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    伴随着我国经济的高速发展,带动着工业生产脚步不断加快,而随着氟化合物的广泛使用,导致含氟废水问题日益严重。当前伴随含氟矿物开采加工,氟...快速预览

    含氟废水处理方法的研究

    氟化合物含氟废水处理工艺环保

    《化工设计通讯》 | 22天前

    摘 要:伴随着我国经济的高速发展,带动着工业生产脚步不断加快,而随着氟化合物的广泛使用,导致含氟废水问题日益严重。当前伴随含氟矿物开采加工,氟化物合成,尤其电子工业与氟化工行业的快速发展,含氟废水的排放直线上升,严重破坏了周围水环境,威胁到当地居民的身体健康。基于此,从含氟废水来源入手,并在此基础上研究了含氟废水处理工艺,希望可以为相关工作人员提供一定的参考。


    关键词:含氟废水;处理方法;研究


    当前受到环境保护投入力度不足等问题的影响,造成我国自然环境不断恶化,环境污染以及破坏现象屡屡发生,特别是含氟废水对水源的污染尤为严重。因此,加强含氟废水处理方法研究是当前亟待解决的问题。


    1 含氟废水来源


    工业生产过程中,原材料大部分含有氟物质,并在生产过程中也会加入含氟物质,进而导致含氟废水问题发生。其来源主要来自氟矿物开采、氟化物合成、稀土金属与有色金属的冶炼、铝电解精炼、电镀、焦碳、火力发电、玻璃、氟硅酸盐、农药、水泥、砖瓦、不锈钢的酸洗、肥料、氟氯烃、陶瓷、硅类电器零件洗刷、石油化工等传统工业;除此之外,现代工业当中有机合成化工、电子集成电路工业、原子能等均会产生含氟物质。其中氟主要以氟硅酸、氢氟酸和其他氟化物盐类的形态存在,同时不同类型废水当中含氟量也具有一定的差异。因此由于其夹杂众多的污染物,增加了处理难度,对于浓度较高的含氟浓度一般是需将多种方式结合方可完成有效的处理,并确保其浓度满足工业废水排放标准,即小于10mg/L。若将氟浓度降低到饮用水标准1.0mg/L,则需利用吸附剂进行多级吸附处理。因此,伴随我国含氟废水排放量日益增长,加强废水处理实现氟资源化回收具有非常关键的作用。


    2 含氟废水处理方法


    2.1 含氟废水处理工艺流程


    根据相关资源数据统计可知,含氟废水处理过程中,保护污染物质相对较少,但类型繁多,因此,首先需将杂质清除,并按照相关标准,完成废水处理后,最大限度地实现水资源的回收利用。现阶段,我国对于含氟废水进行处理时,通常划分为2 个环节,即一级处理、二级处理。其中对含氟废水进行一级处理后,需保证COD 指数满足75mg/L ;在二级处理过程中,主要通过混凝土对废水当中的杂质进行沉淀,沉淀后的废水能够达到循环使用。若处理后的废水水质不佳,COD指数高于100mg/L,浮动范围较大,则需通过以上方法进行二次操作,若使用一级处理无法达到循环使用标准则需使用二级处理工艺完成处理。


    2.2 粉煤灰处理含氟废水


    通过研究可知,粉煤灰成分与含量主义包含为:SiO250%~70%,Al2O3 15%~30%,MgO 4%~5%,CaO 10%,Fe2O3 7%~10%。其中钙源能够在含氟废水处理时进行酸碱中和反应;Al2O3、Fe2O3 和MgO 通常作为吸附剂当中的添加剂进行使用,能够吸附Cd2+、Cu2+、Mn2+、Pb2+ 和Zn2+ 等重金属离子。例如:某省集团热电厂紧邻含氟废水处理工段,紧相差一墙的距离,具有良好的地理优势,能够有效地缩减运输成本,此热电厂产生的粉煤灰属于固体废弃物,市场售价30 元/t。通过粉煤灰对此工段的含氟废水进行处理,能够达到良好的效果,并能够实现以废治废。


    2.3 皂化母液处理含氟废水


    皂化母液成分为CaCl2 15%~18%、Ca(OH)2 7%~8% 水溶液。就其主成分而言,等同于配制好的浓度为15% 以上的氯化钙母液,对含氟废水处理过程中,投加的氯化钙一般为湿投,配制浓度满足15%~20%,从而能够保证氯化钙溶液均匀性,为下步反应创造良好的条件。皂化母液对含氟废水处理后保证氟离子浓符合11~25mg/L,氟离子去除率高达99.68%~99.95%。与氢氧化钙处理氟离子去除效果相同。皂化母液中的COD、NH3-N 含量相对较高,在很大程度上制约到含氟废水排放达标。皂化母液其属于副产物,能够有效减少COD、NH3-N 含量,因此,对于含氟废水处理效果良好,并能够实现以废治废,废水减排效果。同时此工艺要需进一步研究。


    2.4 生物处理


    此工艺主要包含厌氧技术法、生物膜法、酶生物处理等。其中厌氧技术主要通过微生物进行吸收,减小污水数值,从而能够实现含氟废水治理的基础上有效的节约成本。而酶生物处理主要化学酶投放废水中,促进污水中的芳烃物质催化进行沉淀,最终实现清除水中污染物质的目的。


    3 结束语


    现阶段,我国含氟废水处理问题日益严重,为保证工业生产长远发展,需加强工业研究力度。基于此,本文提出了粉煤灰处理含氟废水、皂化母液处理含氟废水以及生物废水处理工艺。在具体处理过程中,相关工作人员需根据具体情况完成。通常而言,操作人员要对污水状况进行深入的研究,最终完成废水处理再利用的效果。


    本文作者:李绍媛,黄永锋

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  • 布袋除尘器不下灰的原因及解决方案

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    布袋除尘器养护粉体

    浏览量 74 知乎:布袋清灰换袋 | 29天前

    布袋除尘器不下灰的原因及解决方案

    布袋除尘器养护粉体

    知乎:布袋清灰换袋 | 29天前

    很多的用户都会存在布袋除尘器灰下不来,灰下不来的主要表现在除尘器灰斗的灰很少,灰糊在布袋表面,除尘器阻力高到**布袋糊死而通风差后者不通风,有负压运行的生产工艺如窑炉会出现反烟即烟从正面跑出,造成车间呛人等恶性事件,不仅影响产量更影响人身安全,当然这种情况下因为其根本无法使用,用户用不了多久就会停掉风机。


    布袋除尘器不下灰共有两种情况需要先了解清楚才能对症解决问题。


    情形1:如果之前布袋除尘器可以正常运行并进行生产,在其它外部条件都没有改变(如燃料原料等),那说明是糊袋,在停掉布袋引风后半小时,布袋除尘器开启清灰工作后不久,又可以使用一阵子说明只是轻微的糊袋。


    解决方案:使用《布袋充气炮》把糊在布袋上的灰打下来,恢复其透气性,烘干就可以继续使用。纠其糊袋的原因有可能是天气原因、设备工况,本身设备存在缺陷,如因为更换布袋后顶盖不密封、除尘器有些部位没有保温,如顶盖及顶盖外沿等处、顶部未搭建雨棚等原因造成,可根据自身问题进行一一解决。


    同时需要注意的是,以上的解决方案都需要认认真真的做,不能马虎否则效果不会很好。如保温那就必须保10cm厚而无死角;顶棚做到真正能防雨不能因为太高太宽而偷工减料,提示太高时雨棚顶可以做成滑盖型的。


    情形2:如果一开始就用不了,那一般是这种灰轻,内部干扰太大了,难以清下灰,此时就需要大改一下布袋除尘器的结构了,首先是检查设备的清灰方式,清灰方式有以下几种:


    介绍清灰方式前先介绍二个名词


    在线:可以理解为布袋在通风过滤粉尘;


    离线:可以理解为布袋不在通风过滤粉尘;


    1、气箱脉冲型布袋除尘器:业内称为PPC 、PLM等型号,其清灰特点为脉冲阀数量和气缸数同等,如PPC32-6那么就只有6个气缸6个脉冲阀,此种型号的布袋除尘器只适合粉尘重,且不为生产工艺的收尘设备,因为其清灰效果太差只有等到风机停开后才开始有效果。


    2、在线型脉冲除尘器:业内称为DMC脉冲在线布袋除尘器,其称灰特点为一行一个脉冲阀,且无气缸。此种设备清灰效果一般,在粉尘重的情况下连续生产没有问题,风机停开后清灰效果更好。


    3、半离线行喷布袋除尘器:此种结构为把气箱脉冲和在线型DMC结合在一起,其结构更加合理,清灰效果比在线更好。


    4、全离线型布袋除尘器:此种布袋除尘器是布袋除尘器业内**的一种设备,一个大除尘器通过优良的工程设计师把其内部分为4个或更多的小除尘器,在清灰工作时切断进风和出风,相当于这一台小除尘器脱不参与通风过滤,只进行自身的清灰工作,其内部的空气静止不动,在顶部清灰进行时粉尘有足够的时间作重力下降,由于空气静止不会乱飞,所以有着更高效的清灰性能。很适合那种日夜不停歇365天全年无休的工况上面或水汽大的情况下选用。


    用户可根据上面4条来对号入座自身是那一种设备然后在做好外部充分必要工作后,改其清灰方式即可,建议一次性就改为全离线,因为全离线就算有轻微糊袋都不要紧,靠成自身的脉冲阀喷吹都可以恢复布袋的透气性。

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  • 氢安全研究现状及面临的挑战

    世界能源需求的不断增长和化石能源引起的环境污染问题都迫切呼唤着新能源的开发与利用。氢能具有来源多样、储运便捷、利用高效、清洁环保等特点...快速预览

    氢安全研究现状及面临的挑战

    氢气氢能燃料电池新能源浙江大学

    《安全与环境学报》 | 1月前

    引言


    世界能源需求的不断增长和化石能源引起的环境污染问题都迫切呼唤着新能源的开发与利用。氢能具有来源多样、储运便捷、利用高效、清洁环保等特点,氢既是清洁能源,又是支撑化石能源清洁高效利用、可再生能源大规模储能的重要手段。21世纪以来,发达国家争相出台氢能技术发展规划,以便在未来的新能源竞争中占据主动权。我国也高度重视氢能燃料电池汽车的发展,《中国制造2025》(2015—2025年)将节能与新能源汽车列为十大重点发展领域之一,提出“实现大规模、低成本氢气制取、存储、运输、应用一体化”的战略目标,要大力发展氢能、燃料电池等新一代能源科技。2016年发布的《“十三五”国家科技创新规划(2016—2020)》中将氢能、燃料电池列为新一代引领产业变革的颠覆性能源技术。2019年《政府工作报告》强调“推动充电、加氢等设施建设”等内容,氢能首次被写入《政府工作报告》。截至2018年底,世界范围内已建成加氢站369座,其中我国已建成加氢站23座,占比约6%。根据《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》,2020年我国加氢站将达100座,2030年达到1000座。


    氢气易燃易爆、燃烧范围宽(4%~75%)、点火能量低、扩散系数大且易对材料力学性能产生劣化,在制备、储存、运输、加注和使用过程中均具有潜在的泄漏和爆炸危险,因此氢安全是氢能应用和大规模商业化推广的重要前提之一,并在世界范围内引起了广泛的关注。许多国家成立了专门的研究机构开展氢安全研究,以期在氢能产业化过程中占据主动权和制高点,如日本供氢及氢应用技术协会(HySUT)、日本氢能检测研究中心(HyTReC)、美国圣地亚国家实验室(SNL)、欧盟燃料电池和氢气联合协会(FCH2JU)、北爱尔兰氢安全工程研究中心(HySAFER)、加拿大电力科技实验室(PowerTech)等。国际上也专门成立了国际氢安全协会(IA-Hysafe)来推动氢安全的发展。IA-Hysafe每两年组织一次国际氢安全会议(ICHS),为展示和探讨氢安全领域的最新研究成果,以及分享氢安全相关信息、政策和数据提供了一个开放的平台。同时,国际氢能协会(IAHE)创立了《国际氢能杂志》(International Journal of HydrogenEnergy),该杂志涵盖了氢的制取、储输、应用、标准化等各个领域,现阶段已成为氢能领域研究成果交流的主流期刊。


    为了保障氢能产业快速健康发展,我国相关机构也在氢安全领域开展了大量研究,如浙江大学成立了氢安全研究实验室,在氢气泄漏爆炸、氢与材料相容性、高压氢气快充温升、车载储氢气瓶耐火性能、氢风险评价等方面开展了较为系统的研究,并取得了重要的阶段性成果。郑津洋等在2016年首次对国内外氢安全研究现状进行了系统性总结,本文在其基础上,依次从氢泄漏与扩散、氢燃烧与爆炸、氢与金属材料相容性、氢风险评价4个方面介绍国内外近3年来氢安全研究的最新进展,明确氢安全发展面临的挑战与难点,并针对我国氢安全的发展提出建议。


    1 氢泄漏与扩散


    氢是自然界最轻的元素,具有易泄漏扩散的特性。氢气无色无味,泄漏后很难发觉,若在受限空间内泄漏,易形成氢气的积聚,存在引发着火爆炸事故的潜在威胁。液氢能量密度高,沸点低,泄漏后会造成周边空气的冷凝,若大规模泄漏易在地面形成液池,蒸发扩散后会与空气形成可燃气云,增加了发生着火爆炸的可能性。研究氢泄漏及扩散规律,明确上述领域的研究现状和挑战,对氢能的大规模应用具有重要意义。


    1.1 氢气泄漏与扩散


    根据氢气泄漏源与周围环境大气压之间压力比值的不同,氢气泄漏可分为亚声速射流和欠膨胀射流。亚声速射流在泄漏出口处已经充分膨胀,压力与周围环境压力相等,气流速度低于当地声速,泄漏后的氢浓度分布满足双曲线衰减规律;欠膨胀射流在泄漏口处速度等于当地声速,出口外射流气体继续膨胀加速,形成复杂的激波结构,氢浓度分布也更为复杂。SNL通过试验研究了稳态氢气欠膨胀射流出口处的激波结构,并测量了马赫盘的位置,结果表明,马赫盘的位置只与喷嘴直径和压力比有关。Takeno、Okabayashi等通过试验测量了不同压力和泄漏孔直径下氢浓度的分布,给出了射流方向上氢平均浓度、浓度波动和可燃概率的经验计算公式。


    由于欠膨胀射流真实浓度场的复杂性,氢气射流数值模拟研究通常采用“虚喷管”的方法进行简化,即假设所有气流均由一个等效于实际泄漏出口的虚拟管出口流出,出口压力与环境压力相等。Han等证明了虚喷管法计算得到的氢浓度分布满足双曲线衰减规律,但计算结果较真实值偏大。Andrei将直接数值模拟方法(DNS)与虚喷管法的射流计算结果进行对比,同样表明虚喷管法得到的可燃区域结果较DNS结果大30%左右。为了提高模拟结果的准确性,Tang等采用自适应网格细化技术(AMR),在泄漏口处采用DNS方法,使得计算结果与试验结果具有很好的一致性。


    随着氢燃料电池汽车和小型储氢容器的市场化应用,很多学者针对氢在车库、隧道、维修站、储氢间等受限空间内的泄漏开展了大量研究。研究表明:当泄漏率一定时,受限空间内氢浓度的分布主要取决于空间受限程度和通风状况;氢在可通风室内空间泄漏后存在压力峰值现象,即使未被点燃仍会产生较大超压。近年来,压力峰值现象愈发受到科研人员的关注。Brennan等研究了储氢压力、超压泄放装置(PRD)直径、通风口大小对峰值压力的影响,并依据上述参数得出了判断峰值压力的工程算图;Makarov等开展了不同通风条件下氢在车库内的泄漏试验,验证了压力峰值CFD模型的有效性。另外,FCH2JU开展了室内氢泄漏的基础性安全研究项目,给出了泄漏事故的预防和后果减缓措施。


    氢气泄漏与扩散研究主要面临的挑战如下:1)泄漏口形状、障碍物、氢浓度梯度及空气浮力对氢泄漏扩散的影响规律;2)基于虚喷管法的泄漏模型优化及多个通风口情形下峰值压力的预测方法;3)氢气/空气分层对PRD泄放过程的影响;4)氢发生多处泄漏时,不同氢射流之间的相互作用与影响。


    1.2 液氢泄漏与扩散


    液氢的意外泄漏扩散规律研究是保障液氢安全使用的重点。美国国家航空航天局(NASA)、德国联邦材料研究与测试学会(BAM)和英国健康安全实验室(HSL)都成功开展了液氢的大规模泄漏试验,得到了可燃蒸汽云浓度、地面温度、蒸汽云耗散时间等宝贵数据,其中HSL液氢试验形成的地面空气冷凝见图1。液氢大规模泄漏试验的模拟研究也在进行中,国内外很多学者建立了一系列液氢泄漏模型,并利用上述试验数据进行了模型有效性验证,同时研究了泄漏率、风速条件、大气压力、地面温度等参数对液氢可燃蒸汽云形成和扩散的影响。但由于液氢的复杂特性,其泄漏模型的建立比气态氢更为困难,现阶段仍不成熟,模拟结果与试验结果存在一定的偏差。除了大规模泄漏试验外,边界条件更明确的小型液氢泄漏试验对于模型的验证具有重要意义。卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的小型液氢泄漏试验表明液氢的浓度衰减速度小于气态氢。


    图1液氢泄漏试验(HSL)


    液氢泄漏与扩散研究主要面临的挑战如下:1)蒸汽扩散对液氢液池扩展、蒸发过程的影响及液氢闪蒸蒸汽分数的评估方法;2)考虑氢的非理想特性的液氢泄漏模型;3)从空气、地面到低温蒸汽的热辐射研究及该部分热辐射对整体热量传递的作用;4)边界条件明确的小规模液氢泄漏试验;5)液氢容器耐火性能的提高。


    2 氢燃烧与爆炸


    氢燃烧范围宽,点火能量低,若泄漏后被立即点燃会形成射流火焰,称为氢喷射火。依据泄漏状态的不同,氢喷射火可分为亚声速喷射火和欠膨胀射流喷射火。SNL、HySAFER等机构开展了一系列氢喷射火试验,得到了火焰长度和热辐射值等试验数据,并总结出基于弗雷德数Fr、雷诺数Re和马赫数Ma计算不同喷射火类型下火焰长度的经验公式,但试验所用喷嘴形状均为圆形。Mogi等通过试验对比研究了不同喷嘴类型下的氢气喷射火特性,见表1,结果表明喷嘴形状对火焰长度具有显著的影响。氢喷射火模拟的研究重点为热辐射模型的建立。付佳佳等基于OpenFOAM平台,嵌入基于大涡模拟思想的fvDOM辐射计算模型,对氢亚声速喷射火中火焰长度的影响因素进行了基础性研究。Brennan等同样基于大涡模拟方法,采用基于概率密度函数的混合分数燃烧模型,结合“虚喷管”概念,对氢欠膨胀喷射火火焰长度、宽度进行了基础性研究。Cirrone等采用涡流耗散燃烧模型和DO热辐射模型,对氢欠膨胀喷射火热辐射危害进行了基础性研究。虽然有不少学者开展了氢喷射火的模拟研究,但总体而言相关燃烧模型和热辐射模型仍不成熟,模拟结果具有一定的不确定性。


    表1不同喷嘴类型下的氢气喷射火试验


    氢在受限空间内泄漏后,易发生氢气的积聚,形成可燃氢气云。若可燃云团被意外点燃,由于障碍物的影响,火焰与障碍物之间产生的循环激励效应加剧了燃烧过程。在燃烧初始阶段,燃烧波与冲击波分离且速度低于冲击波,称为爆燃;随着火焰的加速,当燃烧波与冲击波以同样的速度向前传播时,称为爆轰,整个过程称为爆燃爆轰转变(DDT)。爆轰波的形成会严重加剧事故后果,因此DDT一直是氢燃烧爆炸研究的热点。研究重点为DDT的产生机理及障碍物尺寸、空间受限程度、燃料气体成分、燃料浓度梯度和反应边界条件对火焰加速过程和DDT发生位置的影响。研究表明,火焰传播经历缓燃、爆燃、爆燃转强爆轰、强爆轰衰减及稳定爆轰等阶段,火焰、主导激波和反射激波间的相互作用是影响DDT的主要因素。


    高压氢气泄漏后在没有点火源的情况下会发生自燃,但目前国际上对氢自燃机理尚无定论,相关机理主要包括逆焦耳-汤普逊效应、扩散点火机理、静电点火机理、热表面点火机理和催化反应点火机理。Mogi、Yamada等分别通过试验和模拟研究了高压氢气通过管道泄放的自燃过程,论证了扩散点火机理的合理性。Duan等基于扩散点火机理,利用试验和理论分析方法对高压氢气泄漏激波传播特性、自燃机理及自燃火焰发展规律进行了系统性研究。


    氢燃烧与爆炸研究主要面临的挑战如下:1)喷嘴形状、障碍物对喷射火焰长度、热辐射的影响,以及氢浓度梯度对火焰加速和DDT的影响;2)氢喷射火产生的微火焰对材料性能的影响;3)典型生产工况下的氢爆燃爆轰试验及液氢泄漏瞬态脉动喷射火试验;4)氢自燃机理及复杂形状管道下的氢自燃试验;5)可燃氢在典型工况下的点火概率及氢浓度对点火概率的影响。


    3 氢与金属材料相容性


    金属材料长期在氢环境下工作,会出现性能劣化的现象,严重威胁氢系统的服役安全。氢环境下应用的金属材料要求与氢具有良好的相容性,需进行氢与材料之间的相容性试验,主要包括慢应变速率拉伸试验、断裂韧度试验、疲劳裂纹扩展试验、疲劳寿命试验、圆片试验等,相关试验标准主要包括国际标准ISO111144:2017《移动气瓶———气瓶及瓶阀材料与盛装气体的相容性》、美国标准ASMEBPVC-Ⅷ3KD10《临氢容器的特殊要求》、ANSI/CSACHMC1—2014《金属材料与高压氢气环境相容性试验方法》、ASTMG142—98(2016年修订)《高压或高温条件下金属材料与氢环境相容性的标准试验方法》和我国国家标准GB/T34542.2—2018《氢气储存输送系统———第2部分:金属材料与氢环境相容性试验方法》、GB/T34542.3—2018《氢气储存输送系统———第3部分:金属材料氢脆敏感度试验方法》。


    被广泛认可的氢与材料相容性检测方式是高压氢环境中的原位检测。世界各国正积极搭建氢环境原位测试平台,以实现将材料直接置于高压氢环境下进行相关力学试验。日本产业技术综合研究所最高试验压力可达210MPa,最高试验温度可达190℃。我国浙江大学利用自有专利技术研发了我国首套140MPa高压氢环境耐久性试验装置,并在此基础上进一步成功研制了国际首套140MPa快开式高低温高压氢脆试验装置,为我国金属材料与氢相容性研究提供了有力的硬件支撑。


    金属材料在高压氢环境中服役时,氢分子能够分解成氢原子进入金属材料内部,在微观和宏观层面上造成材料的性能劣化,称为氢脆。目前国内外学者普遍接受的氢脆机理为弱键理论(HEDE)和氢促进局部化塑性变形理论(HELP)。系统地开展氢与金属材料的相容性研究,在高压氢环境中获得材料的抗氢脆性能试验数据,对氢脆的预防和控制具有十分重要的意义。世界范围内有很多学者针对4130铬钼低合金钢、300系列奥氏体不锈钢、6061铝合金、API5LX42-X80管线钢等材料,开展了其在高压氢环境下的相容性试验,为高压临氢设备材料的选择提供了基础数据。在973计划项目等的持续支持下,浙江大学利用金属材料在高压氢环境中的试验数据,建立了我国首个国产金属材料与高压氢环境相容性数据库。


    将可再生能源产生的无法并网利用的电能通过电解水转化为氢能储存起来并应用,是重要的发展方向,称之为可再生能源电力制氢(Powerto-Hydrogen)。将可再生能源制得的氢气掺入现有的天然气管线进行输送,能够大幅度地节约管道建设成本,但材料与掺氢天然气之间的相容性需要系统深入地评估。赵永志等总结了掺氢天然气与配送管道、长距离输送管道及管网其他设备(储存设备、动设备)的相容性,认为掺入的氢气对低压配送管道产生的影响较小,而对长距离高压输送管道的影响程度主要取决于管道操作压力和掺氢比例。蒙波等针对掺氢天然气高压输送管道的安全性问题进行研究,得到了X70、X80管线钢在不同掺氢比例下的力学性能劣化规律。


    氢与金属材料相容性研究主要面临的挑战如下:1)临氢环境下裂纹萌生和扩展机理,主要包括低应力强度因子变化范围△K下疲劳裂纹萌生的测试和评估方法,以及氢气压力对应力强度因子门槛值△Kth的影响;2)氢环境与材料相容性数据库的完善,氢环境包括氢气环境和掺氢天然气环境,材料包括金属材料和非金属材料;3)零部件材料和制造工艺对其抗氢脆性能的影响,包括材料中杂质含量、焊接残余应力和表面粗糙度等;4)国际统一的氢与材料相容性试验标准、掺氢天然气储输标准等。


    4 氢风险评价


    4.1 风险评价方法


    氢风险评价方法主要分为快速风险评级(RapidRiskRanking,RRR)和量化风险评价(QuantitativeRiskAssessment,QRA)。RRR为经验式的定性风险评估,将专家分析讨论后得到的结果与风险矩阵进行对比,以获得相应的风险等级,可快速确定主要危险源;QRA是对风险的定量评价,可以科学地评价氢能系统或某一具体事故的风险值(个人风险和社会风险),为风险减缓措施提供指导和建议,还可以直接应用到氢安全相关标准的制定,如安全距离的确定,现阶段已成为氢风险评价的主流方法,评价流程见图2。


    图2 量化风险评价流程


    氢燃料电池汽车和加氢站的安全应用受到人们的普遍关注。Kikukawa等综合分析了液氢加氢站可能发生的事故类型,采用RRR方法对加氢站进行了风险评估。Dadashzadeh等针对火灾事故中的氢燃料电池汽车,给出了火灾情景下车载储氢气瓶的QRA方法。Middha等针对氢燃料电池汽车在隧道内的泄漏,开展了事故后果量化研究,为受限空间内氢泄漏QRA方法建立提供了支撑。Li等针对上海世博加氢站开展了QRA研究,明确了对站内员工、加氢顾客和第三方人员的风险值。李静媛等同样以上海世博加氢站为例,定量研究了加氢站内高压储氢气瓶发生泄漏爆炸的事故后果,并提出了事故减缓措施。


    QRA结果依托于氢泄漏、扩散、燃烧、爆炸等数值模型的精度,以及网格尺寸、边界条件等模拟条件的设置,即使对于相同的事故类型,由于模型精度和条件设置的不同,往往会得出不同的风险评估结果,因此提高模型的准确性及模拟条件设置的合理性对氢风险评价具有重要意义。为解决上述问题,FCH2JU推出了SUSANA项目,对氢行为(泄漏、扩散、燃烧、爆炸)相关数值模型进行了大量的验证工作,同时给出了氢数值模拟研究的推荐方法。


    氢风险评价方法研究面临的主要挑战如下:1)加氢站设施真实几何形状建模及包含事故缓解措施的加氢站QRA方法;2)受限空间内氢燃料电池汽车泄漏事故的QRA方法;3)更多典型氢应用场景(高压氢气储输、液氢储输、掺氢天然气储输等)下氢事故的QRA方法。


    4.2 风险评价工具


    风险评价工具是指基于验证过的工程概率模型和事故后果模型建立的、具有良好用户交互界面的平台,用户能够输入特定的信息和边界条件并在短时间内获得风险评价的数据。2014年,SNL和IAHysafe共同推出了名为“HyRAM”的首个风险评价工具,该工具基于QRA方法,在对氢加注、储存等氢能设施进行安全性评估的同时,有效缩短了计算时间。HyRAM将目前国际上较为先进的理论研究、工程模型和氢安全相关数据集成为一个工业化的综合性分析体系,有助于国际氢安全标准的制定和各国相关政策的实施。


    后果量化评价作为QRA的重要一环,其功能的实现亦离不开软件的支撑,现阶段常用于氢安全研究的量化风险评价软件主要包括FLACS和PHAST。FLACS为Gexcon公司开发的、基于CFD技术的专业模拟气体扩散、燃烧和爆炸的软件,能够耦合火焰与装置、管道等设备的相互作用和影响,实现对泄漏爆炸后果的量化分析与计算。Middha、Vyazmina等开展了一系列氢泄漏、扩散、燃烧、爆炸等试验,对氢相关行为模型进行了验证,证明FLACS可用于氢安全研究。PHAST为DNV公司开发的基于CFD技术的软件,包含多种常见的压力管道、容器等泄漏、扩散、池火、爆炸等数值模型,且已在多个领域(化工、建筑)内得到大范围应用。现阶段已有学者利用PHAST软件开展氢气泄漏及爆炸的研究,但相关数值模型对氢气的适用性仍需进一步的试验验证。


    风险评价工具主要面临的挑战如下:1)若干氢行为数值模型的建立与验证,包括液氢泄漏、开放环境下氢气爆燃爆轰、爆燃爆轰转变(DDT)、氢点火、流体与火焰界面相互作用等模型;2)数值模型的准确性及氢系统结构失效、泄漏频率等方面的有效数据。


    5 结论与建议


    本文主要从氢泄漏与扩散、氢燃烧与爆炸、氢与金属材料相容性和氢风险评价4个方面介绍了国内外氢安全的研究现状,明确了氢安全研究仍面临的挑战。在氢泄漏与扩散研究方面,泄漏口形状、氢浓度梯度及空气浮力对氢气泄漏扩散的影响规律仍需进一步研究,考虑液氢非理想特性的两相泄漏模型的建立仍存在较大困难;在氢燃烧与爆炸研究方面,火焰加速(FA)和爆燃爆轰转变(DDT)的机理仍不明确,氢自燃机理及试验研究仍需加强;在氢与金属材料相容性方面,材料在高压氢环境下的试验数据较为缺乏,国际统一的氢与材料相容性试验标准、掺氢天然气储输标准尚未建立;在氢风险评价方面,更多典型氢应用工况下泄漏事故的QRA方法仍需建立,氢系统结构失效、泄漏频率等方面的有效数据相对较少。


    政府的高度重视和资本的不断涌入为我国氢能的发展提供了前所未有的契机,我国氢安全研究近年来也取得了快速的发展。但相较于日本、美国、德国等发达国家,我国氢安全研究起步较晚,研究机构目前主要集中在少数高等院校和科研院所,研究能力仍存在较大的差距。针对我国氢安全研究的发展提出以下建议。


    1)系统开展氢泄漏、扩散、燃烧、爆炸等相关试验研究,为氢风险评价所需模型的建立与验证提供充足的基础数据;完善金属和非金属材料的抗氢脆性能数据库,为我国高压临氢承载件材料选择、设计制造、安全评估、标准制订提供依据。


    2)加强氢能基础设施运行安全技术研究,形成氢系统综合风险评价方法,针对氢的制备、储输和加氢站建设,形成氢能基础设施服务网络重大危险源辨识方法,构建风险量化计算与评价指标体系,同时建立有效的事故缓解方法和应急安全响应机制,为我国氢燃料电池汽车的商业化发展提供支撑。


    3)进一步完善我国氢安全质量体系(包括标准、计量、合格评定等方面),为氢能产业链各个环节的安全运行提供支撑,同时组建具有第三方公正地位的氢安全检测研究中心,提升氢能装备安全检测能力,为氢能产品安全检验和认证、临氢容器设计制造、氢安全规范标准制订、氢能设施定量风险评价、进口氢能产品安全检测提供技术支持。


    (本文作者:郑津洋,单位:浙江大学化工机械研究院)

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  • 袋式除尘器的结构形式及其优越性简析

    袋除尘器的结构主要由上箱体、中箱体、下箱体(灰斗)、清灰系统、排灰机构等除尘附件组成。快速预览

    袋式除尘器的结构形式及其优越性简析

    布袋除尘器粉体粉尘污染袋式除尘器

    快乐的环保人 | 1月前

    布袋除尘器的结构主要由上箱体、中箱体、下箱体(灰斗)、清灰系统、排灰机构等除尘附件组成。


    一、袋式除尘器结构如下:


    1)根据滤袋的形状,可分为扁袋(梯形和扁平)和圆袋(圆柱形)。


    2)根据滤袋的过滤方式,可分为外滤袋和内滤袋。


    3)按进、排气方式可分为:下进、上进、下出、直流式(仅限于平板袋)。


    二、目前常用的清灰方法有:


    1)气体清尘:气体除尘是用高压气体或外部大气吹回滤袋,以便在滤袋上积灰。气体清洗包括脉冲吹扫、反吹扫和反吸扫。


    2)手动打滤袋:手动打滤袋,以便于清除滤袋上的灰。


    3)清灰机械振打:分为清灰顶振打和清灰中振打(均为滤袋振打)。用机械振打装置周期性地交替振打每排粘附在滤袋上的积灰。


    三、除尘布袋的优点如下:


    1、除尘效率高,可捕集粒径大于0.3μm的细粉尘,除尘效率可达99%以上。


    2、结构简单,运行稳定,初期投资少,维护方便。


    3、可灵活使用。处理风量从每小时数百立方米到每小时几十万立方米不等。它可以直接作为一个小单元安装在机床附近的房间,也可以作为一个大型的除尘室,即“布袋室”。


    袋式除尘器广泛应用于消除粉尘污染、改善环境、回收材料等方面。除尘器的布袋附件为干式除尘器。适用于捕集细小、干燥、无纤维粉尘。滤袋由机织滤布或无纺布制成,利用纤维织物的过滤功能过滤含尘气体。含尘气体进入袋式除尘器后,由于重力作用,粒径大、比大的粉尘沉降落入灰斗。当粉尘较小的气体通过滤料时,粉尘被堵塞,气体被净化。

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  • 粉体改性剂对滑石粉表面改性的方法及作用

    滑石粉是一种层状含水镁硅酸盐,其表面含有亲水基团,且具有较高的表面能,作为无机填料与有机高聚物分子材料之间在化学结构和物理形态上有...快速预览

    滑石粉表面改性改性剂粉体

    浏览量 135 颗粒在线 | 1月前

    粉体改性剂对滑石粉表面改性的方法及作用

    滑石粉表面改性改性剂粉体

    颗粒在线 | 1月前

    滑石粉是一种层状含水镁硅酸盐,其表面含有亲水基团,且具有较高的表面能,作为无机填料与有机高聚物分子材料之间在化学结构和物理形态上有着很大的差异,缺少亲和性,使之滑石粉与聚合物之间混合不均匀、粘合力弱,导致制品的力学性能降低。为此,必须对滑石粉进行表面改性处理。


    滑石粉表面改性的机理是利用某些带有两性基团的小分子或高分子化合物对进行复合的物质中的一种或两种进行表面改性,使其表面由憎水变为亲水,目的是使两种物质与树脂更好地相结合。



    1、表面覆盖改性法


    表面覆盖改性法是将表面活性剂或粉体改性剂覆盖于粒子表面,使表面活性剂或粉体改性剂以吸附或化学键的方式与粒子表面结合,使粒子表面由亲水变为疏水,赋予粒子新的性质,使粒子与聚合物的相容性得以改善。


    该方法是目前最普遍采用的方法。大致可理解为:针对滑石粉与聚合物亲和力不高的缺点,将带有两性基团的表面活性剂覆盖粒子上,亲水基团朝向粒子表面,亲油基团朝向外面,这样与聚合物结合时就有好的相容性,达到改性目的,扩大滑石粉的应用范围。


    2、机械化学法


    机械化学法是通过粉碎、摩擦等方法将比较大的粒子变得较小,使粒子的表面活性变大,即增强其表面吸附能力,简化工艺的同时还可以降低成本,同时更易控制产品的质量。超细粉碎是物料深加工的重要手段,其主要目的是为现代工业提供高性能的粉体产品。此过程不是简单的物料粒度减小,它包含了许多复杂的粉体物质性质和结构的变化、机械化学变化。


    滑石粉经搅拌磨超细粉碎后,表面活性增强,热效应改善,白度提高,粉体性质变化与超细粉碎过程的热力学特性密切相关。


    3、外膜层改性法


    外膜层改性是在粒子表面均匀地包覆一层聚合物,从而赋予粒子表面新的性质。


    用澳达粉体表面改性剂对无机粒子滑石粉进行表面处理,与常规的滑石粉粒子填充物相比,包覆后的滑石粉填充高分子材料后,其最大拉伸强度、冲击强度均明显提高,提高率分别达到136%和162%,可作为新型强韧型填充改性剂用于PVC电缆料。


    4、局部活性改性


    局部活性改性利用化学反应在粒子表面接枝上一些可与聚合物相容的基团或官能团,使无机粒子与聚合物有更好的相容性,从而达到无机粒子与聚合物复合的目的。


    5、高能量表面改性


    高能量表面改性是利用高能放电、等离子射线、紫外线等所产生的巨大能量对粒子表面改性,使其表面具有活性,提高粒子与聚合物的相容性。


    6、沉淀反应改性


    沉淀反应改性利用沉淀反应进行改性。这种方法就是利用沉淀效应对粒子表面进行包覆,从而达到改性的效果。


    随着人们对滑石粉特性的认识逐步加深,滑石粉在涂料、塑料等行业中的应用领域将不断扩大。由于改性高档滑石粉的生产能力远远小于国内外市场的需求,滑石粉的合理改性越来越被人们重视。


    本文系颗粒在线根据网络资源整理编辑。

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  • 垃圾焚烧发电厂防臭堵漏的控制措施

    随着城市的发展和人们生活水平的不断提高,生活垃圾处理面临着重大难题。生活垃圾焚烧发电是利用专门的技术设备进行资源优化和无害处理的方...快速预览

    垃圾焚烧发电厂防臭堵漏的控制措施

    生活垃圾处理垃圾焚烧发电固体废弃物环保

    生活垃圾发电技术 | 1月前

    随着城市的发展和人们生活水平的不断提高,生活垃圾处理面临着重大难题。生活垃圾焚烧发电是利用专门的技术设备进行资源优化和无害处理的方式,是实现城市生活垃圾“无害化”、“减量化”、“资源化”和“稳定化”的重要途径,并且垃圾焚烧综合利用效益较好,已经成为相对经济的发电技术之一,具有较大的发展前景。


    虽然垃圾焚烧发电技术具有较多的优点,但在建设过程没有较好的控制措施,将会造成后期运营过程中恶臭、废水和废渣的渗漏,成为二次污染,对周边环境和水质影响较大,并且处理成本较高,这也是垃圾焚烧发电厂建设的常见问题。


    上海老港再生能源利用中心二期工程位于上海市浦东新区老港镇老港固体废弃物综合利用基地,垃圾日处理规模6000/d,是全球最大的单座垃圾焚烧发电厂,项目占地面积179966㎡,建筑面积150000㎡,场地周长1687m,其中主要建筑物主工房地上四层,地下二层,建筑面积141177㎡。


    本文作者参与建设老港二期垃圾焚烧发电厂项目建设,在实践中通过分析漏臭问题产生的原因,设置控制目标,制定控制措施,灵活运用工程项目质量管理手段,最终取得了很好的效果。


    一、分析可能臭气的原因


    垃圾焚烧工艺和烟气处理流程得知臭气、废水产生的第一来源是垃圾运输车、卸料大厅、垃圾池,之后在一次风机至焚烧炉位置。垃圾经过焚烧炉燃烧,之后一次风机从垃圾池抽取臭气送往焚烧炉进行高温热分解,基本已消除恶臭,即在焚烧炉后不存在恶臭渗漏的情况,主要控制垃圾池和与垃圾池相连接的公共区域的密封质量即可。


    (一)垃圾池孔洞产生的原因


    垃圾池孔洞产生的原因主要分为环境、材料、施工方法和人的因素四大类,通过对每类问题划分具体到每项工序,使得问题能够更加清晰地裸露出来,为制定控制措施提供了立足点。具体有:(1)墙体或楼面穿管预留的孔洞。(2)前期脚手架连墙件、对拉螺栓、悬挑槽钢拆除后遗留的孔洞。(3)填充墙砌块与砂浆之间的沉降造成梁底出现缝隙。(4)墙面不满足“满刀灰”,抹灰不严实(作业人员素质、偷工减料)。(5)使用坏砖砌筑。(6)构造柱与墙体结合不密实,构造柱浇筑质量较差。(7)垃圾池顶部太空板相邻板之间连接的密封处理缺陷,防水卷材搭接不足,防水卷材节点处理缺陷。


    (二)与垃圾坑相关的其他公用系统密封不严导致臭气遗漏


    通过分析得知与垃圾池、卸料大厅、渗沥液相通的公用系统均需保证密封,才能让臭气尽管遗漏也不会通过缝隙弥漫至主厂房与大气相通,造成二次污染。现场组织多次质量管理排查,严格按照三阶段控制来实施,总结得出主要容易遗留的质量问题。


    具体有:(1)风管穿墙周边空隙未封堵。(2)穿墙消防管道、电缆桥周边空隙未封堵。(3)楼板电缆套管、前期施工吊装凿开的孔洞未封堵。(4)各防火门和门框以及地面之间的密封的橡胶条未安装。(5)渗沥液通道内墙面和各管道螺栓防腐涂料未完成。(6)卸料大厅周边结构沉降缝未施工到位导致臭气遗漏。


    (三)一次风机至焚烧炉的风机连接质量不密实导致臭气遗漏


    使用因素分析法提出一次风机至焚烧炉的连接质量缺陷问题,存在材料因素、施工方法因素和人的因素三大类,具体有:(1)风管之间螺丝没有紧固和螺杆没有垫片。(2)相邻风管之间未打或未打满耐候胶。(3)基础角钢没有满焊。(4)阀门连接处法兰处密封不严实。


    (四)设计工艺上不足导致臭气遗漏


    垃圾池设有专门的独立式除臭装置系统,在垃圾发电厂设备全停,无负压除臭时,启动独立式除臭装置,但是臭气积蓄会向各处缝隙外散。因此垃圾池与其他相邻的位置需采用正负压隔离。主要有(1)当焚烧炉检修停运,一次风机停止抽排时,垃圾池负压无法形成导致产生的恶臭、有害气体无法及时排除而外渗。(2)与垃圾池相邻的走道、办公区未设置带过滤的正压通风系统。


    二、防臭堵漏的控制措施与效果


    (一)采用合理的材料进行密封控制


    封堵材料的选择上讲究经济性和效益性,要求封堵效果明显并且有可实施性。本项目防臭堵漏采用了近期新工艺、新技术进行质量控制。


    1.孔洞封堵材料的选择:水泥基灌浆料、防火泥、耐侯胶密封垃圾池整个空间中结构出现缝隙,均使用水泥基灌浆料封堵。水泥基灌浆料中加入水搅拌之后,具有不泌水、早期强度高、后期强度高、自密实、微膨胀以及流动性好等良好的性能。


    墙面和结构上的孔洞封堵均采用水泥基灌浆料进行封堵,使局部墙面孔洞位置至少达到结构应有的强度和密封性。对于构造柱浇筑质量存在的缺陷如:蜂窝麻面、烂根烂边、露筋孔洞等问题,通过凿除表面多余的混凝土再进行水泥基灌浆料灌浆填充即可达到原有构造柱的强度等级和通过其具有自密性能可完成封堵工序。


    电缆桥架、消防管道穿墙位置均使用防火泥封堵,因它具有①气密性、②水密性、③耐火极限。封堵材料不会与电缆绝缘皮发生反应等主要性能,既符合建筑的防火隔离要求,又符合密封防臭的控制要点。


    一次风机风管穿墙位置使用与L型镀锌钢板与风管和墙面相连接,打满耐候胶密封,再抹上防火泥,防止后期投入使用受风管振动或温度影响,导致直接抹在结构与风管之间的防火泥失去粘黏性而脱落。


    2.垃圾池墙面粉刷材料的选择:水泥结晶+聚脲防腐涂料


    垃圾池墙面是直接与垃圾接触,-11m渗沥液暂存井直接与垃圾的渗沥液接触,所以需使用聚脲防腐涂料做墙面粉刷。在垃圾池以及-7m与渗沥液暂存井相连通的渗沥液暂存通道中,垃圾、渗沥液挥发臭气均极易腐蚀金属构件,因此在风管、消防管道和全部构件上的螺栓也均使用聚脲防腐涂料涂层。


    在结构墙面上首先施工一道水泥结晶,水泥结晶具有防水、放渗漏的作用,再者粉刷防腐涂料防止结构被垃圾渗沥液以及臭气腐蚀。

    3.墙体或楼层穿管预留的孔洞使用UGA电缆及管道密封系统

    UGA电缆及管道密封系统使用及施工范围包括垃圾池、卸料大厅、渗沥液车间、综合水泵房、通行地沟及电缆井沟等部位。


    UGA密封系统在工艺安装中的使用为项目中电缆及管道的穿墙提供高标准的水密及气密功能,有效地防止垃圾池、卸料大厅、渗沥液等车间存在的臭气及有毒气体通过电缆或管道与墙体的缝隙渗入其他工作环境,对人体及周围环境造成不良影响,为安全生产提供高品质的保证。


    UGA管道穿墙防臭密封系统的控制效果:确保了在管道安装、电缆敷设后的高标准水密及气密功能,有效地防止了臭气的泄漏。

    4.垃圾池顶部屋面构造需有严格的密封性,采用钢骨轻型板(太空板)+热塑性聚烯烃(TPO)防水卷材在垃圾池上方网架处使用钢骨轻型板(太空板)+热塑性聚烯烃(TPO)防水卷材代替主工房其他区域使用的彩钢板屋面,这种组合具有最重要的一点是密封性良好,满足垃圾池的防臭防漏的要求。


    TPO防水卷材具有良好的加工性能和力学性能,该产品还具有粘接机理及粘接可靠性、高柔韧性性能等优点,极大程度地保证了屋面长期的不透水和周边密封要求。屋面防水系统施工过程中应控制屋面基层的处理、TPO防水卷材的搭接焊接、TPO卷材节点的处理等方面问题,来提高TPO防水卷材的施工质量,达到防臭防漏的控制要求。


    (二)设计上采取的措施


    1.设置一套独立的垃圾池排风系统,在臭气处理垃圾池内负压无法形成时,该系统从垃圾池抽取一定气体,经过专门的活性炭除臭处理装置,消除出臭味后排至大气,防止导致产生的恶臭、有害气体无法排除而外溢。


    2.垃圾池内负压处理,一次风机出口至焚烧段正压处理。


    (三)施工组织措施


    1.组成专门检查小组。垃圾池墙面砌筑以及防腐验收组织1次检查,2次复查。主要针对垃圾池孔洞臭气漏点进行排查,共发缺陷100项,总结为5大类型,均为土建问题,其中第一次复查有6项未整改,第二次复查均已整改。


    2.临近进垃圾前共组织1次检查,3次整改后复查,2次专题会议。第一次对垃圾池、渗沥液通道、一次风机房、垃圾卸料大厅进行臭气漏点排查,共收集100余项问题,2天后进行第一次整改问题复查,仍存在问题12项。5天后进行第三次复查,问题均已整改。


    3.采用烟雾弹排查公用系统和一次风机至焚烧炉部位检查,这是垃圾进场前的最后一道防线,对于垃圾臭气控制具有较大的意义。在确认垃圾池至焚烧炉和一次风机已保持密封的状态下,使用烟雾弹做最后漏风检测。首先在垃圾池中投放35颗烟雾弹,待烟雾弥漫至垃圾池屋面位置,启动一次风机粗查,整改漏风点耗时2d;利用烟雾弹细查,将烟雾弹投入风道内,漏烟效果比较明显,整改漏烟点耗时3d,已经消除掉大部分的漏风点。


    三、防臭堵漏质量控制的效果


    上海老港再生能源利用二期工程于2019年6月28日顺利投产,建成后烟气排放标准严格执行欧盟2000标准和上海市地方标准,无任何三废渗漏的情况,建设过程中制定防臭堵漏控制措施起到了关键的作用。为上海市实现生态可持续发展,打造“天更蓝、山更绿、水更清、生态环境更美丽”的城市生态环境做出了重要贡献。

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  • 碳纤维复合材料在石油工程中的应用

    碳纤维是一种纤维状的碳材料,最大的特点就是轻质高强,密度不到钢的1/4,但拉伸强度是普通钢的7~9倍。具有优异的耐腐蚀性和耐高温性...快速预览

    碳纤维复合材料在石油工程中的应用

    碳纤维抽油杆超高压连续管新材料

    石油工程科技动态 | 1月前

    碳纤维是一种纤维状的碳材料,最大的特点就是轻质高强,密度不到钢的1/4,但拉伸强度是普通钢的7~9倍。具有优异的耐腐蚀性和耐高温性,并且还具有与铜相似的导电性能,是集优良的电学、热学和力学性能于一体的新型材料。碳纤维是在1000℃以上的惰性气体中,利用高温分解法对有机纤维(聚丙烯腈、沥青等)进行烧制,去除纤维中除碳以外的其他元素即得到碳纤维。碳纤维一般不单独使用,而是作为增强材料,添加到树脂、金属、陶瓷或者是混凝土当中构成复合材料,其中应用最多的是碳纤维增强树脂。碳纤维从诞生到现在,已经广泛应用于航空航天、高端工程装备、重大基础建设结构工程、压力容器以及体育休闲用品等领域。


    在抽油杆中的应用


    在油气开采业中,抽油杆是采油系统的主要部件,传统的钢制抽油杆在柔韧性和抗腐蚀性方面存在不足,在开采“三高井”或超深井时损耗较大,相比之下,碳纤维材料抽油杆由于其出色的力学性能和机械强度,在油气开采业正得到广泛应用。目前,碳纤维抽油杆已经在国内很多油田得到广泛应用,中国石油集团大港油田、中国石化集团胜利油田等油田都开展了碳纤维抽油杆技术推广。2015年,由中国石油集团钻井工程技术研究院江汉机械研究所研制开发的碳纤维连续抽油杆作业机在新疆油田完成首次下井试验。试验在位于新疆油田采油二厂五区553 井区的克503井进行,该井深2068 m,设计使用碳纤维连续抽油杆1080m,泵挂深度1799.47m,下入抽油泵后反复循环抽水作为模拟抽油试验。试验的成功有望解决深井、超深井和腐蚀井的开采难题,对于降低抽油井能耗和提高抽油效率具有重大意义。


    在超高压连续管中的应用


    碳纤维复合连续管由碳纤维增强环氧树脂结构层和热塑性内衬构成,外部由耐磨热塑性材料包覆。目前,2in常规连续管QT-1000的破裂压力仅为140MPa,不能满足超高压水射流钻井技术的需要。而商业应用的碳纤维复合管破裂压力能够达到207MPa,满足超高压水射流作业要求,如图1所示。内压为83MPa的条件下,2inQT-1000 连续管起下钻16次后即失效,QUALITY TUBING公司的Incoloy-625连续管的疲劳寿命为70次,而FIBERSPAR SPOOLABLE PRODUCTS 公司的碳纤维复合连续管的疲劳寿命超过2000次,如图2所示。



    图1 2in不同材质连续管破裂压力对比



    图2 82MPa压力下2in不同连续管疲劳寿命(起下钻次数)(3)在海洋平台中的应用


    海洋中蕴藏着丰富的油气资源,油气勘探开发正在由陆地向海洋,由浅海大陆架逐渐向深海延伸。然而,海洋中环境复杂多变,复杂的海水含盐量很高,对设备设施具有极强的腐蚀性,很多设备设施都是以钢材料为主,这就无形中增加了开采成本,同时也加大了作业风险。碳纤维材料的低密度、高性能、高强度能够有效缓解钢制材料在深海环境所承受的重量和压力载荷。在深海油田所使用的平台脐带缆、锚固缆绳和油井口连接到平台的管材(立管)都可以用碳纤维材料部分代替,这样能够有效降低平台的重量以及所承受的压力,节约成本。一个1500 m的深海作业平台,钢制缆绳使用量大约为6500t,如果用碳纤维材料缆绳替代能够减少1/6的重量,并且相比于钢制材料,碳纤维材料的使用深度能提高一倍,而且碳纤维材料的柔韧性也更便于运输和施工作业。


    碳纤维及其复合材料在石油工程领域具有广阔的应用前景,国内制约碳纤维发展的决定性因素是生产技术瓶颈,产品质量产量和成本导致缺乏市场竞争力,因此亟待解决技术问题,发展高级别产品。只有在技术上取得突破,才能提高市场竞争力,打破国际垄断。石油企业应与相关高校和科研院所加强合作,联合开展碳纤维复合材料的攻关研究。同时,国家应当加大对碳纤维行业的扶持力度,鼓励石油企业研发和生产碳纤维材料,提高企业的自主创新能力,使企业能够拥有自主技术和知识产权。

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  • 海水淡化技术研究新进展和发展趋势分析

    当前,水资源短缺是各国均需要解决的问题,而通过海水淡化能够有效缓解水资源不足问题。本文对海水淡化技术进行简单介绍,对传统技术优点与缺点...快速预览

    海水淡化技术反渗透工艺淡化技术

    浏览量 124 中国电业 | 2月前

    海水淡化技术研究新进展和发展趋势分析

    海水淡化技术反渗透工艺淡化技术

    中国电业 | 2月前

    摘要:当前,水资源短缺是各国均需要解决的问题,而通过海水淡化能够有效缓解水资源不足问题。本文对海水淡化技术进行简单介绍,对传统技术优点与缺点进行简单阐述,并简单分析海水淡化技术研究现状与发展,最后,简单介绍核能、风能以及太阳能等新型淡化技术。希望能够为相关人员提供参考,促进我国海水淡化工艺发展,以提高人们用水质量。


    关键词:海水淡化技术;研究进展;发展趋势


    前言:水资源对人类生存有着重要作用,虽然水资源将大部分地球表面覆盖,然而96.5%属于海水,无法直接使用,而仅有0.26%的地下水、湖水与河水等淡水资源可以被人们直接利用。在社会快速发展过程中,人们在水资源需求量方面日益增加,而基于无节制浪费、水生态污染以及超限度开采等影响,导致世界水资源出现短缺问题,对经济发展产生一定影响。因此,世界各国正在积极开展海水淡化研究,对此需要加大相关工作研究力度。


    1 海水淡化技术现状


    1.1反渗透工艺


    RO工艺属于一种膜分离工艺,基于能量回收效率不断提升与膜组件持续改进,促使反渗透技术得到快速发展。该技术,具有造水成本低、工程量小、能耗小、常温操作、操作简单以及占地少等特点。然而该工艺在进料海水水质方面有着较高要求,因此预处理成本会有所增加。可以通过气浮或是超滤结合混凝和沉淀的方式,开展海水预处理工作,可以保证污染密度、水浊度以及化学需氧量等方面均满足进水要求。


    1.2多级闪蒸技术


    MSF主要通过将海加热至规定温度,之后借助闪蒸器快速实现气化,并通过蒸汽冷凝获得淡水。在热法中,MSF的应用非常广泛,具有维护量小与机容量大的特点。另外,其缺点也非常突出,比如能耗高、设备成本高、操作弹性小以及操作温度高等。


    1.3MED技术


    对于该技术,主要在低于70℃的温度条件中,通过蒸馏二次蒸汽加热蒸发下一效海水,进而获得纯净水。MED操作温度较低,能够降低设备结垢与腐蚀问题,借助廉价传热材料、工业废热等即可实现海水淡化,其具有操作弹性大、热效率高以及动力消耗小等优点。然而,由于地温余热缺少稳定性,效率低等特点,导致装置运行成本远远超出设计成本并且设备体积大,费用较高。


    2 研究现状和发展


    当前,在海水淡化工艺研究方面持续发展,在热法海水淡化工艺方面,低压蒸汽方法借助引射器使蒸发器达到真空状态,促使海水基于比常压沸点低的条件下实现蒸发。低压蒸汽系统主要受到给水口半径、给水温度以及流速等方面影响。高春林等人通过对淡化装置液汽引射器展开实验研究与数值模拟,借助实验研究与数值计算手段,深入研究引射器参数与工作特性,并得出系数与工作流体和引射流体之间的关系。


    3 新兴海水淡化技术


    3.1新能源淡化技术


    (1)核能。以反应堆所转化的电能或是热能为驱动能量,开展海水淡化工作。通过实践表明,核能淡化技术已经非常成熟,在各个国家中有着广泛利用。然而应用核能过程中,需要对核废料安全性与放射性进行充分考虑,需要保证核能具有良好可靠性,以保证淡水与周边环境不会受到放射破坏。


    (2)太阳能。太阳能淡化工艺主要为两种,①对太阳能进行热能转化,促使海水出现蒸发现象,就是太阳能光热淡化技术。②对太阳能进行电能转化,实现海水淡化,就是太阳能发电淡化技术。

    在当前发展中,仍然以太阳能的光热转换蒸馏工艺为主,其中,规模小、成本高、效率低与稳定性差等对太阳能技术应用产生较大影响,并且各个地区基于自身气象条件与地质位置等也会影响该技术使用,而通过太阳能开展海水淡化的优势也各不相同。要想有效促进太阳能利用效率,应该积极促进观点转化与集热等方面效率,另外,对海水淡化工艺不断加以优化,使太阳能实用性与经济性得到有效提升。


    (3)风能。此种淡化技术具有两种形式。①借助风力涡轮旋转作用,使风能可以实现机械能转换,直接使海水淡化设备运行。②借助风力发电机促使风能实现电能转化,之后为海水淡化设备提供动力。风力能够满足电渗析以及用能设备运行需求,然而风能缺少稳定性,而RO有着良好操作性与适应性,能够和风能实现互补。借助风能开展海水淡化工作还有一定不足,比如稳定性差与间歇性强等缺点非常明显,对风能与传统技术进行有机结合,是当前风能淡化工艺发展的重要途径。


    3.2集成淡化工艺


    (1)电渗析与RO集成。预脱盐工段通过电渗析来实现,以控制海水含盐量,之后借助反渗透膜实现海水淡化目标。此集成技术使得海水在金属管方面的腐蚀危害得到有效控制,并且是反渗透压力得到充分降低,实现节约能耗目标。


    (2)膜蒸馏。此种技术通过蒸馏手段实现膜分离,需要借助热源不断海水,通过蒸发水蒸气产生蒸汽分压。并且基于膜两侧蒸汽分压差,形成驱动力,保证水蒸气能够持续穿过疏水膜,在水分子完成气化之后,穿过膜并展开冷凝处理,进而达到水盐分离目的。该工艺融合了膜法与热工艺的优点,具有预处理要求较低、结构紧凑、简单、操作条件良好以及分离效率较高等特点。然而,其还处于研发阶段,并未满足工业化要求,需要提高热效率以及膜通量,促进膜蒸馏工艺发展。


    (2)MSF和RO集成。RO具有水质较差与产水效率高等特点,而FSM具有效率低、结垢问题明显以及产水水质好等特点,两者通过优势互补,能够有效减少产水成本,促进海水淡化效率。当前两种工艺已经实现商业化发展。


    3.3MVR改进技术


    MVR技术要借助压缩机对低品位蒸汽进行压缩,促使压力与温度快速升高,达到潜热持续循环目的。此种工艺在西方国家得到广泛应用,而在我国研究时间较短。其主要具有工程量小、操作简单以及节能环保等特点,在海水淡化方面需要选用低压缩比、高性能压缩机,并且保证换热管具有良好耐腐蚀性,并且蒸发温度适当。对此,青岛科技大学化工学院,在进行多年研究之后,构建MVR蒸发过程计算模型,使得MVR模拟局限性与物性数据不足等问题得到有效解决,同时,提出设计整套MVR工艺装置。主要针对以下方面进行改进:①对管路与设备材质进行科学设计。②合理选择压缩机,以满足MVR过程要求,是操作稳定性得到有效提升。③引进高效换热设施,使换热条件得到充分强化。④对换热设备压力、温度等操作条件进行合理设计。⑤对MVR凝气排放效果差问题进行充分改进,使传热效果得到有效强化。基于该工艺自动化程度良好、流程简单以及工程量小等特点,使得在石油平台、海岛、舰船等方面具有重大应用意义,并且有着良好的发展空间。


    结语:综上所述,在环境问题与能源问题持续加剧影响下,促使海水淡化工艺研究以及利用工作得到进一步发展。蒸馏法的经济性与能耗已经成为重点研究方向,同时对核能、太阳能、电厂余热以及风能等方面进行积极研究,获得更多研究成果,促进海水淡化工艺发展。膜法工艺在近年发展较为迅速,新膜材料研究以及应用,同时解决配套问题,已经成为膜法重点研究趋势。

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  • 生物菌应用——除臭工作原理

    在生活的应用,垃圾除臭,畜牧业养殖,蓝藻除臭,土壤非肥沃度的改善。快速预览

    浏览量 110 路易兴环保 | 2月前

    生物菌应用——除臭工作原理

    路易兴环保 | 2月前

    生物菌大家已经不陌生了,目前应用常见得。


    在生活的应用,垃圾除臭,畜牧业养殖,蓝藻除臭,土壤非肥沃度的改善。


    我们想要更适应大自然,我们就得需要运用大自然自己的力量,去净化,去调整,去改善我们的生活所给大自然造成得“影响”。


    1.png


    大自然的生物菌具有的高效吸附、吸收和降解作用。有些生物菌的也就在我们在处理环保问题的过程可以起到重要的作用,比如对生活污水和生活垃圾等散发的含硫、含氮等恶臭气体进行净化。


    生物除臭剂工作原理

    2.webp.jpg


    原理介绍


    将硫化氢、硫醇和氨气等恶臭成分转化为无害无臭的物质达到改善空气质量的目标。


    特点


    微生物除臭技术通过微生物的代谢过程来降解恶臭气体,具有无毒、无二次污染、所需设备简单、容易操作、运行费用低廉、处理效率较高、管理维护方便的特点。


    具体步骤


    1.png

    微生物除臭分为四个过程:


    1、恶臭气体由气相转变为液相的传质过程;


    2、溶于水中的臭气通过微生物的细胞壁和细胞膜被微生物吸收,不溶于水的臭气微生物分泌的细胞外酶分解为可溶性物质,再渗入细胞;


    3、臭气进入细胞后,在体内作为营养物质为微生物所分解、利用、使臭气得以去除;


    4、恶臭物质被微生物消化吸收后产生的代谢产物可以作为其他微生物的代谢底物,得以继续分解、利用,从而达到逐步降解恶臭物质的目的。


    路易兴生物菌


    路易兴多种生物菌

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    路易兴生物菌针对臭气污染,对特定细菌进行分离、筛选,驯化出相应的降解菌株,再将这些菌株按照特定比例进行复配,从而形成优势菌群。


    主要菌株:光合杆菌、芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、提取的特定菌群。


    简单列举几种菌株的作用:


    光合菌


    光合细菌在光照缺氧的条件下,利用光能进行光合作用,将H2 S、有机物等有害物质转化为无害物质H2 ;在黑暗条件下,利用有机物、有害气体( H2 S等)等作为基质,合成糖类、氨基酸类等生理活性物质。


    芽孢杆菌


    芽孢杆菌繁殖过程中产生的酒精能有效抑制有害细菌的活动,减少H2 S等恶臭气体产生。


    乳酸菌


    乳酸菌以光合细菌、酵母菌产生的糖类等物质为原料,产生乳酸,通过乳酸抑制有害菌群的活动,从源头减少H2 S等臭气污染物的产生。


    路易兴生物菌提取的特定菌群为混菌,含有上百种微生物,适应性强,可以适应多种温度和PH值范围,在低氧环境中也能发挥作用,尤其对氨气和有机臭味具有高效的吸附、吸收和降解作用。更具有分解降解能力。


    这些微生物共同作用,更有利于吸收、分解产生的SO2、H2S、CH4等具恶臭味的有害气体。同时,这些微生物又可以产生无机酸,形成不利于腐败微生物生活的酸性环境,并从根本上降解分解时产生恶臭气体的物质。

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  • 干雾抑尘在无组织粉尘排放领域的应用

    本文对干雾的“捕尘”机理进行了空气动力学、“云”物理学、“斯蒂芬流”的输送等方面分析。当水雾颗粒与粉尘颗粒大小相近、雾量充足时,二者碰...快速预览

    无组织排放粉尘防治干雾抑尘技术环保

    浏览量 151 输送派 | 2月前

    干雾抑尘在无组织粉尘排放领域的应用

    无组织排放粉尘防治干雾抑尘技术环保

    输送派 | 2月前

    摘要:文章对干雾的“捕尘”机理进行了空气动力学、“云”物理学、“斯蒂芬流”的输送等方面分析。当水雾颗粒与粉尘颗粒大小相近、雾量充足时,二者碰撞、接触、凝结的几率大。基于这一理论,我们研发出微米级干雾抑尘技术。该技术填补了国内在治理无组织排放5µm以下粉尘防治方面的空白,在港口、钢铁、电力、煤矿和化工等行业得到了广泛的应用。


    关键字:干雾;抑尘机理;无组织排放;呼吸性粉尘


    1.引言


    随着工业行业机械化、自动化水平的日益提高,以煤炭行业为代表的翻车机、破碎机、堆取料机和装卸船机等得到广泛应用。大型设备的使用加大了开采强度与粉尘的产生量,同时也使粒径小于5µm的无组织排放的呼吸性粉尘(呼吸性粉尘指粒径在5µm以下的能进入人体肺泡区的颗粒物)含量大幅度上升。这类粉尘的特点是:粒径小,分散度高,相对比表面积大,呼吸性强,稳定性高,扩散面宽,化学活性、吸附性能力强。此外,该粉尘不但容易吸附CO、氮氧化物等有毒有害污染物,导致矽肺、尘肺病的发生,对人体造成危害,而且还会降低粉尘的湿润与凝聚性能,加之受作业环境风流及各种搅动因素的影响,将长期浮游在空气中四处飘散,采用传统的负压除尘、高压喷水技术很难有效治理。因而无组织排放的呼吸性粉尘的防治就成为目前防尘工作的重点和难点。


    2.干雾的名词解释


    干雾是指没有使暴露面潮湿的雾,其粒径小于10µm,详见图1。干雾的特点是,与空气接触面积大,蒸发率高,能使含尘区水蒸汽迅速达到饱和状态。由于喷出的水雾雾量大,雾滴小,看上去像“烟”,因此称它为干雾。


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    图1 雾珠颗粒高速照片(小方格是2微米)


    3.干雾抑尘技术可行性分析


    干雾技术不仅能满足改善呼吸性粉尘湿润性所需要的条件,还能通过云物理学、空气动力学、斯蒂芬流的输送等多种机理实现对“呼吸性粉尘”的捕集。


    上世纪70年代末,美国Colorado矿业学校的斯考温德和布朗在一份研究报告中提出,采用微细水雾捕尘能解决呼吸性粉尘难治理的问题。一般的水雾去除呼吸性粉尘的效果不理想,这主要是因为水雾的粒径过大(粒径200-600µm)。从空气动力学原理来说,更细、更接近粉尘粒径的水雾除尘效果越明显。然而,随着水雾越来越细,人们开始担心水雾在捕捉到粉尘之前就会在相对湿度不到100%的空间迅速蒸发。后来经过斯考温德和布朗的进一步研究得知,当水雾蒸发为水蒸汽后就进入了云物理学范畴,这时另一种机理——冷凝核化将起重要作用,这就是水雾不断蒸发,使空气中的水蒸汽迅速饱和,饱和后的水蒸汽会直接在粉尘上凝聚,使尘粒不断增大到10-20µm时,可轻易被一般水雾去除。


    3.1空气动力学原理


    根据空气动力学原理,含尘气流绕过雾滴时,尘粒由于惯性会从绕流的气流中偏离而与雾滴相撞被捕捉,即通过粉尘粒子与液滴的惯性碰撞、拦截以及凝聚、扩散等作用实现捕捉,其被捕捉的几率与雾滴直径、粉尘受力情况有关。


    水雾颗粒的粒径越小,粒子之间的黏力就会越大。当水雾粒径达到干雾级时(即小于10µm),在“微细粉尘颗粒——微细干雾颗粒”二相流中,粒子与粒子之间很容易结合在一起,从而使整个粒子不停的变大,最终沉降下来,达到去除粉尘粒子的目的。


    3.2 “云”物理学原理


    由于雾滴微细,部分雾滴会在空气中迅速蒸发,使得局部密闭的捕尘空间中空气的相对湿度很快达到饱和,饱和后的水蒸汽以尘粒为核凝聚形成“云”,并进一步增大成为“雨”落下来。这种机理对抑制亚微米及微米级的粉尘特别有效。


    当微米级干雾抑尘装置工作时,瞬间会在相对密闭的区域产生大量微细干雾,使得该区域的空气湿度迅速饱和,饱和后的水蒸汽与粉尘充分的接触、凝结、沉降,达到抑尘的目的。


    3.3 “斯蒂芬流”的输送机理


    在喷雾区内,液滴迅速蒸发时,必然会在液滴附近区域内产生蒸汽组分的浓度梯度,形成由液滴向外流动扩散的斯蒂芬流;同样,当蒸汽在某一核上凝结时,也会造成核周围蒸汽浓度的不断降低,形成由周围向凝结核运动的斯蒂芬流。因此,悬浮于喷雾区中的“呼吸性粉尘”颗粒,必然会在斯蒂芬流的输送作用下运动,最后接触并粘附在凝结液滴上被湿润捕集。


    这也就是说当某一区域的粉尘被干雾捕集沉降后,其它高浓度区域的粉尘会在斯蒂芬流的输送作用下运动过来,进而持续的与干雾接触、碰撞,直至完成整个捕集的过程。


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    图2 “捕尘”机理


    如图2所示,当粒径较大的雾滴与粉尘颗粒接触时,由于雾滴的表面张力过大使得尘粒绕过雾滴继续向上运动,粉尘不但没有得到有效的抑制,相反水雾向下的冲力会使粉尘上扬的更多。而当雾滴粒径与粉尘粒径大小相近时,吸附、过滤、凝结的几率最大,抑尘效果最好。


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    图3粉尘颗粒与干雾碰撞、凝并


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    图4粉尘颗粒与干雾吸附、沉降


    图3和图4所示过程反映的是,当水雾颗粒的粒径小于10µm,达到干雾级的时候,雾滴的表面张力减小,粒子之间的黏力就会越来越大,所以,以粉尘粒子为核的“微细粉尘颗粒——微细水雾颗粒”二相流中,粒子与粒子之间很容易结合在一起,从而使整个粒子不停的变大,最终沉降下来,达到除去粉尘粒子的目的。


    综上所述,当水雾颗粒的粒径与粉尘颗粒的粒径大小相近,且雾量较大时,空气中的水蒸汽迅速饱和,饱和的水蒸汽与粉尘碰撞、接触并凝聚在一起,达到一定的重量后沉降下来,完成整个“捕尘”过程。经实践证明这一原理是正确的、可行的。因此微米级干雾抑尘技术的理论基础是切实的、经过实践检验的,进而为装置的研发奠定了坚实的基础。


    4.干雾抑尘技术在无组织粉尘排放领域中的应用


    4.1无组织排放的概念


    无组织排放是指大气污染物不经过排气筒或者排放高度低于15m的地面污染源的无规则排放,通常包括面源、线源和点源等。如露天堆放的煤炭、粘土、石灰石、油漆件表面的散失物等,均属面源的无组织排放;汽车在有散状物料的道路上行驶时的卷带扬尘污染物排放属于线源污染;散状物料在汽车装料机械落差起尘量以及汽车卸料时的扬尘污染排放等属于点状无组织排放源。干雾抑尘技术针对这类污染物有很好的治理效果。


    4.2传统除尘技术在无组织粉尘排放领域中的应用缺陷


    传统的粉尘治理多采用布袋除尘、静电除尘等干式除尘技术和水喷淋、洗涤塔等湿式除尘技术。这些传统的除尘技术在实际应用中反映出运行费用高、抑尘效果不佳等情况。现分别以布袋除尘器和水喷淋为例简述其在无组织粉尘排放领域中应用的缺陷。


    (1)布袋除尘器


    布袋除尘器主要是采用“负压集尘”的方式对粉尘进行收集。而对于无组织排放的粉尘,这样的负压空间不容易实现。这是因为现场环境是相对敞开的,不能达到布袋除尘器所需的过滤风量,加之现场浓度不断变化,直接影响到布袋除尘器的压力。当压力损失增大后,将会造成能量过大损耗,继而降低除尘效率。另外,袋式除尘器占地面积大,布袋易磨损、结露,运行维护费用高,产生“二次污染”,特别是在北方冬季作业时,会大大损失厂房的热量,因此无法正常使用。


    (2)水喷淋


    水喷淋除尘器是使含尘气体与水密切接触,利用水滴和颗粒的惯性碰撞及其它作用捕集颗粒或使粒径增大的装置。然而,在实际工作中,往往由于喷出的水滴粒径过大而使粉尘绕过雾滴继续飘散,未被 “捕集”。而且长期喷洒使得设备、管道腐蚀严重,污水、污泥等二次污染物堵塞坑道。如果设备安装在室外,还必须考虑冬季设备结冰的问题。


    因此,在选择除尘设备时,应充分考虑它的经济性、可靠性、实用性以及对粉尘的治理能力,综合上述情况,微米级干雾抑尘装置是比较理想的选择。


    4.3干雾抑尘技术在翻车机房的应用


    翻车机系统作为无组织粉尘排放的重要场所之一,是产尘量最多的地方,实测数据显示,粉尘浓度可高达800~3000mg/m3。其中粒径小于10μm的对人体危害最大的呼吸性粉尘占85%以上,且极易发生粉尘爆炸和粉尘吸入,严重威胁港口作业的安全和工人的身体健康。目前,我国各港口一般采用喷雾洒水进行除尘,但由于粉尘粒径小,而喷出的水雾粒径大,仍有大部分尘粒悬浮于空气中,工人们的作业环境未得到明显改善。再加上长期洒水导致翻车机房地坑内潮气大,机械设备腐蚀严重、电气设备故障频繁。针对这一现象,现以某港务局翻车机系统粉尘治理为例,简要说明干雾抑尘技术的应用。


    翻车机室内1台一翻翻车机,干雾抑尘系统的设计气流量与水流量应满足一套翻车机工作时的最大用水量与用气量。根据情况作了如下设计:在料池四周侧安装16个SLB-8B喷雾箱喷雾器总成(每个SLB-8B喷雾箱喷雾器总成含有8个USL03型喷头),其中翻车机前侧安装6个SLB-8B喷雾箱喷雾器、翻车机两端各2个SLB-8B喷雾箱喷雾器,翻车机后侧安装6个SLB-8B喷雾箱喷雾器总成,喷雾箱喷雾器安装高度、安装角度均为可调,根据现场情况可调节喷雾箱喷雾器总成的喷雾方向,以便达到最好的抑尘效果。设计喷雾时间约为25s。


    经某用户监测分析报告显示,改用微米级干雾抑尘技术后,监测到的TSP(总悬浮颗粒物)浓度的平均值为0.500mg/m3。而在原有水喷淋装置下,TSP浓度平均值为3.5mg/m3。由此可见,粉尘浓度降低了原来的6/7,抑尘效果非常显著。


    5.结语


    综上所述,微米级干雾抑尘技术从实验原理到现场应用,该技术已经得到港口、电力、钢铁、化工和煤矿等大中型企业的认可,实现了国内对无组织源封闭及半封闭环境下粉尘的防治。其综合经济和技术指标均达到同类抑尘装置的国际先进水平。产品的推广应用对提高我国抑尘设备技术含量、治理粉尘污染、推动行业进步都具有重要意义。

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