CN110302672A - 一种城市生态空间的分布调节方法 - Google Patents

一种城市生态空间的分布调节方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110302672A
CN110302672A CN201910495153.0A CN201910495153A CN110302672A CN 110302672 A CN110302672 A CN 110302672A CN 201910495153 A CN201910495153 A CN 201910495153A CN 110302672 A CN110302672 A CN 110302672A
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
space
tio
urban
ecological
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910495153.0A
Other languages
English (en)
Inventor
吴华安
黄丹
周猛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Industrial And Commercial University Of Chongqing School Of Wisdom
Original Assignee
Industrial And Commercial University Of Chongqing School Of Wisdom
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Industrial And Commercial University Of Chongqing School Of Wisdom filed Critical Industrial And Commercial University Of Chongqing School Of Wisdom
Priority to CN201910495153.0A priority Critical patent/CN110302672A/zh
Publication of CN110302672A publication Critical patent/CN110302672A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8603—Removing sulfur compounds
    • B01D53/8609—Sulfur oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • B01D53/8628—Processes characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8637—Simultaneously removing sulfur oxides and nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/24—Nitrogen compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/39—Photocatalytic properties
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B01D2255/2065—Cerium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20707—Titanium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/2073—Manganese
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/70—Non-metallic catalysts, additives or dopants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明公开了一种城市生态空间的分布调节方法，属于生态环境治理技术领域，该方法包括以下步骤：生态空间数据的来源分析：根据城市生态空间的特点，收集城市空间中的大气环境数据；生态空间数据的获取：根据需要收集的城市大气环境数据，进行数据的采集；生态空间数据的处理；通过把收集的数据进行转换，离散数据的整合；生态空间数据的分析：根据采集的数据进行生态空间系统的分析；生态空间分布的调节：根据生态系统的分析结果进行空气污染的治理；通过本发明，将城市空气污染数据来源进行整合统计分析，找出污染源，进行污染治理，调节城市生态系统中环境的平衡，实现可持续发展。

Description

一种城市生态空间的分布调节方法
技术领域
本发明属于生态环境治理技术领域，具体涉及一种城市生态空间的分布调节方法。
背景技术
中国改革开放以来，经济快速发展，加快了城市化进程，城市化过程导致土地资源利用方式、水资源、空气、环境等的变化，在我国不合理的人类活动极大地改变了生态系统的结构，导致生态系统提供服务的能力降低，水污染、空气污染、土壤污染等一系列问题难以解决，严重威胁可持续发展和居民生活质量。
我国城市面临的主要生态问题为城市无限制扩张造成土地资源利用紧缺，工业化迅猛发展造成的环境污染严重，在一些区域化城市中，由于监管不严，工业布局不合理，能源结构不均衡，环保设施严重滞后，以及扬尘、机动车尾气、燃煤污染等众多因素影响，造成废气的大量排放，空气污染严重，同时工厂废水、废渣的随意排放，造成生态功能低下，环境污染严重。
目前我国大多数城市面临着雾霾的威胁，当空气中的二氧化氮和二氧化硫等气体结合产生硫酸盐物质与硝酸盐物质，两种物质结合产生二次气溶胶，进而引发雾霾污染，工厂中煤炭的燃烧，机动车尾气的排放等是出现雾霾的主要原因，其中工厂中煤炭燃烧后污染排放量的危害最为显著。
目前我国针对工厂中煤炭燃烧后大量排放污染的综合治理方法有等离子法、氧化法和吸附法，其中等离子法湿度、脉冲电压、功率等因素影响脱硫效率，难以控制；氧化法需要加入大量的氧化剂，耗能较多；吸附法中吸附材料往往由于吸附能力有效，需要找到合适的吸附材料提高脱除效率。
发明内容
本发明提供了一种城市生态空间的分布调节方法，以至少解决相关技术中将城市空气污染数据来源进行整合统计分析，找出污染源，进行污染治理，调节城市生态系统中环境的平衡，实现可持续发展。
一种城市生态空间的分布调节方法，包括以下步骤：
(1)生态空间数据的来源分析：根据城市生态空间的特点，收集城市空间中的大气环境数据，包括工厂排放的废气数据、城市交通汽车排放的尾气数据、城市气象数据；
(2)生态空间数据的获取：根据需要收集的城市大气环境数据，进行数据的采集；
(3)生态空间数据的处理；通过把收集的数据进行转换，离散数据的整合；
(4)生态空间数据的分析：根据采集的数据进行生态空间系统的分析；
(5)生态空间分布的调节：根据生态系统的分析结果进行空气污染的治理。
进一步，所述步骤(2)中气象环境数据的获取采用搭建表述性状态传递服务模块，应用计算机编程语言，通过调用时间、地点、要素等配置参数，获取城市空间中的大气环境数据。
进一步，所述步骤(3)中利用数据集编辑器服务将数据集转化成地理空间数据格式的区块集，定义区块集数据样式，添加到制定图层，将矢量数据转换成图形数据。
进一步，所述步骤(3)中离散数据的整合采用空间插值算法，将获取的大气环境的各项污染物浓度和相关气温、降水等众多要素的离散数据值进行拟合，得到要素数据值和空间位置之间的关系的函数方程，进而估算出未收集到的观测点的要素数据值，通过空间插值模型将获取的离散数据值扩大到整个区域，进而对整个区域的气象数据进行系统分析，达到空气预警的目的。
进一步，所述步骤(3)中采用的插值算法为Cressman插值算法，根据初始估计得猜测场，确定猜测场以及设置一个逼近值的范围，用来将计算后的值与实际资料进行比较，计算出影响权重的Wijk，将权重值Wijk代入进行插值计算，得到一个修订值，比较修订值和实际资料，如二者差值不在预定的逼近值范围内，则用该差值继续订正上一次的场，重复修正直至误差值接近理想值。
具体公式为：
M/＝M0+ΔMij
其中M为空气能见度、二氧化硫浓度、二氧化氮浓度等要素，格点(i,j)处要素值的第一猜测值为M0，修订值为M/，ΔMk是第k个采样点已知的观测数据与第一猜测值的差，Wijk是代表数据之间影响权重的权重函数，R为给定的扫描半径，Dijk是扫描半径范围内第k个采样点与格点(i,j)的距离，当采样点距离格点距离越大后，影响基本可以忽略不计，故权重为0。
进一步，所述步骤(4)中将数据进行平面渲染图、曲线图进行可视化方案的实现，达到城市大气环境数据的整体展示。
进一步，所述步骤(5)中大气环境污染主要是城市工厂燃烧大量化石燃料产生二氧化硫和二氧化氮的排放，城市交通中汽车尾气中氮氧化物的排放；针对城市工厂燃烧大量氮氧化物的排放以及二氧化硫的排放，采取化学的方法进行脱硫脱氮处理，减少大气中氮、硫化合物的排放，进而进行城市生态环境中空气污染的调节。
其中，采用化学方法进行脱硫脱氮处理，采用催化剂进行脱硫脱氮，其中催化剂为Ce-Mn/TiO2/g-C3N4。
进一步，其中催化剂Ce-Mn/TiO2/g-C3N4的制备方法为：
(1)固体g-C3N4制备：称取40g三聚氰胺加入到带盖子的刚玉坩埚，并将三聚氰胺平铺在坩埚里，在马弗炉中120min升温至550℃并在此温度下恒温反应180min，自然冷却至室温后研磨、过筛，得固体g-C3N4；
(2)TiO2/g-C3N4复合物的制备：将制备好的g-C3N4，加入300ml去离子水，超声剥离后，加入TiO2粉末，并搅拌均匀，在80℃下搅拌蒸干，将蒸干后的样品在400℃下煅烧2h，自然冷却即为TiO2/g-C3N4复合物；
(3)Ce-Mn/TiO2/g-C3N4的制备：将制备好的TiO2/g-C3N4复合物中加入50ml硝酸锰和50ml硝酸铈溶液，在200℃条件下，超声高压浸渍，水热3h，样品取出后在130℃过滤干燥，在500℃下氮气条件下高温焙烧3h，得Ce-Mn/TiO2/g-C3N4吸附剂。
其中TiO2质量为g-C3N4质量的1％-3％，硝酸锰的浓度为0.3-0.6mol/L，硝酸铈溶液浓度为0.6mol/L。
进一步，将制得的Ce-Mn/TiO2/g-C3N4吸附剂进行脱除性能实验，具体实验流程为：将模拟烟气中1000mg/m3的NO2，2000mg/m3SO2、5％O2、15％CO2、N2通入混合器进入反应系统；反应系统中，石英管反应器中装有称量好的5gCe-Mn/TiO2/g-C3N4吸附剂，在1L/minN2保护气下将管式炉调节温度至实验条件下，通过三通阀将混合器中气体通入石英管内进行脱除反应；通过三通阀转换分别检测入口浓度和出口浓度，经烟气分析仪得到数据后将尾气通过尾气净化处理后排出室外。
有益效果
(1)本发明采用Cressman插值计算方法，能够较为全面的将气象中站点数据插值为格点数据，采用逐步修正的方法进行插值，误差较小，插值效果好。
(2)本发明采用改性Ce-Mn/TiO2/g-C3N4进行脱氮脱硫处理，提高了催化剂脱氮脱硫的效率，节约了能源。
(3)本发明采用块状g-C3N4剥离成少层g-C3N4来减少光生电子的传递路径，使体相中的载流子快速迁移至g-C3N4上，同时g-C3N4与二氧化钛复合，使电子快速从g-C3N4迁移至二氧化钛上，提高了了载流电子传递效率，提高了催化剂的光催化活性。
附图说明
图1为生态空间分布调节的流程图；
图2为吸附剂脱硫脱氮流程示意图；
图3为吸附剂的XRD谱图；
图4为实施例脱除硫脱氮效率的柱状图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
图1为生态空间分布调节的流程图，如图1所示，一种城市生态空间的分布调节方法，包括以下步骤：
(1)生态空间数据的来源分析：根据城市生态空间的特点，收集城市空间中的大气环境数据，包括工厂排放的废气数据、城市交通汽车排放的尾气数据、城市气象数据；
(2)生态空间数据的获取：根据需要收集的城市大气环境数据，进行数据的采集；
(3)生态空间数据的处理；通过把收集的数据进行转换，离散数据的整合；
(4)生态空间数据的分析：根据采集的数据进行生态空间系统的分析；
(5)生态空间分布的调节：根据生态系统的分析结果进行空气污染的治理。
进一步，所述步骤(2)中气象环境数据的获取采用搭建表述性状态传递服务模块，应用计算机编程语言，通过调用时间、地点、要素等配置参数，获取城市空间中的大气环境数据。
进一步，所述步骤(3)中利用数据集编辑器服务将数据集转化成地理空间数据格式的区块集，定义区块集数据样式，添加到制定图层，将矢量数据转换成图形数据。
进一步，所述步骤(3)中离散数据的整合采用空间插值算法，将获取的大气环境的各项污染物浓度和相关气温、降水等众多要素的离散数据值进行拟合，得到要素数据值和空间位置之间的关系的函数方程，进而估算出未收集到的观测点的要素数据值，通过空间插值模型将获取的离散数据值扩大到整个区域，进而对整个区域的气象数据进行系统分析，达到空气预警的目的。
进一步，所述步骤(3)中采用的插值算法为Cressman插值算法，根据初始估计得猜测场，确定猜测场以及设置一个逼近值的范围，用来将计算后的值与实际资料进行比较，计算出影响权重的Wijk，将权重值Wijk代入进行插值计算，得到一个修订值，比较修订值和实际资料，如二者差值不在预定的逼近值范围内，则用该差值继续订正上一次的场，重复修正直至误差值接近理想值。
具体公式为：
M/＝M0+ΔMij
其中M为空气能见度、二氧化硫浓度、二氧化氮浓度等要素，格点(i,j)处要素值的第一猜测值为M0，修订值为M/，ΔMk是第k个采样点已知的观测数据与第一猜测值的差，Wijk是代表数据之间影响权重的权重函数，R为给定的扫描半径，Dijk是扫描半径范围内第k个采样点与格点(i,j)的距离，当采样点距离格点距离越大后，影响基本可以忽略不计，故权重为0。
进一步，所述步骤(4)中将数据进行平面渲染图、曲线图进行可视化方案的实现，达到城市大气环境数据的整体展示。
进一步，所述步骤(5)中大气环境污染主要是城市工厂燃烧大量化石燃料产生二氧化硫和二氧化氮的排放，城市交通中汽车尾气中氮氧化物的排放；针对城市工厂燃烧大量氮氧化物的排放以及二氧化硫的排放，采取化学的方法进行脱硫脱氮处理，减少大气中氮、硫化合物的排放，进而进行城市生态环境中空气污染的调节。
其中，采用化学方法进行脱硫脱氮处理，化学方法为采用催化剂进行脱硫脱氮，其中催化剂为Ce-Mn/TiO2/g-C3N4。
实施例2-4
催化剂Ce-Mn/TiO2/g-C3N4的制备方法为：
(1)固体g-C3N4制备：称取40g三聚氰胺加入到带盖子的刚玉坩埚，并将三聚氰胺平铺在坩埚里，在马弗炉中120min升温至550℃并在此温度下恒温反应180min，自然冷却至室温后研磨、过筛，得固体g-C3N4；
(2)TiO2/g-C3N4复合物的制备：将制备好的g-C3N4，加入300ml去离子水，超声剥离后，加入TiO2粉末，其中TiO2质量为g-C3N4质量的1％，并搅拌均匀，在80℃下搅拌蒸干，将蒸干后的样品在400℃下煅烧2h，自然冷却即为TiO2/g-C3N4复合物；
(3)Ce-Mn/TiO2/g-C3N4的制备：将制备好的TiO2/g-C3N4复合物中加入50ml硝酸锰和50ml硝酸铈溶液，其中硝酸锰的浓度为0.5mol/L，硝酸铈溶液浓度为0.6mol/L，在200℃条件下，超声高压浸渍，水热3h，样品取出后在130℃过滤干燥，在500℃下氮气条件下高温焙烧3h，得Ce-Mn/TiO2/g-C3N4吸附剂。
将制得的Ce-Mn/TiO2/g-C3N4吸附剂进行脱除性能实验，具体实验流程如图2所示，将模拟烟气中1000mg/m3的NO2，2000mg/m3SO2、5％O2、15％CO2、N2通入混合器进入反应系统；反应系统中，石英管反应器中装有称量好的5gCe-Mn/TiO2/g-C3N4吸附剂，在1L/minN2保护气下将管式炉调节温度至实验条件下，通过三通阀将混合器中气体通入石英管内进行脱除反应；通过三通阀转换分别检测入口浓度和出口浓度，经烟气分析仪得到数据后将尾气通过尾气净化处理后排出室外。
表1为在其他条件不变的情况下，改变二氧化钛添加量测得的脱除率。
表1
由表1可以看出，当TiO2质量分数为1％-3％时脱除率较高，说明在此范围内，二氧化钛的添加，可以有效抑制光生电子和空穴的复合，增加了催化剂的产氢速率，进而增加了脱除率。
图3为改变二氧化钛含量催化剂的XRD谱图，由图3可以看出，随着二氧化钛含量的增加，衍射峰的强度增强，二氧化钛的特征峰没有发生明显改变，说明在此含量下，TiO2和g-C3N4以及Ce和Mn之间能够很好的复合在一起。
实施例5-7
催化剂Ce-Mn/TiO2/g-C3N4的制备方法为：
(1)固体g-C3N4制备：称取40g三聚氰胺加入到带盖子的刚玉坩埚，并将三聚氰胺平铺在坩埚里，在马弗炉中120min升温至550℃并在此温度下恒温反应180min，自然冷却至室温后研磨、过筛，得固体g-C3N4；
(2)TiO2/g-C3N4复合物的制备：将制备好的g-C3N4，加入300ml去离子水，超声剥离后，加入TiO2粉末，其中TiO2质量为g-C3N4质量的2％，并搅拌均匀，在80℃下搅拌蒸干，将蒸干后的样品在400℃下煅烧2h，自然冷却即为TiO2/g-C3N4复合物；
(3)Ce-Mn/TiO2/g-C3N4的制备：将制备好的TiO2/g-C3N4复合物中加入50ml硝酸锰和50ml硝酸铈溶液，其中硝酸锰的浓度为0.3mol/L，硝酸铈溶液浓度为0.6mol/L，在200℃条件下，超声高压浸渍，水热3h，样品取出后在130℃过滤干燥，在500℃下氮气条件下高温焙烧3h，得Ce-Mn/TiO2/g-C3N4吸附剂。
将制得的Ce-Mn/TiO2/g-C3N4吸附剂进行脱除性能实验，具体实验流程如图2所示，将模拟烟气中1000mg/m3的NO2，2000mg/m3SO2、5％O2、15％CO2、N2通入混合器进入反应系统；反应系统中，石英管反应器中装有称量好的5gCe-Mn/TiO2/g-C3N4吸附剂，在1L/minN2保护气下将管式炉调节温度至实验条件下，通过三通阀将混合器中气体通入石英管内进行脱除反应；通过三通阀转换分别检测入口浓度和出口浓度，经烟气分析仪得到数据后将尾气通过尾气净化处理后排出室外。
表2为在其他条件不变的情况下，改变硝酸锰溶液的浓度测得的脱除率。
表2
由表2可以看出，在此范围内随着硝酸锰溶液浸渍浓度的增加，吸附剂的比表面积也随之增大，平均孔径减小，增加了吸附面积，改善了吸附剂载体的孔隙结构，同时金属组分锰和铈在此范围内未发生明显团聚现象，未聚合成晶体，同时随着Mn浓度的增加，相应的MnO2和MnO3的含量也增多了，提高了催化剂的氧化能力，同时铈元素主要以CeO2的形态存在，当CeO2附近有高活性的锰的氧化物存在时，铈能够供氧，进而提高了催化剂的氧化活性，进而提高了吸附剂的脱除率，说明在此浸渍浓度范围内，增大硝酸锰溶液浸渍浓度有助于提高吸附剂的脱除率。
对比例1
催化剂Ce-Mn/TiO2/g-C3N4的制备方法为：
(1)固体g-C3N4制备：称取40g三聚氰胺加入到带盖子的刚玉坩埚，并将三聚氰胺平铺在坩埚里，在马弗炉中120min升温至550℃并在此温度下恒温反应180min，自然冷却至室温后研磨、过筛，得固体g-C3N4；
(2)TiO2/g-C3N4复合物的制备：将制备好的g-C3N4，加入300ml去离子水，超声剥离后，加入TiO2粉末，其中TiO2质量为g-C3N4质量的8％，并搅拌均匀，在80℃下搅拌蒸干，将蒸干后的样品在400℃下煅烧2h，自然冷却即为TiO2/g-C3N4复合物；
(3)Ce-Mn/TiO2/g-C3N4的制备：将制备好的TiO2/g-C3N4复合物中加入50ml硝酸锰和50ml硝酸铈溶液，其中硝酸锰的浓度为0.6mol/L，硝酸铈溶液浓度为0.6mol/L，在200℃条件下，超声高压浸渍，水热3h，样品取出后在130℃过滤干燥，在500℃下氮气条件下高温焙烧3h，得Ce-Mn/TiO2/g-C3N4吸附剂。
将制得的Ce-Mn/TiO2/g-C3N4吸附剂进行脱除性能实验，具体实验流程如图2所示，将模拟烟气中1000mg/m3的NO2，2000mg/m3SO2、5％O2、15％CO2、N2通入混合器进入反应系统；反应系统中，石英管反应器中装有称量好的5gCe-Mn/TiO2/g-C3N4吸附剂，在1L/minN2保护气下将管式炉调节温度至实验条件下，通过三通阀将混合器中气体通入石英管内进行脱除反应；通过三通阀转换分别检测入口浓度和出口浓度，经烟气分析仪得到数据后将尾气通过尾气净化处理后排出室外。
对比例2
催化剂Ce-Mn/TiO2/g-C3N4的制备方法为：
(1)固体g-C3N4制备：称取40g三聚氰胺加入到带盖子的刚玉坩埚，并将三聚氰胺平铺在坩埚里，在马弗炉中120min升温至550℃并在此温度下恒温反应180min，自然冷却至室温后研磨、过筛，得固体g-C3N4；
(2)TiO2/g-C3N4复合物的制备：将制备好的g-C3N4，加入300ml去离子水，超声剥离后，加入TiO2粉末，其中TiO2质量为g-C3N4质量的3％，并搅拌均匀，在80℃下搅拌蒸干，将蒸干后的样品在400℃下煅烧2h，自然冷却即为TiO2/g-C3N4复合物；
(3)Ce-Mn/TiO2/g-C3N4的制备：将制备好的TiO2/g-C3N4复合物中加入50ml硝酸锰和50ml硝酸铈溶液，其中硝酸锰的浓度为2.5mol/L，硝酸铈溶液浓度为0.6mol/L，在200℃条件下，超声高压浸渍，水热3h，样品取出后在130℃过滤干燥，在500℃下氮气条件下高温焙烧3h，得Ce-Mn/TiO2/g-C3N4吸附剂。
将制得的Ce-Mn/TiO2/g-C3N4吸附剂进行脱除性能实验，具体实验流程如图2所示，将模拟烟气中1000mg/m3的NO2，2000mg/m3SO2、5％O2、15％CO2、N2通入混合器进入反应系统；反应系统中，石英管反应器中装有称量好的5gCe-Mn/TiO2/g-C3N4吸附剂，在1L/minN2保护气下将管式炉调节温度至实验条件下，通过三通阀将混合器中气体通入石英管内进行脱除反应；通过三通阀转换分别检测入口浓度和出口浓度，经烟气分析仪得到数据后将尾气通过尾气净化处理后排出室外。
表3为对比例1和对比例2的脱除率。
表3
由对比例1和实施例2-4可以看出，当加大二氧化钛的添加量时，吸附剂脱硫脱氮的脱除率都开始下降，原因可能是随着二氧化钛含量的增加，由于TiO2的导带电势远低于g-C3N4的导电电势，催化剂的产氢速率开始明显下降，进而降低了脱除率；由对比例2和实施例5-6可以看出，随着浸渍浓度的增加，虽然吸附剂的比表面积增大，平均孔径减小，增加了吸附面积，改善了吸附剂载体的孔隙结构，但是金属组分锰和铈在此范围内，出现了大量的团聚现象，聚合生成晶体，因此降低了分散度，降低了脱硫脱氮活性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种城市生态空间的分布调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)生态空间数据的来源分析：根据城市生态空间的特点，收集城市空间中的大气环境数据，包括工厂排放的废气数据、城市交通汽车排放的尾气数据、城市气象数据；
(2)生态空间数据的获取：根据需要收集的城市大气环境数据，进行数据的采集；
(3)生态空间数据的处理；通过把收集的数据进行转换，离散数据的整合；
(4)生态空间数据的分析：根据采集的数据进行生态空间系统的分析；
(5)生态空间分布的调节：根据生态系统的分析结果进行空气污染的治理。
2.根据权利要求1所述的一种城市生态空间的分布调节方法，其特征在于，所述步骤(2)中气象环境数据的获取采用搭建表述性状态传递服务模块，并通过调用时间、地点、要素的配置参数，获取城市空间中的大气环境数据。
3.根据权利要求1所述的一种城市生态空间的分布调节方法，其特征在于，所述步骤(3)中利用数据集编辑器将数据集转化成地理空间数据格式的区块集，并定义区块集数据样式，添加到制定图层，将矢量数据转换成图形数据。
4.根据权利要求1所述的一种城市生态空间的分布调节方法，其特征在于，所述步骤(3)中离散数据的整合采用空间插值算法，将获取的大气环境的各项污染物浓度和相关气温、降水要素的离散数据值进行拟合，得到要素数据值和空间位置之间的关系函数，进而估算出未收集到的观测点的要素数据值，通过空间插值模型将获取的离散数据值扩大到整个区域，进而对整个区域的气象数据进行系统分析，达到空气预警的目的。
5.根据权利要求1所述的一种城市生态空间的分布调节方法，其特征在于，所述步骤(4)中将数据进行平面渲染图、曲线图进行可视化方案的实现，达到城市大气环境数据的整体展示。
6.根据权利要求1所述的一种城市生态空间的分布调节方法，其特征在于，所述步骤(5)中大气环境污染主要是城市工厂燃烧大量化石燃料产生二氧化硫和二氧化氮的排放，城市交通中汽车尾气中氮氧化物的排放；针对城市工厂燃烧大量氮氧化物的排放以及二氧化硫的排放，采取化学的方法进行脱硫脱氮处理，减少大气中氮、硫化合物的排放，进而进行城市生态环境中空气污染的调节。
7.根据权利要求6所述的一种城市生态空间的分布调节方法，其特征在于，所述采用化学方法进行脱硫脱氮处理具体为采用催化剂进行脱硫脱氮，其中催化剂为Ce-Mn/TiO2/g-C3N4。
8.根据权利要求7所述的一种城市生态空间的分布调节方法，其特征在于，所述Ce-Mn/TiO2/g-C3N4催化剂的制备方法为：
(1)固体g-C3N4制备：称取40g三聚氰胺加入到带盖子的刚玉坩埚，并将三聚氰胺平铺在坩埚里，在马弗炉中120min升温至550℃并在此温度下恒温反应180min，自然冷却至室温后研磨、过筛，得固体g-C3N4；
(2)TiO2/g-C3N4复合物的制备：将制备好的g-C3N4，加入300ml去离子水，超声剥离后，加入TiO2粉末，并搅拌均匀，在80℃下搅拌蒸干，将蒸干后的样品在400℃下煅烧2h，自然冷却即为TiO2/g-C3N4复合物；
(3)Ce-Mn/TiO2/g-C3N4的制备：将制备好的TiO2/g-C3N4复合物中加入50ml硝酸锰和50ml硝酸铈溶液，在200℃条件下，超声高压浸渍，水热3h，样品取出后在130℃过滤干燥，在500℃下氮气条件下高温焙烧3h，得Ce-Mn/TiO2/g-C3N4吸附剂。
9.根据权利要求8所述的一种城市生态空间的分布调节方法，其特征在于，其中TiO2质量为g-C3N4质量的1％-3％，硝酸锰的浓度为0.3-0.6mol/L，硝酸铈溶液浓度为0.6mol/L。
CN201910495153.0A 2019-06-06 2019-06-06 一种城市生态空间的分布调节方法 Pending CN110302672A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910495153.0A CN110302672A (zh) 2019-06-06 2019-06-06 一种城市生态空间的分布调节方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910495153.0A CN110302672A (zh) 2019-06-06 2019-06-06 一种城市生态空间的分布调节方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110302672A true CN110302672A (zh) 2019-10-08

Family

ID=68075897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910495153.0A Pending CN110302672A (zh) 2019-06-06 2019-06-06 一种城市生态空间的分布调节方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110302672A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110975920A (zh) * 2019-12-25 2020-04-10 福州大学 一种氮掺杂网格大分子原位生长脱硝抗硫催化剂的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104408094A (zh) * 2014-11-15 2015-03-11 中国科学院计算机网络信息中心 一种基于用户位置的实时环境监测专题图片快速生成方法
CN106975474A (zh) * 2017-03-10 2017-07-25 华南师范大学 一种适用于硫化氢催化还原脱硫脱硝工艺的Ce基复合催化剂及其制备方法
CN108984960A (zh) * 2018-08-14 2018-12-11 山东益华通润环保科技有限公司 一种挥发性有机污染快速精确定位及采样布点方法
CN109460019A (zh) * 2018-10-31 2019-03-12 仲恺农业工程学院 设施蔬菜生长环境中时序空间数据场的构建方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104408094A (zh) * 2014-11-15 2015-03-11 中国科学院计算机网络信息中心 一种基于用户位置的实时环境监测专题图片快速生成方法
CN106975474A (zh) * 2017-03-10 2017-07-25 华南师范大学 一种适用于硫化氢催化还原脱硫脱硝工艺的Ce基复合催化剂及其制备方法
CN108984960A (zh) * 2018-08-14 2018-12-11 山东益华通润环保科技有限公司 一种挥发性有机污染快速精确定位及采样布点方法
CN109460019A (zh) * 2018-10-31 2019-03-12 仲恺农业工程学院 设施蔬菜生长环境中时序空间数据场的构建方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
于清波等: "《新颖形态高分子材料的设计、合成与性能》", 31 January 2016, 国防工业出版社 *
吴晓东等: "《稀土催化材料》", 30 June 2017, 中国铁道出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110975920A (zh) * 2019-12-25 2020-04-10 福州大学 一种氮掺杂网格大分子原位生长脱硝抗硫催化剂的制备方法
CN110975920B (zh) * 2019-12-25 2021-04-27 福州大学 一种氮掺杂网格大分子原位生长脱硝抗硫催化剂的制备方法
WO2021128814A1 (zh) * 2019-12-25 2021-07-01 福州大学 一种氮掺杂网格大分子原位生长脱硝抗硫催化剂的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Huang et al. Chemical characterization and source identification of PM 2.5 at multiple sites in the Beijing–Tianjin–Hebei region, China
CN103736481B (zh) CeO2-MoO3/石墨烯低温脱硝催化剂及制备方法
CN104722307A (zh) 一种铁基低温scr脱硝催化剂及其制备方法
CN104646022A (zh) 一种蜂窝式低温脱硝催化剂及其制备方法
CN103962126B (zh) 一种用于氮氧化合物选择性催化还原的催化剂及制备方法
CN108786859A (zh) 一种碳掺杂碘氧铋碘酸氧铋异质结构的制备方法
Wei et al. Stable sulfur isotope ratios and chemical compositions of fine aerosols (PM2. 5) in Beijing, China
CN105327698A (zh) 以含钛高炉渣为载体的新型scr烟气脱硝催化剂的制备方法
CN108479218B (zh) 一种具有脱硝功能的滤袋笼骨及其制备方法
CN104258840A (zh) 一种铈系负载型中温scr催化剂及其制备方法
CN105195170A (zh) 一种scr脱硝催化剂及其制备方法以及用途
CN103801325A (zh) 复合氧化物脱硝催化剂的共沉淀制备方法
CN104084213B (zh) 用于固定源烟气低温脱硝的铁锰钛催化剂的制法及其制备的催化剂
CN105233814A (zh) 一种核壳结构的铈基氧化物催化剂、制备方法及其用途
CN110302672A (zh) 一种城市生态空间的分布调节方法
CN104324714B (zh) 一种钼基低温scr脱硝催化剂及其制备方法
CN103394358B (zh) 利用金铜尾矿制备锰基低温脱硝催化剂的方法
CN104474888B (zh) 一种燃煤烟气中单质汞的处理方法
CN106746980A (zh) 一种利用赤泥固废制备具有光催化功能水泥砂浆的方法
CN107262110B (zh) 一种三元复合型脱硝脱汞催化剂及其制备方法
CN113398921A (zh) 一种TiO2负载锰铈氧化物的制备及在基于丙烯还原下中温SCR脱硝上的应用
CN113663488A (zh) 一种工业尾气深度脱硫剂及其制备方法
CN109876796A (zh) 一种铈钨复合氧化物scr脱硝催化剂及其制备方法
CN111974399A (zh) 赤泥基scr脱硝催化剂及其制备方法与应用
CN106807396B (zh) 一种单分散微米球状碳烟燃烧催化剂及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191008

RJ01 Rejection of invention patent application after publication