在以ΔT_s为过程参量时,溶液闪蒸蒸发质量随NaCl初始质量分数的增加明显下降;以ΔT为过程参量时,相同初始液位高度,不同初始质量分数NaCl溶液闪蒸蒸发质量相差较小;增加初始液位高度虽可增加总蒸发质量,但使单位质量溶液闪蒸蒸发质量下降;闪蒸蒸发质量随过热度增大而呈近似线性增加。综合分析静态闪蒸过程中主要过程参量对蒸发质量的影响,在实验基础上,提出蒸发质量的量纲1关联式。

基于萘普生(NAP)对映体的单级手性萃取数学模型和质量守恒定律,建立了多级离心逆流萃取萘普生对映体数学模型。采用Matlab语言编写程序模拟了相比、萃取剂浓度、水相pH值等参数对萃取相出口对映体过剩量和产率的影响,并经实验研究对模型模拟进行验证。结果表明:采用中间进料,对映体浓度[R,S-NAP]=0.025 mol·L^-1、萃取剂浓度[C]=0.050 mol·L^-1、相比W/O=7、水相pH=2.5、温度T=5℃时,经10级离心逆流萃取后萃取相出口S-NAP对映体过剩量为45%,相应的产率60%,实验结果和模型模拟值符合得很好。

采用容积法测试了纯CH₄和C₂H₆在204-Ⅱ活性炭上的吸附等温线,温度为293 K,压力范围为0～4 MPa。采用捕集法测试了CH₄-C₂H₆混合体系293 K、0～1.1 MPa条件下在204-Ⅱ活性炭上的吸附平衡数据,其中CH₄浓度范围34.0%～95.2%。引入描述吸附相自身非理想性的真实吸附溶液模型(RAST),结合描述吸附剂表面势场不均一的孔径分布模型(MPSD),建立了MPSD-RAST模型,其中RAST模型中的活度因子使用Wilson方程和NTRL方程计算。采用MPSD-RAST模型对CH₄-C₂H₆吸附平衡数据进行了预测,并与理想吸附溶液模型(IAST)和MPSD-IAST模型进行了对比分析。结果表明,对于轻组分CH₄,MPSD-RAST模型预测平衡吸附量和摩尔分数的精度明显优于IAST和MPSD-IAST模型;对于重组分C₂H₆,IAST、MPSD-IAST和MPSD-RAST 3种模型的预测偏差均低于5%。研究结果表明,预测混合气体的吸附平衡,吸附相自身非理想性是必须考虑的重要因素。

凝胶过滤介质在蛋白质、多糖等生物大分子的分离纯化过程中具有非常重要的作用,其中介质的孔径分布是决定分离纯化效果的关键因素。由于绝大部分凝胶过滤介质是软凝胶,因此很难用常规的方法如压汞法、低温氮吸附法等测定其孔径分布。本文探索了利用低场核磁共振测定凝胶过滤介质的孔径分布的方法。首先通过抽滤、自制琼脂糖凝胶块等实验确定了峰的归属,明确了介质孔内水、介质间隙水和自由水在核磁共振横向弛豫时间(T₂)图谱上的分布范围;随后与逆体积排阻层析法(ISEC)测定的结果相对比,得出层析介质孔径和介质孔内水弛豫时间的关系;最后通过高斯正态拟合得到了介质的孔径分布。实验结果证实了低场核磁共振法测定凝胶过滤介质孔径分布的可行性。该法操作简单、测定迅速,并可以为其他层析介质孔径分布的测定提供参考。

醇胺溶液吸收CO₂是沼气提纯领域重要的研究课题。在实验填料吸收塔中,以乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)为吸收剂,研究了吸收剂浓度、进气流量、CO₂浓度、进液温度对吸收过程转化率η、吸收速率N以及气相总体积传质系数K_Ga_e的影响。结果表明,吸收剂浓度增加可有效提高η、N及K_Ga_e;进气流率增加,η逐渐降低,N先增加后降低,K_Ga_e先增加后降低最终趋于稳定;随着CO₂浓度增加,η和K_Ga_e不断降低,N逐渐增加;随着进液温度升高,η和K_Ga_e均先升高后降低;MEA、DEA的最佳进液温度在40～60℃之间,并随CO₂负载量增大而逐渐降低。研究结果对于醇胺溶液吸收法沼气提纯技术的研究开发和实际应用有参考作用。

采用高温焙烧改性混凝污泥,通过SEM、XRD对改性前后的污泥进行了表征。本研究探讨改性污泥对水溶液中氨氮的吸附动力学、吸附热力学和吸附特性。结果表明:改性污泥对氨氮吸附符合Freundlich 吸附等温式;分别采用拟一级反应、拟二级反应和颗粒内扩散反应模型对吸附动力学过程进行了拟合,实验数据遵循拟二级动力学反应模型;并计算吸附热力学参数,在30、40和50℃下,对应的Gibbs自由能(ΔG⁰)分別为-1.915、-1.744和-1.719 kJ ·mol^-1,显示该反应属自发性进行;焓变(ΔH⁰)<0,证实该反应为放热反应;熵变(ΔS⁰)<0,说明该吸附反应是熵值减小的过程;黏附概率S^*=0.0812介于0～1范围内,表明该吸附过程主要为物理吸附。

由于模型预测控制器对模型失配等不确定因素具有较强的鲁棒性,因此现有的多步预测误差方法不能及时显著地检测到由模型失配导致的MPC控制器性能潜能的变化。针对上述问题,提出一种改进的多步预测误差方法和实时性能监控策略。考虑到MPC控制器的模型预测残差能有效反映模型失配等信息,利用预测残差对现有多步预测误差方法进行改进,改进的方法能够更好地检测由模型失配引起的MPC控制器性能潜能的改变。在连续搅拌槽加热器(continuous stirred tank heater,CSTH)系统上的仿真实验验证了该方法的可行性与有效性。

介绍了一种考虑压降和多壳的换热网络集成方法。首先采用埃索法推导得出不依赖于各种校正系数的管壳式换热器壳程压降计算关联式,并通过考虑换热器内是否存在温度交叉来计算换热器所需的壳数;然后以包含压降相关费用的年度总费用为优化目标,利用遗传算法,实现换热网络的优化设计。案例研究表明压降相关的动力与投资费用在换热网络年度总费用中占一定比例。所提出的方法能有效处理考虑压降和多壳所引入的非线性问题,使设计结果更为经济和可靠。

为研究和掌握接触式机械密封端面磨合过程平均膜厚的变化规律,采用分形参数表征磨合过程中密封端面形貌的变化,基于机械密封端面接触分形模型,通过求解端面上微空穴的体积,建立接触式机械密封端面平均膜厚预测模型。对两套B104a-70型机械密封进行磨合试验,试验密封流体为20℃清水,压力为0.5 MPa,转速为2900 r·min^-1,弹簧比压分别为0.15 MPa和0.3 MPa。研究结果表明,随着磨合过程的进行,软质环端面迅速趋于光滑,端面平均膜厚迅速减小;当进入正常磨损阶段后,两套机械密封试件的平均膜厚均稳定在0.295 μm左右。这也表明,密封端面的形貌对平均膜厚的影响较大,而弹簧比压对平均膜厚的影响较小。掌握磨合过程中端面形貌及平均膜厚的变化规律,对接触式机械密封实际运行时端面间工作特性的预测和密封端面设计具有重要意义。

利用U形弯试样浸泡实验和电化学技术研究了16Mn钢及其模拟热影响区在不同硫化物浓度的碱性(pH=11.7)介质中的应力腐蚀开裂(SCC)行为与机理。结果表明:16Mn钢原始组织、粗晶组织(空冷组织)和硬化组织(淬火组织)在碱性硫化物环境中均能形成保护性腐蚀产物膜、导致电极过程近似呈钝化状态,钝化电流密度依次降低;淬火组织析氢电流密度较高,腐蚀速度较低,长期服役后会造成靠近熔合线部分腐蚀深度大而暴露出残余拉应力区,引起SCC;HAZ中硬化组织、粗晶组织和原始组织在碱性硫化物环境下SCC敏感性逐渐降低,硬化组织具有较明显的SCC敏感性,粗晶组织和原始组织SCC敏感性小;硫化物浓度升高,16Mn钢及其模拟热影响区SCC敏感性增加;16Mn钢焊缝区在碱性硫化物环境中SCC裂纹扩展机制为阳极溶解机制。

合成了溴化1-乙烯基-3-烷基咪唑([VAIM]Br)离子液体,采用FTIR、¹H NMR、TG及DSC进行了表征,并系统研究了[VAIM]Br的电化学性能。结果表明:在298.15～323.15 K内,[VAIM]Br的电导率(σ)与温度符合Arrhenius方程,电导活化能随[VAIM]⁺上烷基链的增长而降低。分别以水、甲醇和乙醇为溶剂的[VAIM]Br溶液的电导率均随浓度的增大而显著增大,且σ(水)>σ(甲醇)>σ(乙醇)。通过电导法确定了[VAIM]Br在水、甲醇、乙醇中的临界胶束浓度,分别约为6.8×10^-6、1.5×10^-5、2.0×10^-5 mol·L^-1,表面活性优异。[VAIM]Br的电化学窗口在1.6～2.5 V,其电化学稳定性随[VAIM]⁺上烷基链的增长而逐渐降低。

近年来利用合成生物学手段生产萜类化合物逐渐成为一种趋势。诱导型和组成型启动子调控萜类的生产各有利弊,而启动子类型的选择需要根据特定体系和产物来进行具体分析。本工作针对紫杉醇关键前体紫杉二烯的合成,分别研究了酵母细胞中诱导型启动子和组成型启动子的调控。首先通过过表达酵母内源截短的羟甲戊二酰辅酶A基因(thmgr)和法尼基焦磷酸合酶基因(erg20),实现了对酵母内源模块的调控。随后向改造后的底盘细胞中整合入诱导性启动子调控的外源紫杉二烯合成模块,得到了紫杉二烯产量为5.2 mg·L^-1的人工酵母。而换用组成型启动子tdh3p调控时,产量达到11.5 mg·L^-1,说明对于这个体系组成型启动子更为适合。通过简单的发酵条件优化,该菌株产量提升了70%,达到19.5 mg·L^-1。组成型启动子调控的菌株可以利用葡萄糖作为碳源,因而更利于后续大规模发酵。

为了考察离子液体在由木质纤维原料制备可发酵糖中的残留对后续酒精发酵过程的影响,对离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([Emim]Ac)对酿酒酵母AY93161的毒性及其酒精发酵过程的影响进行研究。通过亚甲基蓝染色,利用OLYMPUS CX41显微镜观察不同[Emim]Ac浓度下对数生长期酵母细胞的形态结构,出芽情况及代谢活性,发现在[Emim]Ac浓度高于5 g·L^-1时,酵母细胞的形态结构会发生变化,在[Emim]Ac浓度高于0.1 g·L^-1时,随着[Emim]Ac浓度的增加,酵母的出芽速率及代谢活性降低。通过平板培养和液体悬浮培养测得[Emim]Ac对酵母的半有效浓度EC50和半抑制浓度IC50分别为4.45、7.70 g·L^-1。通过测定不同[Emim]Ac浓度下酵母酒精发酵的过程数据,发现在[Emim]Ac浓度低于0.1 g·L^-1时,对酵母酒精发酵过程几乎无影响,在[Emim]Ac浓度高于0.1 g·L^-1时,对酵母酒精发酵有抑制作用,[Emim]Ac对酵母酒精发酵的抑制作用主要是由其对菌体生长的抑制所致。

利用1 kW_th串行流化床反应器对钠修饰铁矿石载氧体进行试验研究,考察燃料反应器温度对煤化学链催化燃烧特性的影响。结果表明,钠在820～920℃温度下显著促进了煤气化反应的进行,随着燃料反应器温度的提高,使用Na-铁矿石时燃料反应器出口CO₂浓度明显增大,CO浓度明显降低,在920℃时CO₂捕集效率和碳捕集效率分别达到78.60%和80.54%,而使用纯铁矿石时CO₂捕集效率和碳捕集效率仅为40.27%和45.65%。在高温950℃时Na-铁矿石活性下降,出现烧结和团聚现象,燃料反应器出现滞流态化现象,这可能是钠的化合物熔点较低和载氧体过度还原所导致的。XRD和SEM分析结果显示钠修饰铁矿石促使更多的Fe₂O₃被还原为Fe₃O₄。

二(口恶)英(PCDD/Fs)排放制约了当前焚烧技术在垃圾处置和资源化利用领域的应用和推广。研究了硫酸铵和尿素在不同温度下对垃圾焚烧飞灰合成PCDD/Fs的抑制能力。实验结果表明:高温下(650℃)硫酸铵和尿素对PCDD/Fs合成具有更高的抑制效率,但高温下飞灰合成PCDD/Fs量远低于低温下(350℃)的生成量;PCDD/Fs的降低量均主要来自于PCDFs的减少,并且低温下TeCDF减少量最大,而高温下减少最多的同系物为OCDF。由于实际烟道中,高温处投入的抑制剂会进入低温段继续产生抑制作用,所以仍需要更多的研究正确评价抑制剂的抑制效果和最优使用温度。

采用自行改进设计的外循环厌氧反应器处理太湖蓝藻,研究其快速启动过程中运行效能以及颗粒污泥微生物特性。实验结果表明:反应器采用“投加接种污泥、阶梯提高负荷连续运行、间歇搅拌”的启动运行方式,可以在35 d左右实现蓝藻成功处理。启动成功时,反应器对蓝藻化学需氧量(COD)去除率在85%左右,产气率在380 ml·(g COD)^-1左右,藻毒素的去除率达到92%;颗粒污泥中菌群以球菌、丝状菌为主,颗粒污泥内丰富的空穴为物质迁移和微生物降解提供通道。反应器启动成功后颗粒污泥中主要优势产甲烷古菌为Methanosphaera,Methanolinea,Thermogymnomonas,Methanoregula,Methanomethylovorans,Methanosaeta等;颗粒污泥中蛋白酶及辅酶F₄₂₀的活性较强。研究发现间歇搅拌装置及回流系统克服蓝藻在反应器中上浮结壳的弊端,同时加快反应器内传质效果,从而有助于反应器的快速启动。