自动富集-单光子电离质谱在线测量氯酚的研究

氯酚类化合物是垃圾焚烧所产生的二噁英前生体之一,对二噁英的浓度有很好的指示作用。针对气相中氯酚类二噁英前生体的在线连续监测,自行研制了全自动富集进样-单光子电离-反射式飞行时间质谱仪。为实现低浓度氯酚的检测,设计了全自动的富集进样系统,利用3根阵列式Tenax TA吸附管,结合全自动控制的高温电磁阀,实现了气体样品连续自动的“富集 热解析-质谱进样”。研制的反射式单光子电离-飞行时间质谱仪采用10.6 eV真空紫外灯作为光电离源,对气体样品分子进行软电离,避免了碎片离子的产生,所获得的样品分子离子经反射式飞行时间质量分析器完成检测,仪器分辨率达到3 000（m/z 78）。以3种典型的二噁英前生体氯酚类化合物（邻氯苯酚、2,4-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚）为检测对象,对该仪器性能进行考察。富集进样系统对3种氯酚类化合物的富集倍数分别达到60、249、503,检测限分别达到66、120、125 pg/L,动态线性范围分别为166 pg/L~16.6 ng/L、210 pg/L~21 ng/L、255 pg/L~25.5 ng/L。这些研究结果为今后开展垃圾焚烧烟气中二噁英的现场连续监测工作奠定了基础。     

垃圾焚烧炉灰渣熔融处理技术的研究进展

熔融技术是灰渣处理的重要技术之一，可以把焚烧炉底渣和飞灰（统称灰渣）转变成稳定且没有毒性的熔渣，并可作为建筑材料再利用。熔融炉内灰渣中的二恶英（PCDD／Fs）在1000℃以上的高温下将彻底分解，挥发性的重金属则被固定在熔渣中。介绍国内外常用的熔融炉型，并重点介绍等离子体熔融炉以及二恶英等毒性物质分解机理。     

基于 Bagging 半监督深度森林回归的 二噁英排放浓度软测量

城市固废焚烧(MSWI)过程产生的副产品之一是被称为“世纪之毒”的二噁英(DXN),受限于其排放浓度检测技术难度以及时间与经济成本等因素,难以获得足量的有标记样本用于构建DXN排放浓度软测量模型。为有效利用现场控制系统采集的大量无标记样本,同时解决传统浅层学习模型泛化性能较差的问题,提出了基于Bagging半监督深度森林回归(DFR)的DXN排放浓度软测量方法。首先,基于Bagging机制以重采样原始标记数据集的方式获得多个训练子集,并构建具有差异性的多个随机森林(RF)模型;接着,将RF模型迭代更新、近邻集合选择和性能评估策略相结合用于获得高置信度伪标记样本;最后,基于伪标记和原始标记样本集构建DFR模型。采用北京某MSWI电厂的实际DXN检测数据验证了所提方法的有效性,结果表明,该方法的预测稳定性较好,其训练、验证和测试集的均方根误差分别为0.015 50、0.020 23和0.019 73。     

烧结烟气净化技术研究进展

钢铁工业是我国国民经济的支柱产业,为我国工业化、城镇化发展做出了重要贡献。但同时钢铁工业又是高能耗、高负荷、污染排放大的行业,随着国家对钢铁行业污染排放要求越来越严格,加快研究烧结烟气净化技术已经势在必行。结合烧结烟气的特点和烧结烟气净化技术的研究形势,分别介绍了当前国内外采用的烧结烟气脱硫、脱硝及脱除二噁英技术,并分析了烧结烟气净化技术研究的发展趋势。     

逆向涡流等离子体降解飞灰中二恶英的研究

利用氮气逆向涡流非平衡等离子体反应器,进行医疗垃圾焚烧飞灰中二恶英的降解.考察氮气逆向涡流非平衡等离子体放电特性,从而获得反应器稳定的工作条件.在实验过程中分别测量处理后飞灰中和尾气中的二恶英质量分数,分析利用氮气逆向涡流非平衡等离子体反应器降解飞灰中二恶英的效果,初步探索二恶英的降解机理.结果表明,切向进气体积流量是影响放电电弧特性的关键因素,增大切向进气体积流量,可以提高电弧放电的稳定性;逆向涡流等离子体对飞灰中二恶英有明确的降解作用,单位质量飞灰中PCDD/Fs总质量的平均降解率为49.6%,总毒性当量I-TEQ平均降解率为62.3%,飞灰中PCDFs比PCDDs更容易降解.     

基于潜在特征选择性集成建模的二噁英排放浓度软测量

二噁英(Dioxin,DXN)是导致城市固废焚烧(Municipal solid waste incineration, MSWI)建厂存在“邻避现象”的主要原因之一. 工业现场多采用离线化验手段检测DXN浓度, 难以满足污染物减排控制的需求. 针对上述问题, 本文提出了基于潜在特征选择性集成(Selective ensemble, SEN)建模的DXN排放浓度软测量方法. 首先, 采用主元分析(Principal component analysis, PCA)分别提取依据工艺阶段子系统及全流程系统过程变量的潜在特征, 并依据预设贡献率阈值进行特征初选; 接着, 采用互信息(Mutual information, MI)度量初选特征与DXN间的相关性, 并自适应确定再选的上下限及阈值; 最后, 采用具有超参数自适应选择机制的最小二乘−支持向量机(Least squares — support vector machine, LS-SVM)算法建立多源特征的候选子模型, 基于分支定界(Branch and bound, BB)优化和预测误差信息熵加权算法进行集成子模型的优化选择和加权组合, 进而得到软测量模型. 基于某MSWI焚烧厂DXN检测数据仿真验证了所提方法的有效性.     

利用垃圾焚烧炉内循环处理垃圾焚烧飞灰的技术研究

将垃圾焚烧厂的垃圾焚烧飞灰作为球核主料和含碳还原剂以及必要的吸氯剂和催化剂制成复合球团,投入到垃圾焚烧炉进行高温还原分解二噁英,重金属形成玻璃态熔渣。从而对垃圾焚烧飞灰进行无害化处理,实现了垃圾焚烧飞灰在焚烧炉自身完整的闭路内循环处置,为处理垃圾焚烧飞灰提供了最佳技术路线。     

冶金过程中有机污染物二(口,恶)英的形成机理与监测

钢铁工业所造成的环境污染已成为制约其发展的重要因素之一.其中有机污染物主要来自废钢回收的电弧炉冶炼过程.本文对冶金过程所产生的主要有机污染物--二噁英的产生行为,产生机理,分析方法,如气相色谱法、气相色谱质谱联用法、各种离子化方式的飞行时间质谱法等以及近几年国内外的研究进展进行了较全面的综述,并对有机污染物的在线监测技术进行了展望.     

我国钢铁工业二恶英的减排

二恶英，是迄今为止人类发现过的最具致癌潜力的物质，即使在浓度很低的环境中人体也会发生诸多病变；对于钢铁行业，其主要产生于烧结和电炉炼钢两大生产工序。简要介绍了二恶英的性质，结合烧结、电炉工序二恶英的生成机理，从减少生成量和已生成量的排放两个方面进行了探讨。     

用于低温分解二恶英的高效负载型V_xO_y/Ce/TiO_2催化剂的制备与性能

以堇青石为载体,采用溶胶-凝胶法并结合浸渍法制备负载型催化剂VxOy/Ce/Ti O2,以邻二氯苯替代二恶英进行实验室模拟实验,考察Ce添加量、溶胶-凝胶浸渍时间、偏钒酸铵溶液浓度、偏钒酸铵溶液浸渍时间和煅烧温度对催化剂性能的影响,用气相色谱检测分解前后气体,确定了最佳制备工艺条件;考察了低温下催化剂性能及稳定性;用超声波清洗器检测薄膜与载体的结合强度,并用XRD、SEM对材料进行了表征;工业侧流实验表明,该催化剂的催化性能优异,二恶英分解率达90%以上.