安全浓度（精选12篇）
安全浓度 篇1
瓦斯发电是最高效、简洁的瓦斯利用方式之一。但低浓度瓦斯 (浓度低于30%) 有易燃、易爆的特性, 并且低浓度瓦斯发电技术还不够成熟, 存在重大安全隐患。2006年, 国家发改委委托中煤科工集团重庆研究院、胜利油田动力机械有限公司等单位对低浓度瓦斯输送安全进行研究, 研制出低浓度度瓦斯发电系列保障装备, 并于2009年由国家安监局发布了《煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范》等一系列技术规范, 指导低浓度瓦斯发电的设计以及安全保障装备的生产, 保障低浓度瓦斯发电的安全, 促进低浓度瓦斯的利用。
在低浓度瓦斯发电过程中, 关键要控制火源点及缩小火源的传播范围来保障回火不对抽放设备以及矿井产生威胁。为此, 采取以下措施:①为避免发电机回火, 在发电机组端安装防爆、防回火设施, 控制爆炸范围;②在输气管路设置安全保障装备, 即使发电机回火, 也可确保回火不会蔓延。
1发电机端安全保障措施
低浓度瓦斯发电回火火源主要由发电机产生, 为避免回火, 在发电机组端安装防爆、防回火设施 (图1) 。①在瓦斯进气管路系统设置干式阻火器和防爆止回阀, 当发生回火时, 干式阻火器可以熄灭火焰, 而止回阀保证气体只能单向流动, 火焰不会向进气方向传播;②发电机进气总管端部设置泄压防爆阀, 进气总管靠近气缸, 最容易着火爆炸, 由于进气总管气体量大, 发生爆炸将产生很大的能量, 安装泄爆部件可使爆炸产生的压力迅速释放, 减小回火压力;③曲轴箱侧面设置泄压防爆阀, 释放爆炸压力[1]。
2瓦斯管道输送安全保障措施
为防止气缸回火爆炸穿越发电机, 遵循 “阻火泄爆、抑爆阻爆、多级防护、确保安全”的基本原则, 设计低浓度瓦斯管道输送应安设阻火泄爆、抑爆、阻爆3种不同原理的阻火防爆装置[2] (图2) , 以保障瓦斯管道输送的安全。
2.1自动阻爆装置
自动阻爆装置[3]是一种主动式阻爆装置, 通过检测管道内爆炸产生的冲击波、火焰信号, 发出控制信号, 控制快速阻爆阀门动作, 关闭阀门, 快速切断火焰传播途径的一种阻爆方式。主要由压力传感器、火焰传感器、控制器、快速阻爆阀门、泄爆装置等组成。由于爆炸的传播速度快, 快速阻爆阀门的关闭是根据对爆炸的监测触发的, 因此, 这种方式对响应时间和安装距离等有严格要求:①装置阻断时间≤100 ms。阻断时间是指从传感器发现爆炸到快速阻爆阀门完全关闭需要的时间。根据瓦斯在管道中的传播规律模拟试验, 在距离火源点30 m以内, 火焰最大平均传播速度是200 m/s。为安全起见, 以平均传播度速度300 m/s设计, 阀门有效阻断距离在30 m以内, 火焰传播30 m的时间就为100 ms。②安装距离。当爆炸产生后, 从监测传感器 (火焰传感器和压力传感器) 探知爆炸到阻爆阀门动作关闭管道时间≤100 ms, 火焰运行距离为30 m, 为提高安全系数, 阻爆阀门和监测传感器之间应保持40～50 m (图2) 。
由于爆炸沿管道传播产生叠加效应, 当爆炸达到阻爆阀门而阀门处于阻塞状态, 则会产生很大压力。如果不及时泄放, 可能危及快速阻爆阀门, 甚至炸裂管道, 因此必须配置自动泄爆装置, 释放爆炸产生的压力。
2.2水封阻火泄爆装置
水封阻火泄爆装置原理:将输送瓦斯引入水中, 形成水密封, 爆炸发生时, 产生的火焰被密封的水熄灭, 从而达到消焰阻火的目的。同时, 泄爆部件能释放爆炸产生的压力, 达到缓解爆炸的目的[3,4]。装置的主要性能要求:①泄爆部件释放压力为90～120 kPa。②对于特定的阻火泄爆装置, 其有效水封高度以能有效阻火、同时满足阻火泄爆装置压力损失≤2.0 kPa为准。③应安设不锈钢气体分流网, 分流网目数≥4, 阻火泄爆装置压力损失≤2.0 kPa。④具备水位自动控制功能。水位控制器应安装3组以上水位传感器, 实时为阻火泄爆装置补水、放水, 使水封高度保持在有效水封高度要求范围内。当水封高度超出正常工作范围或补水管道无水时能自动报警, 且具有自检功能, 当出现故障时, 能自动报警。⑤具备泄爆、阻火性能。当管道瓦斯发生爆炸或燃烧时, 能够有效泄爆、消焰、阻火, 确保爆炸或燃烧不致传到阻火泄爆装置的进气口端。
2.3抑爆装置
根据抑爆方式抑爆装置主要分为自动喷粉抑爆装置、细水雾输送抑爆装置和气水二相流输送抑爆装置[3]。
2.3.1自动喷粉抑爆装置
自动喷粉抑爆装置是通过对燃烧或爆炸信息的探测, 自动、快速地喷出干粉灭火剂将燃烧或爆炸火焰扑灭的装置, 主要由火焰传感器、控制器和抑爆器组成[5]。
自动喷粉抑爆装置应满足下列技术要求:①喷撒滞后时间≤15 ms;②喷撒效率≥80%;③喷撒完成时间≤150 ms。
2.3.2细水雾输送抑爆装置
在地面, 煤矿低浓度瓦斯在管道内与细水雾全程连续混合输送, 这种防止煤矿低浓度瓦斯输送管道产生火源和抑制火焰传播的输送装置为细水雾输送抑爆装置[6]。
控制系统除符合国家相关标准的规定外, 还应满足:①当水压在0.8～1.2 MPa时, 细水雾雾滴直径应小于400 μm且雾滴体积和占总水雾雾滴体积的50%以上;②输送装置应设有自动控制、手动控制2种方式;③实时显示系统运行状态, 并可再现历史运行状态;④监控瓦斯压力、瓦斯温度、瓦斯流量、瓦斯浓度、水池水位、水雾发生器水压、成雾水泵流量、湿式阻火泄爆装置内的水位及泄压溢流阀工作状态等参数, 输送装置参数超限声光报警并输出控制信号, 自动执行相应操作;⑤控制输送装置管道控制阀门的开启与关闭;⑥主水泵出现故障时, 备用水泵能自动投入正常运行。
2.3.3气水二相流输送抑爆装置
煤矿低浓度瓦斯气水二相流安全输送系统主要用于正压管网输送低浓度瓦斯, 采用柱状水流在输送管道内附壁流动, 瓦斯气流在附壁环形水流腔内流动, 沿流动方向产生间歇性柱塞水团, 把管路内附壁环形水流腔中流动的瓦斯气流分割成段, 实现了低浓度瓦斯的安全输送[7]。
系统技术要求:①起始端供气压力一般不应超过20 kPa;②终端压力根据瓦斯利用设备需要供气压力设定, 但最大不宜超过5 kPa;③管道中气水流速在25～50 m/s ;④管道中体积含水率在0.2%～0.8%;⑤管道中柱塞水团长500～800 mm, 间距30～50 m;⑥供水压力≥200 kPa。
3结论
(1) 在发电机组端和瓦斯输送管道端设置防火门槛, 加装阻火、防爆、泄压部件, 保证发电机不出现回火, 或者将回火概率控制到极小。
(2) 即使发电机出现回火, 通过后续安装的自动阻爆装置、水封阻火泄爆装置以及抑爆装置3级低浓度瓦斯输送保障装备, 也可以将瓦斯回火产生的爆炸控制在一定范围, 不会对抽放设备以及矿井产生威胁, 有效地消除低浓度瓦斯发电存在的安全隐患。
参考文献
[1]国家安全生产监督管理总局.AQ1077—2009煤矿瓦斯往复式内燃机发电站安全要求[S].北京:煤炭工业出版社, 2010.
[2]国家安全生产监督管理总局.AQ1076—2009煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范[S].北京:煤炭工业出版社, 2010.
[3]国家安全生产监督管理总局.AQ1073—2009瓦斯管道输送自动阻爆装置技术条件[S].北京:煤炭工业出版社, 2010.
[4]国家安全生产监督管理总局.AQ1072—2009瓦斯管道输送水封阻火泄爆装置技术条件[S].北京:煤炭工业出版社, 2010.
[5]国家安全生产监督管理总局.AQ1079—2009瓦斯管道输送自动喷粉抑爆装置通用技术条件[S].北京:煤炭工业出版社, 2010.
[6]国家安全生产监督管理总局.AQ1078—2009煤矿低浓度瓦斯与细水雾混合安全输送装置技术规范[S].北京:煤炭工业出版社, 2010.
[7]国家安全生产监督管理总局.煤矿低浓度瓦斯气水二相流安全输送装置技术规范 (报批稿) [M].北京:煤炭工业出版社, 2010.
安全浓度 篇2
综采工作面上隅角有害气体浓度超限
防治安全技术措施
通防科 2015年
综采工作面上隅角有害气体浓度超限防治安全技术措施
一：概况
工作面为放顶煤开采，放顶煤高度在7m以上，由于工作面推进缓慢，正处于断层带地质条件差，易形成顶部三角空间，给气体储存留下了良好的空间，随着工作面的推移顶板的垮落将气体挤出，如若上隅角管理不当，就会使得上隅角有害气体浓度超限。
二、成立综采工作面上隅角有害气体治理管理领导小组
（一）成立方案实施领导小组： 组 长： 组员：
通风队队长、通防科所有人员，综采队队长、调度室主任、监测调度员，测风员、当班专职瓦斯检查员、监测监控工，安监科长、当班安监员。
（二）各部门职责：
1.通防科：测风员和瓦斯检查员及时测定工作面的风量和气体浓度。加强通风系统的管理，保障通风设施完好、可靠，并加强日常测风工作。专职瓦检员发现超限时，必须及时向调度室汇报，同时在该综采工作面跟班检查，并严格做到瓦检员“手拉手”交接班，直至气体回复正可允许范围。系统专职瓦斯检查员负责在工作面巡回检查氧气、瓦斯、二氧化碳；负责对综采工作面挡风帘使用、浮煤清理、水幕等情况进行检查。监测监控人员要加强对综采工作面回顺的CO、CH4、O2浓度及风速的监测，发现CO、O2、CH4超限或风速变化较大时，立即通知通风队与通防科及分管领导。
2.综采队负责负责工作面挡风帘的维护和使用管理工作，确保挡风帘严密可靠。监督工作面人员，防止任何人在后三台支架内及机尾范围内进行违章作业。
3.机电队负责本队在回顺内排水人员的安全，要求员工必须携带便携式仪器，发现气体超限后立即汇报调度室并撤离。
4.矿调度室监测调度员负责每班对该工作面通风设施的完好状况、有害气体情况进行跟踪，发现问题及时通知矿相关领导、通防科、通风队及相关部门。
5.通防科派专人负责进行检查，发现问题，及时制定方案并组织解决。
6.机电科负责通风组所制定方案所需电源和设备的日常管理及检查工作，保障设备正常运行。
7.安监科负责监督工作面及两个安全出口的支护情况。有问题及时派相关单位进行处理，确保安全出口畅通、三角区顶板及时垮落。
8.安监科负责监督检查工作面人员对本措施的落实情况。9.调度室负责整体工作的协调，以及当工作面有毒有害气体超限时负责协调人员撤离。
（三）、安全技术措施
1.凡进入综采回风顺槽、机尾人员必须携带便携式CO、O2、CH4检测仪，否则不得进入。
2.机尾气体超限期间，机尾作业时必须安排双岗作业，在作业时保证两人一前一后，间隔距离不得超过5m。
3.加强员工培训，对氧气浓度、CO浓度变化对人体影响要熟练掌握，作业人员在机尾作业时感觉到身体不适后应立即撤到工作面内休息。
4.机尾作业人员严禁在联巷内逗留、休息及大小便。由综采队悬挂警示牌。下料车辆严禁停放在巷内。
5.综采队机电所需回收物件严禁放在回风顺槽巷内。6.由综采队在机尾顺槽距超前支架20m以及在倒数第四架处悬挂进入工作面上隅角须知，提醒进入工作面上隅角人员注意观察有害气体情况，严禁无关人员进入。
7.综采队每班安排专人检查维护上下出口、机尾的挡风帘，保证挡风帘完好，保证尽可能减少向采空区漏风，确保有足够的风流经过上隅角，对有害气体进行稀释、吹散。
8.综采队采煤机割完三角煤后机尾端头架必须及时拉出。9.综采队及时对运顺、回顺隅角顶板冒落不及时的地段退锚索，保证顶板及时垮落，减少采空区漏风。
10.综采队在机尾端头架立柱和副帮之间不超过立柱200mm的位置，出口的副帮上各悬挂一套便携式CO、O2和CH4报警检测仪，对有害气体进行实时监测，在回风隅角附近区域安设警示牌。
11.由于4203综采面出现气体超限的情况，因此由综采队在机尾增设一个挡风帘，向机尾及上隅角供风，对有害气体进行稀释、吹散。
12.综采队跟班队长、班长及兼职瓦斯检查员每班必须对该工作面和上隅角的O2、CO、CH4浓度至少检查两次（至少上班时和班中各检查一次），发现超限后立即汇报矿调度室监测值班人员，以便及时掌握工作面有害气体情况（电话80000/80119）。
13.综采队当班队长是本班的第一安全责任人，当接到安监员、瓦斯检查员、调度值班人员通知后必须立即采取措施，不得以任何理由和借口拒绝撤离。否则，将按严重“三违”处罚，并追究其责任。
14.监控人员在上隅角处增设氧气浓度传感器，由当班值班人员和调度值班人员观察，发现氧气浓度报警时，立即通知通风队值班人员查明原因。
15.通防科每天安排1名测风人员，对有超限情况的综采工作面各地点的风量进行测定，及时观察工作面风量的变化情况和有害气体情况，并形成书面材料汇报通风组。
16.进入上隅角有害气体超限危险的工作面的任何人员（包括队长、班长、煤机司机、支架工、机尾岗位工、兼职瓦检员和机电队进入综采回顺的抽水工、电钳工、回收管路的班长等作业人员）都必须携戴便携式氧气测定仪、一氧化碳测定仪，发现工作地点便携式氧气检查仪报警后（工作面上隅角除外），立即通知矿调度室，并立即撤退到新鲜风流中，等待命令。
17.工作人员进入端头架内或回顺作业时，必须先对上隅角和回顺的O2、CO和CH4浓度进行检测，如果O2浓度低于18%，CO浓度大于24ppm时，必须设专人监护，人员方可进入端头架内或回顺进行作业。
18.当工作面端头架以外（回风流处）或回风顺槽O2浓度低于16%，CO浓度大于24ppm时，综采队跟班队长必须及时向队值班室和矿调度汇报，并停止工作，撤出人员，进行处理。19.综采工作面端头架（回风流处）及其回风10米范围内严禁进行电气焊作业。
20.在综采工作面及回风流中进行其它有可能引发火花的作业时必须检查作业地点瓦斯浓度，当瓦斯浓度超过1％时立即停止作业。综采上隅角严禁进行放炮作业。
21.在日常管理中，当上隅角CO浓度达到50ppm时，通防科要每班取样送束管监测室分析。
22.若10日内CO浓度连续升高大于5ppm/日时，通风组应制定专门的防火方案报公司审批，实施加快推进度、均压、注浆、注氮等措施进行综合防治。
溶液浓度检测仪 篇3
对于有色溶液，溶液的浓度与透光率密切相关，当溶液浓度增大时，溶液透光率降低；反之，溶液透光率则增高。
基于有色溶液的这一特性，我用光敏电阻作为传感器、单片机为处理核心，设计了溶液浓度检测仪。
一、设计思路
根据光电检测原理和光在通过有色溶液时发生折射、散射、反射、吸收等特性，不同浓度的有色溶液透射光通量（与入射溶液试样的光通量之比即为透光率，在此设定入射光通量为100）不一样，采用光敏电阻传感器检测透射光通量，将传感器产生的电信号通过A/D转换芯片（PCF8591）转换为数字信号，传送给STC89C52RC单片机处理，计算检测溶液浓度，最后将检测结果呈现在显示屏上。
二、软硬件设计
有色溶液浓度检测仪以单片机为控制核心，采用光敏电阻作为传感器检测透射光通量（透光率），经A/D转换将电压信号转换成数字信号，由单片机处理，最终在显示屏上显示检测结果。检测系统组成框图如图1所示。根据图1设计整体电路。
1.单片机选型
考虑到液晶彩屏显示、键盘输入等模块所需的输入、输出端口较多但程序量不大的特点，本检测仪采用STC89C52RC单片机作为系统处理核心，芯片有32个输入、输出端口，8KB存储空间。该单片机具有较高的处理速度，能更容易、快速地处理复杂的数字信号，非常适合本检测仪的应用环境。
2.检测模块设计
检测模块主要包括光敏电阻传感器、A/D转换芯片等元器件。
光敏电阻型号为T5516，属环氧树脂封装。当入射光增强时，光敏电阻阻值下降，导电能力增强，使电路中的电流增强，反之，光敏电阻阻值增加，电路中的电流减小，这种特性极易使其实现光电转换。
光敏电阻属于半导体光敏器件，还具有灵敏度高、响应速度快等特点。选用光敏电阻作为检测模块的传感元件，检测透射光通量非常合适。
光敏电阻获取光通量信号后，产生一个随着光通量变化的模拟电压信号（电压范围0V至5V），并将模拟信号送入一个8位的PCF8591芯片（输出范围0V至255V）进行A/D转换。8位PCF8591转换芯片将模拟电压信号数字化，并将5V电压进行255等分，将输入电压对应的数字电压量输出并送入单片机。
3.输入输出模块设计
输入输出模块主要包括键盘输入、LCD显示输出、报警输出等。在键盘输入模块中，考虑按键较多，采用矩阵键盘方式，可对系统时间进行设定、报警浓度阀值设置、检测启停等进行输入。
LCD显示输出模块采用2.4寸TFT彩屏显示，实现年、月、日、星期、浓度、透光率等信息的彩色输出。报警输出模块采用蜂鸣器提醒方式，当检测浓度超过设定的浓度阀值时，报警模块会得到相应的信号，实现浓度报警。
整体的硬件系统图如图2所示。
4.软件设计
本检测仪在Keil环境下，用C语言对系统软件进行模块化设计，主要包括A/D转换、溶液浓度检测、显示、时钟、报警以及按键等，并与Protues仿真软件联合调试。主程序初始化程序框图和主循环函数运行程序框图如图3和图4所示。
三、试验过程
1.试验材料与方法
试验需要墨水、纯净水、滴管、试管、标签贴纸若干。按不同比例用墨水和纯净水调配出不同浓度的溶液，装入试管并贴上标签，打开透光率检查系统，完成初始化后，将装有溶液的试管放进密闭的检测箱内，开始检测溶液浓度。
2.试验结果分析
试验结果如图5所示，通过曲线拟合，曲线方程为：y=-1.005x+99.852，决定系数R2=0.9998，试验所得的透光率与溶液浓度基本成线性关系，从而可以用透光率表示溶液浓度。
四、结论
该检测仪利用单片机控制，自动化程度高，试验结果表明，溶液浓度和透光率的线性相关性好，通过检测有色溶液透光率而快速、准确地检测溶液浓度，对溶液浓度的实时监控具有重要意义。
同时，文中介绍的检测模块设计方法，对不同类型的单片机控制系统设计开发、不同液体浓度检测有着指导意义。（指导老师：张茂志）
目前，基于对环境保护、消防安全等因素的考虑，许多液体、气体、固体的各种特性参数，诸如浓度、密度、温度等都需实时监控，因此设计出能快速、准确、便捷地检测各种特性参数的智能检测仪具有广泛的实用意义。
对于有色溶液，溶液的浓度与透光率密切相关，当溶液浓度增大时，溶液透光率降低；反之，溶液透光率则增高。
基于有色溶液的这一特性，我用光敏电阻作为传感器、单片机为处理核心，设计了溶液浓度检测仪。
一、设计思路
根据光电检测原理和光在通过有色溶液时发生折射、散射、反射、吸收等特性，不同浓度的有色溶液透射光通量（与入射溶液试样的光通量之比即为透光率，在此设定入射光通量为100）不一样，采用光敏电阻传感器检测透射光通量，将传感器产生的电信号通过A/D转换芯片（PCF8591）转换为数字信号，传送给STC89C52RC单片机处理，计算检测溶液浓度，最后将检测结果呈现在显示屏上。
二、软硬件设计
有色溶液浓度检测仪以单片机为控制核心，采用光敏电阻作为传感器检测透射光通量（透光率），经A/D转换将电压信号转换成数字信号，由单片机处理，最终在显示屏上显示检测结果。检测系统组成框图如图1所示。根据图1设计整体电路。
1.单片机选型
考虑到液晶彩屏显示、键盘输入等模块所需的输入、输出端口较多但程序量不大的特点，本检测仪采用STC89C52RC单片机作为系统处理核心，芯片有32个输入、输出端口，8KB存储空间。该单片机具有较高的处理速度，能更容易、快速地处理复杂的数字信号，非常适合本检测仪的应用环境。
2.检测模块设计
检测模块主要包括光敏电阻传感器、A/D转换芯片等元器件。
光敏电阻型号为T5516，属环氧树脂封装。当入射光增强时，光敏电阻阻值下降，导电能力增强，使电路中的电流增强，反之，光敏电阻阻值增加，电路中的电流减小，这种特性极易使其实现光电转换。
光敏电阻属于半导体光敏器件，还具有灵敏度高、响应速度快等特点。选用光敏电阻作为检测模块的传感元件，检测透射光通量非常合适。
光敏电阻获取光通量信号后，产生一个随着光通量变化的模拟电压信号（电压范围0V至5V），并将模拟信号送入一个8位的PCF8591芯片（输出范围0V至255V）进行A/D转换。8位PCF8591转换芯片将模拟电压信号数字化，并将5V电压进行255等分，将输入电压对应的数字电压量输出并送入单片机。
3.输入输出模块设计
输入输出模块主要包括键盘输入、LCD显示输出、报警输出等。在键盘输入模块中，考虑按键较多，采用矩阵键盘方式，可对系统时间进行设定、报警浓度阀值设置、检测启停等进行输入。
LCD显示输出模块采用2.4寸TFT彩屏显示，实现年、月、日、星期、浓度、透光率等信息的彩色输出。报警输出模块采用蜂鸣器提醒方式，当检测浓度超过设定的浓度阀值时，报警模块会得到相应的信号，实现浓度报警。
整体的硬件系统图如图2所示。
4.软件设计
本检测仪在Keil环境下，用C语言对系统软件进行模块化设计，主要包括A/D转换、溶液浓度检测、显示、时钟、报警以及按键等，并与Protues仿真软件联合调试。主程序初始化程序框图和主循环函数运行程序框图如图3和图4所示。
三、试验过程
1.试验材料与方法
试验需要墨水、纯净水、滴管、试管、标签贴纸若干。按不同比例用墨水和纯净水调配出不同浓度的溶液，装入试管并贴上标签，打开透光率检查系统，完成初始化后，将装有溶液的试管放进密闭的检测箱内，开始检测溶液浓度。
2.试验结果分析
试验结果如图5所示，通过曲线拟合，曲线方程为：y=-1.005x+99.852，决定系数R2=0.9998，试验所得的透光率与溶液浓度基本成线性关系，从而可以用透光率表示溶液浓度。
四、结论
该检测仪利用单片机控制，自动化程度高，试验结果表明，溶液浓度和透光率的线性相关性好，通过检测有色溶液透光率而快速、准确地检测溶液浓度，对溶液浓度的实时监控具有重要意义。
同时，文中介绍的检测模块设计方法，对不同类型的单片机控制系统设计开发、不同液体浓度检测有着指导意义。（指导老师：张茂志）
目前，基于对环境保护、消防安全等因素的考虑，许多液体、气体、固体的各种特性参数，诸如浓度、密度、温度等都需实时监控，因此设计出能快速、准确、便捷地检测各种特性参数的智能检测仪具有广泛的实用意义。
对于有色溶液，溶液的浓度与透光率密切相关，当溶液浓度增大时，溶液透光率降低；反之，溶液透光率则增高。
基于有色溶液的这一特性，我用光敏电阻作为传感器、单片机为处理核心，设计了溶液浓度检测仪。
一、设计思路
根据光电检测原理和光在通过有色溶液时发生折射、散射、反射、吸收等特性，不同浓度的有色溶液透射光通量（与入射溶液试样的光通量之比即为透光率，在此设定入射光通量为100）不一样，采用光敏电阻传感器检测透射光通量，将传感器产生的电信号通过A/D转换芯片（PCF8591）转换为数字信号，传送给STC89C52RC单片机处理，计算检测溶液浓度，最后将检测结果呈现在显示屏上。
二、软硬件设计
有色溶液浓度检测仪以单片机为控制核心，采用光敏电阻作为传感器检测透射光通量（透光率），经A/D转换将电压信号转换成数字信号，由单片机处理，最终在显示屏上显示检测结果。检测系统组成框图如图1所示。根据图1设计整体电路。
1.单片机选型
考虑到液晶彩屏显示、键盘输入等模块所需的输入、输出端口较多但程序量不大的特点，本检测仪采用STC89C52RC单片机作为系统处理核心，芯片有32个输入、输出端口，8KB存储空间。该单片机具有较高的处理速度，能更容易、快速地处理复杂的数字信号，非常适合本检测仪的应用环境。
2.检测模块设计
检测模块主要包括光敏电阻传感器、A/D转换芯片等元器件。
光敏电阻型号为T5516，属环氧树脂封装。当入射光增强时，光敏电阻阻值下降，导电能力增强，使电路中的电流增强，反之，光敏电阻阻值增加，电路中的电流减小，这种特性极易使其实现光电转换。
光敏电阻属于半导体光敏器件，还具有灵敏度高、响应速度快等特点。选用光敏电阻作为检测模块的传感元件，检测透射光通量非常合适。
光敏电阻获取光通量信号后，产生一个随着光通量变化的模拟电压信号（电压范围0V至5V），并将模拟信号送入一个8位的PCF8591芯片（输出范围0V至255V）进行A/D转换。8位PCF8591转换芯片将模拟电压信号数字化，并将5V电压进行255等分，将输入电压对应的数字电压量输出并送入单片机。
3.输入输出模块设计
输入输出模块主要包括键盘输入、LCD显示输出、报警输出等。在键盘输入模块中，考虑按键较多，采用矩阵键盘方式，可对系统时间进行设定、报警浓度阀值设置、检测启停等进行输入。
LCD显示输出模块采用2.4寸TFT彩屏显示，实现年、月、日、星期、浓度、透光率等信息的彩色输出。报警输出模块采用蜂鸣器提醒方式，当检测浓度超过设定的浓度阀值时，报警模块会得到相应的信号，实现浓度报警。
整体的硬件系统图如图2所示。
4.软件设计
本检测仪在Keil环境下，用C语言对系统软件进行模块化设计，主要包括A/D转换、溶液浓度检测、显示、时钟、报警以及按键等，并与Protues仿真软件联合调试。主程序初始化程序框图和主循环函数运行程序框图如图3和图4所示。
三、试验过程
1.试验材料与方法
试验需要墨水、纯净水、滴管、试管、标签贴纸若干。按不同比例用墨水和纯净水调配出不同浓度的溶液，装入试管并贴上标签，打开透光率检查系统，完成初始化后，将装有溶液的试管放进密闭的检测箱内，开始检测溶液浓度。
2.试验结果分析
试验结果如图5所示，通过曲线拟合，曲线方程为：y=-1.005x+99.852，决定系数R2=0.9998，试验所得的透光率与溶液浓度基本成线性关系，从而可以用透光率表示溶液浓度。
四、结论
该检测仪利用单片机控制，自动化程度高，试验结果表明，溶液浓度和透光率的线性相关性好，通过检测有色溶液透光率而快速、准确地检测溶液浓度，对溶液浓度的实时监控具有重要意义。
安全浓度 篇4
中煤科工集团重庆研究院通过国家发改委“十一五”重大专项《低浓度瓦斯安全输送成套技术开发与装备研制》, 掌握了管道内低浓度瓦斯燃烧爆炸传播规律[3];研究适用于低浓度瓦斯安全输送的关键技术, 包括水封阻火泄爆技术、喷粉抑爆技术和阻爆技术。在此基础上开发出了低浓度瓦斯管道输送安全保障系统及其阻火防爆设施;制订了相关的《煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范》 (AQ 1076—2009) 等相关标准, 由此形成以安全控制为主的低浓度瓦斯发电站用安全保障系统设计。
1 系统主要功能
低浓度瓦斯发电站管道输送安全保障系统应达到以下功能要求:
1) 安设基于水封阻火泄爆技术、喷粉抑爆技术和阻爆技术开发的主、被动阻火防爆装置;
2) 任一阻火防爆装置的运行参数不能满足安全要求时, 能实现自动报警, 并在3 min内关停发电机组, 同时打开放空系统;
3) 在发生瓦斯燃烧或爆炸时, 监控设施能快速启动安全保障段三级阻火装置, 将瓦斯燃烧或爆炸控制在一定范围;
4) 具有输送段防逆流功能。
2 安全保障系统工艺
根据低浓度瓦斯管道输送安全保障系统的功能要求, 结合低浓度瓦斯发电的特点, 将系统工艺流程分为两部分:
1) 瓦斯抽采站→闸阀→自动抑爆器→水封阻火泄爆器→排空管;
2) 瓦斯抽采站→闸阀→防爆电动蝶阀→脱硫装置→正压放水器→闸阀→瓦斯多参数传感器→自动阻爆阀门→泄爆器→自动抑爆器→水封阻火泄爆器→冲击波传感器→粗过滤器→冷凝器→气液分离器→精过滤器→放散装置→闸阀→调压器→电动蝶阀→瓦斯专用阻火器→低浓度瓦斯发电机组。
安全保障输送系统由阻火防爆设施、安全监控系统、排空系统、预处理系统等部分组成, 见图1。
3 阻火防爆设施
低浓度瓦斯经过井下低负压管道输送到地面抽采站, 选择两路方向:一路进入低浓度瓦斯发电站;或另一路瓦斯不利用直接排空。但两路管道输送都必须绝对安全、可靠。发电机组进气管或排空管上方的火源点燃管道内瓦斯后要保证其燃烧, 或爆炸不致蔓延到整个抽采管网, 保证井下安全, 因此, 必须设置阻火防爆设施。安设阻火防爆设施应遵循“阻火泄爆、抑爆阻爆、多级防护、确保安全”的基本原则[4]。沿火焰传播方向, 分三级布置安全阻火防
爆装置, 见图2。
第1级通常布置水封阻火泄爆装置, 目的是降低爆炸火焰传播速度, 消减爆炸能量, 冷却爆炸火焰内部温度。第2级布置抑爆装置, 在爆炸能量和速度都大幅降低情况下, 再次对火焰进行抑制、扑灭, 选型装置包括自动喷粉抑爆装置和细水雾抑爆装置, 基于北方冬季极端温度和运行成本考虑的原因, 通常选择自动喷粉抑爆装置。第3级布置自动阻爆装置, 将剩余未扑灭的火焰或爆炸压力进行快速切断。气体流动方向从第3级至第1级, 而火焰传播方向从第1级至第3级。
3.1 水封阻火泄爆器
水封阻火泄爆器的工作原理:当出气端管道瓦斯发生燃烧或爆炸时, 产生的冲击波冲破泄爆部件, 爆炸压力得到释放;同时桶内水封起到降低火焰中心温度和稀释瓦斯浓度使火焰熄灭的作用, 阻止爆炸或燃烧传到进气端管路, 达到保护进气端输送管道及附件的目的。该设施一般安装在距最近支管端的分管上, 其与最远端支管的距离 (沿管道轴向) 应小于30 m。
3.2 自动喷粉抑爆器
自动喷粉抑爆器是抑爆装置的一部分, 抑爆器、控制器和火焰传感器共同组成抑爆装置。当火焰传感器探测到管道内爆炸或燃烧信息时, 控制器接收到传感器的信号, 立即发送控制器信号触发抑爆器动作, 喷射出干粉灭火剂抑制火焰传播。抑爆器的喷洒滞后时间应不大于15 ms, 喷洒完成时间不大于150 ms, 喷洒效率应不小于80%。该设施安装在分管上, 与最近的火焰传感器的距离为40~50 m。
3.3 干式泄爆器和自动阻爆阀门
干式泄爆器的作用是当管路中产生急剧燃烧或爆炸引起的冲击波时, 冲击力从泄爆端口得以释放, 减轻管道内爆炸威力, 减缓火焰加速度。该设施安装位置位于阻爆阀门前端, 距抑爆器末端不大于10 m。
自动阻爆阀门的工作原理:在有可能发生爆炸的管路位置安装火焰或压力传感器或机械联动装置进行监测, 当管道里的火焰和压力传感器检查到火花及一定的爆炸压力时, 控制器给自动阻爆阀门发出电信号, 触发该运动控制装置, 推动阀芯, 使其在极短时间内关闭输送管道, 切断瓦斯气流, 阻止压力及火焰的传播。
4 安全监控系统
低浓度瓦斯管道输送安全监控系统, 是监测并控制阻火泄爆、抑爆和阻爆三级不同原理的阻火防爆装置, 主要对低浓度瓦斯输送管路内火焰、压力等进行实时监控, 实现迅速报警, 同时命令阻火防爆设施动作, 熄灭并切断燃烧、爆炸火焰, 将事故范围控制于局部, 以确保管网系统安全以及煤矿井下安全。
该系统是安全保障系统开发的子系统, 主要由监控计算机、数据传输接口、监测分站、直流稳压电源、爆炸信号控制器、爆炸冲击波传感器、甲烷传感器、馈电开关传感器、火焰和压力传感器等组成, 见图3。
5 排空系统
为减小输送管道瓦斯压力与发电机组进口端的压力差值, 使内燃机稳定运行, 同时实现安全排空, 管道输送系统要增设排空设计。从瓦斯抽采站出来的瓦斯压力值和波动幅度较大时, 使用1级排空, 将管道内压力控制在设置范围, 1级排空一般安设在抽采站出口位置处;内燃发电机组部分发电或完全不发电, 使用2级排空, 将管道内瓦斯排空, 2级排空一般安设在支、分管交界处。由于排空管较高, 极易导雷、导电, 排空管口附近存在的火源点引起的管路爆炸会传播至整个利用段或矿井抽采系统, 为把排空管内爆炸火焰控制在最小范围, 阻止其传播, 在排空管气流下方设计两级阻火装置, 阻火装置为水封阻火泄爆装置和自动喷粉抑爆装置。低浓度瓦斯发电站排空系统主要设备见图4。
排空系统主要由水封阻火泄爆装置、自动喷粉抑爆装置、火焰和压力传感器、手动阀、电动阀等串并联构成。整个排空系统通过计算机监控管理。
6 预处理系统
为满足发电机组高品质用气要求, 同时防止瓦斯气流中夹带杂质给管道及其他系统设备造成腐蚀和减短寿命, 需设计低浓度瓦斯预处理系统, 分别对管道中的液态水、粉尘和硫化物进行处理。低浓度瓦斯预处理系统工艺流程:脱硫装置→放水器→初级过滤器→冷凝器→气液分离器→换热器→精密过滤器。
在高硫煤层抽采过程中, 硫化物含量超出设备允许范围, 管道内化学反应易生成酸性液体, 对管道和机电设备造成严重腐蚀, 为减少此损害, 应设计脱硫装置。脱硫一般分为干式脱硫和湿式脱硫。湿式脱硫前期投入费用相对高, 但脱硫剂可以循环使用, 后期维护费用低, 脱硫设备压力损失小;干式脱硫则与之相反。安全保障系统的输送压力较低, 低压损、低运行费的湿式脱硫装置适用于低浓度瓦斯发电站。湿式脱硫装置由脱硫塔、气液分离器、碱液补充系统和废液回收系统构成。湿式脱硫装置一般设计在瓦斯抽采站正压输送段, 即1级排空管附近。
瓦斯从井下经过抽采站水环真空泵和湿式脱硫装置后, 管道内温度逐渐降低, 积聚了大量冷凝水, 要设置正压放水器把积存水排出。利用初级过滤器过滤掉瓦斯气体中所含大颗粒液滴和粉尘, 以冷凝器为冷源, 把瓦斯冷却到露点温度以下, 析出多余饱和水气, 降低其绝对含湿量, 再使用换热器将冷却空气加热, 以便降低瓦斯的相对湿度, 达到除湿效果。
最后利用精过滤器将较小粒径的粉尘过滤掉, 精度在几微米至几十微米不等, 以满足内燃机对气源品质的要求, 实现可靠连续发电。
7 应用实例
首套系统于2011年9月在内蒙古乌海能源公司建成, 在该系统的安全保障下, 设计装机容量8×1 000 kW的低浓度瓦斯发电机组已经持续安全运行2 200多h。通过现场工业性试验, 各项指标均符合相关规范的技术规定, 各项功能均能实现, 主要试验数据见表1~2。
8 结语
基于瓦斯发电将是低浓度瓦斯利用的主要技术途径[5], 通过对系统工艺、阻火防爆设施、安全监控系统、排空系统以及预处理系统等方面的分析和论述, 为低浓度瓦斯发电站管道输送设计提供一定的技术指导作用。中煤科工集团重庆研究院开发的瓦斯电站低浓度瓦斯管道输送成套技术及装备, 能有效提高煤矿低浓度瓦斯管道输送和利用的安全等级, 确保整个抽采、利用系统及井下不受到威胁, 保障矿井安全。随着国家节能减排力度的加大和清洁能源的广泛开发使用, 煤矿区低浓度瓦斯输送安全保障系统的推广前景将更加广阔。
参考文献
[1]薛少谦, 蔡周全, 李新建.低浓度瓦斯输送管道的瓦斯爆炸传播试验性研究[J].矿业安全与环保, 2008, 35 (2) :22-24.
[2]宁成浩, 陈贵锋.我国煤矿低浓度瓦斯排放及利用现状分析[J].能源环境保护, 2005, 19 (4) :1-4.
[3]康建东.煤矿低浓度瓦斯输送安全保障技术[J].煤矿安全, 2009, 40 (增) :66-69.
[4]国家安全生产监督管理总局.AQ1076—2009, 低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范[S].北京:煤炭工业出版社, 2010.
时间的浓度作文 篇5
其实我们渡过的每一寸时光都不外乎为了当下的消受和为了将来的投入：二者占其一都不算浪费时间，二者都没有则一定是虚度光阴; 最理想的当然是二者兼而有之，比如幸福地工作，快乐地学习，愉悦地思考…… 但又不是每个人, 每时每刻都能够实现。所以当消受时间的时候要看质量优劣，投入时间时要看效率高低，二者兼而有之时就要看彼此的平衡和优化了。
不妨把这种时间所包含的质量和效率称之为“时间的浓度”，时间的浓度越高越代表没有虚度光阴，毕竟大多数人都希望有一个如一杯醇厚的美酒般充实和精彩的`人生…… 如果在渡过眼前每一段时刻的时候，或者对如何渡过下一段时光稍有犹豫的时候，能够以“时间的浓度”迅速评估一下，就会去除一些选择的疑惑，也不会事后追问“时间都去哪儿了”。
比较离子浓度大小的依据 篇6
（1）强电解质在水溶液中是完全电离的，在溶液中不存在电解质分子。
（2）弱电解质在水溶液中是少部分发生电离的。
例如，25℃ 0.1 mol/L的CH3COOH溶液中，CH3COOH的电离度只有1.32%，溶液中存在较大量的H2O和CH3COOH分子，少量的H+、CH3COO-和极少量的OH-。多元弱酸如H2CO3还要考虑分步电离
H2CO3H++HCO-3
HCO-3H++CO2-3
且第一步电离远大于第二步电离。
2.依据水的电离规律
（1）水是一种极弱的电解质，它能微弱地电离，生成H3O+（H+）和OH-：
H2OH++OH-
在25℃（常温）时，纯水中c（H+）=c（OH-）=1×10-7mol/L。
（2）在一定温度下，c（H+）与c（OH-）的乘积是一个常数：水的离子积Kw=c（H+）·c（OH-），在25℃时，Kw=1×10-14。
（3）在纯水中加入酸或碱，抑制了水的电离，使水的电离度变小，水电离出的H+和OH-的浓度均小于1×10-7mol/L。在纯水中加入弱酸强碱盐、弱碱强酸盐，促进了水的电离，使水的电离度变大，水电离出的H+或OH-的浓度均大于1×10-7mol/L。
3.依据盐类水解规律
强酸弱碱盐如NH4Cl、Al2（SO4）3等水解后溶液呈酸性；强碱弱酸盐如CH3COONa、Na2CO3等水解后溶液呈碱性。多元弱酸盐还要考虑分步水解，如
CO2-3+H2OHCO-3+OH-
HCO-3+H2OH2CO3+OH-
水解的离子占总离子的极少数，且第一步水解大于第二步水解。
4.依据水解与电离关系规律
对水解与电离共存时相互抑制，二者的相对大小要分析清楚。如NaHCO3水解大于电离，显碱性，c（H2CO3）>c（CO2-3）；NaH2PO4、NaHSO3电离大于水解，显酸性性， 如NaHSO3 中：c（SO2-3）>c（H2SO3），而NaHSO4则只电离不水解。
5.依据电解质溶液中的守恒关系（以Na2CO3溶液为例）
（1）电荷守恒：电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等。即：c（Na+）+c（H+）=c（HCO-3）+2c（CO2-3）+c（OH-）
（2）物料守恒：电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化变成其他离子或分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。即：c（Na+）=2[c（HCO-3）+c（CO2-3）+c（H2CO3）]
（3）质子守恒：电解质溶液中分子或离子得到或失去质子（H+）的物质的量应相等。即：c（OH-）=c（H+）+c（HCO-3）+2c（H2CO3）
例1（全国卷）室温时，将浓度和体积分别为C1、V1的NaOH溶液和C2、V2的CH3COOH溶液相混合，下列关于该混合溶液的叙述错误的是（ ）。
A. 若PH>7，则一定是C1V1=C2V2
B.在任何情况下都是c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-） +c（OH-）
C.当PH=7时，若V1=V2，一定是C2>C1
D.若V1=V2，C1=C2，则c（CH3COO-） +c（CH3COOH）=c（Na+） 答案：A
解析当NaOH和CH3COOH按照等物质的量反应时，形成的是强碱弱酸盐，显碱性，PH>7，而NaOH过量时，其PH也大于7，故A错误；B项符合电荷守恒关系式；当PH=7时，CH3COOH的物质的量需大于的NaOH物质的量，若V1=V2，一定是C2>C1，C项正确；若V1=V2，C1=C2，则NaOH和CH3COOH恰好中和，依据物料守恒，知D项正确。
例对于0.1mol·L-1 Na2SO3溶液，正确的是（ ）。
A.升高温度，溶液的pH降低
B.c（Na+）=2c（SO2-3）+c（HSO-3）+c（H2SO3）
C.c（Na+）+c（H+）=2c（SO2-3）+2c（HSO-3）+c（OH-）
D.加入少量NaOH固体，c（SO2-3）与c（Na+）均增大
解析A项，水解为吸热，升高温度，溶液的pH升高。B项，物料守恒：应为c（Na+）=2c（SO2-3）+2c（HSO-3）+2c（H2SO3）。C项，电荷守恒应为：c（Na+）+c（H+）=2c（SO2-3）+ c（HSO-3）+c（OH-）
答案：D。例3.（江苏卷）下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是（ ）A.在0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中：c（Na+）>c（HCO-3）>c（CO2-3）>c（H2CO3）B.在0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中：c（OH-）-c（H+）=c（HCO-3）+2c（H2CO3）C.向0.2 mol·L-1NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol·L-1NaOH溶液：c（CO2-3）> c（HCO-3）> c（OH-）>c（H+）D.常温下，CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH=7， c（Na+）=0.1 mol·L-1]：c（Na+）=c（CH3COO-）>c（CH3COOH）>c（H+）=c（OH-） 答案：BD解析：A.在0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中，HCO-3在溶液中存在水解与电离两个过程，而溶液呈碱性，说明水解过程大于电离过程，c（H2CO3）>c（CO2-3）；B.c（OH-）-c（H+）=c（HCO-3）+2c（H2CO-3）中把c（H+）移项到等式另一边，即是一条质子守恒关系式；C.向0.2 mol·L-1NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol·L-1NaOH溶液反应后，得到浓度均为0.05 mol·L-1的Na2CO3和NaHCO3混合溶液，Na2CO3水解程度大于NaHCO3 所以c（HCO-3）>c（CO2-3）；D.常温下，CH3COONa和CH3COOH混合溶液，包括CH3COO-水解和CH3COOH电离两个过程，既然pH=7， 根据电荷守恒式，不难得出c（Na+）=c（CH3COO-） =0.1 mol·L-1，c（H+）=c（OH-）=1×10-7 mol·L-1。CH3COONa水解是有限的， c（CH3COOH）约为c（CH3COO-）的百分之一左右。例4.（江苏）下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是（ ）A.室温下，向0.01mol·L-1NH4H+HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性：c（Na+）>c（SO42-）>c（NH4H++）>c（OH-）=c（H+）B.0.1mol·L-1NaHCO3溶液：c（Na+）>c（OH-）>c（HCO-3）>c（H+）C.Na2CO3溶液：c（OH-）-c（H+）=c（HCO-3）+2c（H2CO3）D.25℃时，pH=4.75、浓度均为0.1mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液： c（CH3COO-）+c（OH-） 关键词：舒芬太尼,静脉内注射,脑电双谱指数,血流动力学现象,急性等容血液稀释,血液保护 血液稀释使血管内容量中细胞成分相对或绝对减少, 从而减少手术失血和输血量[1], 是节约用血的技术方法之一。双侧髋关节置换手术由于手术区域血供丰富, 无法应用止血带, 骨膜及髓腔内无法止血, 加上手术部位深、手术时间长, 因而术中出血量较多。由于目前血源紧张及传染乙、丙型肝炎、梅毒、艾滋病的可能性存在, 该类手术实施血液保护十分重要。舒芬太尼是芬太尼的N-4噻吩基衍生物, 脂溶性高, 与阿片受体亲和力强, 具有起效快、心血管系统功能稳定、无组胺释放、呼吸抑制轻等优点[2], 在骨科手术麻醉维持中广泛应用。 本次研究的目的为观察七氟烷与不同效应室浓度 (Cet) 舒芬太尼靶控输注 (TCI) 维持麻醉时, 急性等容血液稀释 (ANH) 是否会对血流动力学指标及脑电双谱指数 (BIS) 值产生影响, 以及ANH是否可以减少术中出血及异体输血的发生。 1 资料与方法 1.1 一般资料 本次研究为随机、对照研究, 经北京积水潭医院医学伦理委员会通过。选取2011年3月~2013年1月择期于北京积水潭医院全麻下行双侧髋关节置换手术患者84例。入选标准:预计术中失血量>800 m L, 美国麻醉医师协会 (ASA) 健康分级Ⅰ级或Ⅱ级, 年龄18~65岁, 体重指数 (BMI) 为16~32 kg/m2。所有患者心肺功能均未见异常, 无神经、精神疾病史, 无长期应用镇静催眠类药物及酗酒史。排除标准:妊娠或哺乳, 血细胞比容 (HCT) <33%, 有器官器质性病变, 低蛋白血症, 凝血机制障碍。所有患者术前均知情并签署同意书。患者随机分为4组, 每组各21例, 分别给予TCI舒芬太尼至Cet为0.2 ng/m L (S1组) , 0.4 ng/m L (S2组及C组) , 0.6 ng/m L (S3组) 。 所有患者均完成研究设计。各组患者性别比例、年龄、身高、体重、ASA分级及术前HCT、基础心率 (HR) 、基础动脉血压 (MAP) 、基础BIS值等基础资料比较, 差异均无统计学意义 (P>0.05) , 具有可比性。见表1、2。 1.2 麻醉方法 1.2.1 麻醉准备 所有患者均于麻醉前30 min肌注阿托品0.5 mg。入室后开放上肢静脉通路, 输注乳酸钠林格液500 m L补充术前禁食水损失量。连接Datex Ohmeda System 5 (Datex公司, 芬兰) 多功能监测系统连续监测心电图、血压、脉搏血氧饱和度、呼气末二氧化碳分压 (Pet CO2) 。局部浸润麻醉下行与静脉通路不同侧上肢桡动脉穿刺置管, 监测MAP。若预计术中失血量>全身总血容量 (EBV) 的25%, 行颈内静脉穿刺置入双腔中心静脉导管, 以连续监测中心静脉压力 (CVP) 及补液需要。Aspect A-2000系统连接标准四电极传感 (Aspect Medical Systems公司, 美国) 监测BIS。 注:HCT:红细胞压积;ASA:美国麻醉医师协会;HR:心率;MAP:动脉血压;1 mm Hg=0.133 k Pa;基础HCT为入院时检查所得;基础HR为病房测量HR的平均数、手术日晨起HR及入室时HR 3次数据平均值;基础MAP为病房测量MAP的平均数、手术日晨起MAP及入室时MAP 3次数据平均值 1.2.2 麻醉诱导 TCI丙泊酚 (规格500 mg/50 m L, Corden Pharma S.P.A., Caponago, 意大利) 使用Graseby3500 (Graseby公司, 英国) 注射泵, 内置Mash药代动力学模型, 预设Cet为3μg/m L, 待患者意识丧失, BIS值降至75以下时, 静脉注射维库溴铵0.7 mg/kg, 手控辅助通气, 并吸入流量为6 L/min的纯氧, 观察BIS值变化。待丙泊酚达预设Cet后, 开启靶控输注泵 (思路高, 北京, 内置Bovil药代动力学模型) , TCI舒芬太尼 (规格50μg/m L, Impfstoffwerk Dessau-Tornau Gmbh公司, 德国, 用生理盐水稀释至1μg/m L) , 使四组患者舒芬太尼Cet分别至预定值, TCI过程中继续手控辅助通气, 吸入6 L/min纯氧。当舒芬太尼达目标Cet时停止泵注丙泊酚, 即刻进行气管插管。气管插管后连接Ohmeda-Datex型麻醉机 (Datex公司, 芬兰) 行机械通气, 吸入氧气与空气混合气 (氧浓度40%) , 流量2 L/min, 调节潮气量和呼吸频率维持Pet CO2在30~40 mm Hg (1 mm Hg=0.133 k Pa) 。 1.2.3 麻醉维持 开启七氟烷挥发罐, 调节呼气末七氟烷浓度, 在5 min内达到并维持于1.0×最低肺泡有效浓度 (MAC) , 各组按预设舒芬太尼Cet持续泵注。在给药过程中若出现收缩压 (SBP) <80 mm Hg, 予扩容或麻黄碱6~12 mg, 使SBP维持于80 mm Hg以上;若出现HR<45次/min, 予阿托品0.5 mg使HR维持于45次/min以上。手术均于ANH完成后开始, 术中按预设舒芬太尼Cet持续泵注;调节七氟烷浓度, 使BIS维持于40~60, 维持血压低于基础值0~20%, 若高于基础值则根据病情使用血管活性药物对症处理。术中根据Aspect A-2000监测系统显示肌电图 (EMG) 情况追加肌松。 1.3 血液稀释 S1、S2及S3组患者于七氟烷呼气末浓度达到1.0MAC, 且丙泊酚效应室浓度为0后开始ANH, 目标HCT为0.28, 经桡动脉放血, 采血速度由三通控制, 20~40 m L/min, 采血量按如下公式计算:V=EBV (H0-H1) /H (V:采血量;EBV:全身总血容量, 以70 m L/kg估计;H0:初始HCT;H1:目标HCT, 0.28;H:H0与H1的均值) [3]。采集血液置于预先含有CPDA-1抗凝剂的血袋中 (每100毫升血需14 m L的CPDA-1抗凝剂) , 血袋置于地板平面, 在采血过程中手动摇匀以使血液与抗凝剂充分混合。采血均于40 min内完成。血袋采满后封闭管路, 并于室温下置于手术间内。采血同时, 以等速率等量输入万汶 (Fresenius Kabi公司, 德国) 。采血过程中, 若出现SBP<80 mm Hg, 则停止采血, 予万汶扩容, 必要时予麻黄碱6~12 mg, 维持SBP>80 mm Hg。所有输入液体均放入恒温箱内加温至37℃备用, 监测鼻咽温度并维持体温于35.5℃以上。在ANH过程中禁止体位变化, 以避免手术刺激及体位变化对血液循环力学及BIS产生影响。 所有采集自体血及回吸收洗涤后自体血均于手术结束前回输。血液制品输注顺序为自体采血, 回吸收洗涤后自体血, 而后是异体血。异体输血指征为前两者输完后血气分析检测显示血色素 (Hb) ≤70 g/L。 C组患者作为对照组术中不进行ANH。 1.4 监测指标 记录入室时及诱导前、TCI舒芬太尼前、舒芬太尼达Cet时、采血前 (T0) 、采血5 min (T1) 、10 min (T2) 、15 min (T3) 、20 min (T4) 、25 min (T5) 、30 min (T6) 、35 min (T7) 、40 min (T8) 时HR、MAP及BIS值 (T0~T8) 。Aspect A-2000监测系统每秒测定并记录1次BIS值, 并可自动计算最小时间间隔为1 min内的BIS平均值, T1~T88个时间点的BIS值分别为每5分钟时间间隔内, 5次系统自动计算出的1 min内BIS平均值平均数;T0为采血开始前的BIS值。记录入院后、采血前及采血完成后HCT (均为动脉血血气分析显示数据) 。记录术中出血量 (为回吸收洗涤后自体血量×3) 及异体输血情况。 记录术中特殊情况, 如失血明显增多、凝血功能障碍、DIC等。记录有无严重低血压、术后恶心、呕吐等不良反应发生。术后随访并记录有无术中知晓。 注:与S1组比较, aP<0.01;与S2组比较, bP<0.01;与C组比较, cP<0.01;与组内达丙泊酚Cet时比较, *P<0.05;HR:心率;MAP:动脉血压;BIS:脑电双谱指数;1 mm Hg=0.133 k Pa 注:HCT:红细胞压积;BIS:脑电双谱指数 1.5 统计学方法 采用统计软件SPSS 13.0对数据进行分析, 计量资料以均数±标准差 (±s) 表示, 多组间比较采用方差分析, 两两比较采用LSD-t检验。非正态分布的计量资料用中位数 (M) 及四分位数 (P25, P75) 表示, 采用秩和检验。计数资料以率表示, 采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。 2 结果 2.1 各组患者不同给药时间点HR、MAP及BIS值比较 4组患者诱导前HR、MAP、BIS值及达丙泊酚Cet时 (即舒芬太尼给药前) HR、MAP、BIS值差异无统计学意义 (P>0.05) 。4组患者达舒芬太尼Cet时HR值均较达丙泊酚Cet时显著下降, 差异有统计学意义 (P<0.05) ;4组患者舒芬太尼给药前、后MAP差异均无统计学意义 (P>0.05) , 每组患者均未发生舒芬太尼给药后MAP的明显下降。S3组患者达舒芬太尼Cet时BIS值显著低于S1、S2及C组患者, 差异有高度统计学意义 (P<0.01) , 且较达丙泊酚Cet时显著降低 (P<0.05) , 而S1、S2及C组患者未发现BIS值的显著变化。见表2。 2.2 S1、S2、S3组患者稀释指标及不同采血时点BIS值比较 S1、S2、S3组患者稀释前HCT、稀释后HCT及采血量、采血时间比较差异无统计学意义 (P>0.05) ;S1、S2、S3组患者不同采血时间点BIS比较差异无统计学意义 (P>0.05) 。见表3。 2.3 S1、S2、S3组患者不同采血时点循环指标及BIS值比较 S1、S2、S3组患者分别进行组内比较, T0~T8时间点其HR、MAP及BIS值比较差异均无统计学意义 (P>0.05) 。见表4。 注:HR:心率;MAP:动脉血压;BIS:脑电双谱指数 2.4 各组患者术中失血量及异体输血情况比较 与S1、S2及S3组患者比较, C组患者术中出血量明显增多 (P=0.001) ;C组患者异体输血量明显多于S1、S2及S3组患者 (P=0.022) ;但四组比较异体输血比例差异无统计学意义 (P=0.085) 。S1、S2及S3组患者之间出血量、异体输血量及输血比例差异无统计学意义 (P>0.05) 。见表5。 注:与S1组比较, aP<0.05;与S2组比较, bP<0.05;与C组比较, cP<0.05 2.5 不良反应 所有患者术中均无不良反应发生。术后随访无不良事件及术中知晓发生。 3 讨论 BIS是监测麻醉深度非常有效的措施, 能直观地反映麻醉深度和大脑皮质功能状态, 从而指导临床合理用药, 防止术中知晓的发生, 同时对于患者的临床转归也有一定意义。Monk等[4]研究发现, 在大的非心脏手术中, BIS值<45的累积时间过长, 会成为术后一年内死亡率增加的一个独立危险因素。因此BIS监测已成为现代麻醉监测中一个重要的安全性指标。 舒芬太尼是芬太尼家族中效力最强的μ-受体激动剂。许多研究表明, 当舒芬太尼和丙泊酚联合应用时, 两者之间存在着协同作用[5,6,7]。但有些学者的研究认为, 临床常用剂量的阿片类药物不会对BIS值产生影响[8,9]。本次研究表明, S3组患者达舒芬太尼Cet时BIS值显著低于S1、S2及C组患者, 且较舒芬太尼给药前显著下降, 而S1及S2、C组患者未发现BIS值的显著降低。 为明确S3组患者的BIS值改变是源于其本身的镇静作用还是由于影响了丙泊酚的药效学特性, 笔者在之后的研究中停止丙泊酚TCI, 改用七氟烷维持麻醉, 观察不同Cet的舒芬太尼维持麻醉是否会导致BIS值的差异。其后进一步进行ANH并观察BIS值, 以明确ANH是否会对舒芬太尼的镇静作用产生影响。 以往研究发现, 血液稀释对药物的血浆浓度有影响, 血浆蛋白浓度随血液稀释而下降, 药物的血浆蛋白结合率也会随着血液稀释而下降[10], 药效也会发生改变, 主要表现为血液稀释后药效加强[11]。但是本次研究发现当七氟烷呼气末浓度相同时, 不同Cet舒芬太尼TCI时BIS值差异无统计学意义 (P=0.561) , 同时在血液稀释进程中的不同时点 (T1~T8) , 进行ANH的三组患者比较BIS值变化无统计学意义 (P>0.05) 。三组患者进行组内比较发现, 每组患者在血液稀释过程中的不同时点BIS值变化均无统计学意义 (P>0.05) 。由此推论舒芬太尼并不会引起BIS值明显改变, 大剂量舒芬太尼与丙泊酚联合应用时会因为协同作用而加强丙泊酚的镇静效能, 从而出现BIS值下降。每组患者在稀释过程中, 各时点 (T1~T8) HR及MAP的变化无统计学意义 (P>0.05) , 因此复合使用七氟烷及舒芬太尼维持麻醉时, ANH不会造成血流动力学不稳定及BIS值的改变。 研究发现无论何种剂量舒芬太尼TCI均会发生HR下降 (表2) , 分析原因为: (1) 抑制交感系统及应激反应, 减少儿茶酚胺释放; (2) 兴奋迷走神经减慢HR。而不论何种浓度舒芬太尼均对MAP均无影响。宋永生等[12]的研究也证实舒芬太尼与丙泊酚联合应用更易引起HR下降, 因此需加强监护。 与S1、S2及S3组患者比较, C组患者术中出血量及异体输血量明显增多。黎玉辉等[13]对ANH研究进行Meta分析, 并对纳入研究进行整体分析及按手术种类或不同血液稀释程度进行亚组分析显示, 中度ANH对于骨科大手术可减少术中出血量, 这与本次研究中的发现一致。许多研究表明ANH是一项安全有效的血液保护措施[14,15], 可减少术中异体输血量。本次研究中四组比较异体输血比例差异无统计学意义 (P=0.085) , 而Meta分析显示ANH能减少异体输血率至少达70%, 这可能是由于本次关于双侧全髋置换术的研究中常规应用伤口出血洗涤自体回吸收技术, 可以明显减少术中异体输血的比例[13];此外, 由于研究的样本量较小, 有可能无法发现这一差异, 今后需进行进一步研究以明确ANH对减少术中异体输血发生情况的影响[14,15]。S1、S2及S3组患者之间出血量、异体输血量及输血比例差异无统计学意义。 近几年来, “互联网+”已经改造影响了多个行业。当前大众耳熟能详的电子商务、互联网金融 (ITFIN) 、在线旅游、在线影视、在线房产等行业都是“互联网+”的杰作。2009年, 发生了张海超“开胸验肺”事件。2014年, 昆山中荣公司发生特别重大铝粉尘爆炸事故, 当天造成75人死亡、185人受伤, 直接经济损失3.51亿元。2015年, 台湾新北游乐园粉尘爆炸造成500余人受伤, 12人死亡, 粉尘的危害引起安全生产监督管理部门及工厂管理人员的重视。目前, 每年死于尘肺病的病人有5000人以上, 图1是尘肺历年发病情况。现开发互联网+粉尘实时监测产品, 该产品可用于建筑物中粉尘的实时监测。 浙江中控自动化仪表公司目前的产品用于智能建筑现场PM2.5及粉尘浓度的实时在线监测。2015年5月, 上海市城乡建设和管理委员会办公室联合上海环境保护局联合发布《关于进一步加强本市扬尘污染防治工作的通知》, 该通知要求新开工建筑工地和已开工建筑工地应进行粉尘在线监测。对于未安装在线监测系统的, 且施工现场管理换乱、扬尘污染严重的, 依据《上海市大气污染防治条例》的有关规定责令其在一个星期内完成整改, 并给予行政处罚1000元。逾期未整改的责令停止施工, 并给予行政处罚10000元。扬尘污染是环境污染的主要组成部分, 也是上海市PM2.5产生的主要原因之一, 防止大气污染既是企业的社会责任, 也是推动建筑业转型升级和绿色发展的内在要求。公司在此基础上潜心研制, 运用云计算、物联网、互联网等信息技术, 为满足建筑环保领域实时性和精细化监管的长效管理需求, 研发出一套智慧城市建设工程环境监测管理监控系统。现开发的互联网+PM2.5浓度/粉尘浓度实时监测系统是公司现有产品的衍生产品。 2 产品介绍 2.1 系统构成 2.1.1 前端数据收集平台 该产品可对现代化智能建筑物中粉尘浓度进行全方位、全数据的收集, 并将监测数据即时上传到云数据处理平台;利用PM2.5数据传感器/粉尘检测传感器, 检测到现场PM2.5浓度值或粉尘浓度, 通过现场控制器上传到云数据平台。 2.1.2 云数据处理平台 前端监测设备上传的数据, 在云平台进行数据存储、统计分析、查询比较, 通过数据服务管理平台提供给客户进行终端数据展现。 2.1.3 客户终端管理平台 用户可通过手机、IPAD、电脑等终端进行设备操作、数据查询分析等。可通过手机免费下载APP软件安装后, 随时随地看到安装现场的实时监测情况。 1) 苹果系统 用户登录APP Store, 搜索粉尘实时在线监测系统, 进入下载界面, 便可下载APP软件。 2) 安卓系统 用户登录百度手机助手/腾讯应用宝/豌豆荚三大软件之一, 搜索粉尘实时在线监测系统, 进入下载界面, 便可下载APP软件。 2.2 系统说明 2.2.1 PM2.5浓度/粉尘浓度实时监测子系统 支持对现代化智能建筑物的PM2.5浓度/粉尘浓度进行连续自动监测, 提供颗粒物浓度实时分钟数据。 2.2.2 气象监测子系统 支持对现代化智能建筑物的气象环境进行连续自动监测, 提供温度、湿度、风速、风向的实时分钟数据。 2.2.3 图像采集子系统 支持对现代化智能建筑物进行实时图像采集, 可远程控制云平台的移动及现场图像缩放。 2.2.4 数据传输子系统 支持前后台的双向数据传输, 既可完成前端监测数据的实时采集与存储, 也能完成后端管理平台对实时监测系统的参数调控数据的传输。 2.2.5 在线监控平台 提供基于Web的管理系统, 在线显示PM2.5浓度/粉尘浓度和气象参数等数据。支持对监测仪、云平台及摄像头的参数调控。支持对历史监测数据的统计分析 (包括不同生产周期、不同Site的对比分析) 。支持在线数据下载、图像查询等功能。具有PM2.5浓度/粉尘浓度超标预警功能, 并通过短信发送给指定人员。权限管理功能, 可向不同层面的用户展示各自所需的短信。支持将设备的监测数据实时共享到市级平台。 2.2.6 在线监控平台的软硬件与网络环境 提供稳定的云平台环境, 并自行提供软硬件平台的运行维护服务。不需要采购或租赁人单独建设系统和所需网络。 2.2.7 技术平台 支持各种客户端操作系统的适应性, PC、i Pad及主流智能手机均可接入。 2.3 系统功能 1) 实时监控:提供PM2.5浓度/粉尘浓度和气象参数的实时数据; 2) 超标抓拍:现场图像的超标自动抓拍和远程取证; 3) 短信预警:为管理者提供在线数据监测和监控手段; 4) 数据图表统计分析:通过系统上传数据, 增加自查、自测手段;管理者通过系统回复周报、月报, 增加针对性核查和互动手段。 3 产品宏观环境、内部环境和行业竞争环境分析 3.1 宏观环境分析-PEST分析 3.1.1 政治 在《职业病防治法》中要求:发现工作场所职业病危害因素不符合国家职业卫生标准和卫生要求时, 用人单位应当立即采取相应治理措施, 仍然达不到国家职业卫生标准和卫生要求的, 必须停止存在职业病危害因素的作业;职业病危害因素经治理后, 符合国家职业卫生标准和卫生要求的, 方可重新作业。 3.1.2 社会 对车间内PM2.5浓度/粉尘浓度进行实时监测, 可预防粉尘爆炸, 减少公司的经济损失。预防和减少员工产生尘肺职业病, 保障员工的身体健康。 3.1.3 经济 全球经济进入大调整阶段, 各经济体发展状况更趋分化。全球经济增长速度普遍放缓, 不同经济体出现债务规模扩大、出口疲软造成的经常账户余额减少和汇率大幅贬值等一系列问题。 中国经济发展步入新常态之后的第一个5年经济社会发展规划——“十三五规划”, 正在紧锣密鼓地编制之中。经济下行压力加大, 进入转型升级和全面深化改革的攻坚时期, 投资增速缓慢下行, 供求结构持续优化, 外贸形势仍然趋紧, 深化改革进入发力期。 3.1.4 技术 PM2.5浓度/粉尘浓度实时监测系统可通过手机APP等终端系统, 随时掌握车间的PM2.5浓度/粉尘浓度。通过短信发送超标预警, 以及通过超标抓拍了解现场图像及超标原因;通过数据图表统计分析增加自查、自测手段;管理者通过系统回复周报、月报, 增加针对性核查和互动手段。 宏观环境PEST分析示意图如图2所示。 3.2 内部环境 公司植根于自动化监测行业多年, 行业经验丰富。为客户提供基于L (国家法律法规) 和企业自身Q (质量) 、R (资源) 管理要求的环境、能源管理、建筑工程设备、洁净室、中央空调的监测及自动化控制系统。自动化监测技术领先且团队经验丰富, 所采用的控制系统产品均有国家颁发的版权证书, 有独立的研发团队、流程和报告规范, 获得国家颁布的相关资质。 3.3 行业竞争环境 目前, 市场虽也有部分公司提供PM2.5浓度/粉尘浓度在线监测报警系统, 但是其产品都较为传统, 无法实现手机APP登录, 手机短信预警, 图像和气象功能, 以及数据图表统计周报和月报分析功能。 3.4 SWOT分析 结合外部竞争环境和内部环境以及行业竞争环境, 进行该产品的SWOT分析。 3.4.1 Strengths (优势) 1) 公司植根于自动化监测行业多年, 行业经验丰富; 2) 产品技术领先, 有独立的研发团队; 3) 流程规范, 报告规范, 获得国家机关的认可; 4) 团队稳定, 人才储备足。 3.4.2 Weaknesses (劣势) 1) 公司此款自动化监测产品刚涉足“互联网+”平台, 物联网经验不足; 2) 传统的自动化监测与互联网的结合模式还没有得到非常好的验证。 3.4.3 Opportunities (机会) 1) 智能化设备大量普及; 2) 网络实施环境监测需求增多; 3) 国家重点关注生态环境和工人职业病; 4) 2015年联合国气候变化大会确认我国将积极节能减排; 5) 民众环境保护意识日益增强。 3.4.4 Threats (威胁) 1) 行业竞争加剧; 2) 客户环保意识有待提高; 3) 地方机关执法不严, 或执法随意性强。 根据SWOT分析, 可得出相应的策略 (见表1) 。 4 消费者行为分析 消费者行为是指消费者为获取、使用、处置消费物品或服务所采取的各种行动, 包括先于且决定这些行动的决策过程。消费者行为是与产品或者服务的交换密切联系在一起的。在现代市场经济条件下, 企业研究消费者行为是着眼于与消费者建立或发生长期的交换关系。为此, 不仅需要了解消费者是如何获取产品与服务的, 而且也需要了解消费者是如何消费产品, 以及产品在用完之后是如何被处置的。因为消费者的消费体验、消费者处置产品的方式和感受均会影响消费者的下一轮购买, 也就是说, 会对企业和消费者之间的长期交换关系产生直接的作用。传统上, 对消费者行为的研究, 重点放在产品、服务的获取上, 关于产品的消费与处置方面的研究则相对地被忽视。随着对消费者行为研究的深化, 人们越来越深刻地意识到, 消费者行为是一个整体, 是一个过程, 获取或者购买只是这个过程的一个阶段。因此, 研究消费行为, 既应当调查、了解消费者在获取产品、服务之前的评价与选择活动, 也应重视在产品获取后对产品的使用、处置等活动;只有这样, 对消费者行为的理解才会趋于完整。 安全浓度 篇7
安全浓度 篇8
4.1 消费者决策过程
中国的环境污染问题越来越严重, 其中大气污染已经严重影响到百姓的生产、生活, 日益受到社会的广泛关注。政府的环保意识也逐渐加强。监管部门对企业的生产过程中产生的毒物、噪声、粉尘等问题提出严格的要求, 并制定了有关的限制、惩罚措施来制约企业的污染排放。
2014年, 昆山荣工车间的粉尘爆炸事件, 将车间粉尘超标的问题抛入了公众的视线。在很多生产企业, 车间粉尘超标是一个严重而且普遍的现象。这不仅会给生产工人带来严重的身心健康的损害, 造成尘肺职业病, 而且粉尘浓度严重超标时会有爆炸的风险。2014年荣工的车间爆炸事件造成70多人伤亡, 直接经济损失达3.71亿元。
4.1.1 问题认知
粉尘是职业病危害因素中一个重要参数。政府已经对企业的生产活动中产生的粉尘的浓度提出严格的要求, 并要求生产企业每年出具第三方独立机构出具的粉尘浓度监测报告。
另外, 随着中国劳动力成本的上升, 劳动者对工作环境的重视程度升高, 粉尘是其中一项重要的考虑要素。如果相关的企业可以将粉尘的检测报告公示给利益相关方, 这不仅可以避免不必要的监管处罚;还可以树立良好的用工形象, 建立良性的劳资关系。
4.1.2 信息收集
在职业病防治法中, 要求生产工厂注意控制车间的粉尘浓度, 如果粉尘浓度超标应该采取除尘措施, 需给工人佩戴劳动防护用品, 生产企业会通过各种渠道去寻求有公信力的检测设备、检测机构来提供独立调查报告。
4.1.3 购买前的评价
施工单位或者企业在购买我们的服务之前, 或许会向同行或者相关机构打听我们的业务。我们是盈利机构, 但是我们秉承独立、公正的态度, 为客户提供监测数据, 也提供改进方案, 帮助客户获得成功, 在业内建立了良好的口碑。
4.1.4 购买过程
客户来优化生产过程中遇到的环境问题, 以避免客户因为类似问题被投诉抱怨, 导致不必要的损失。我们有整套的解决方案、优质的服务帮助客户取得成功。在产业链上是一个从发现问题到解决问题的闭环。
4.1.5 购后行为
客户在购买我们的产品和服务后, 会发现在控制空气粉尘以及粉尘带来的风险上的投入和产出是可以满意的。我们通过线上的检测设备、实时数据来预警生产中的风险;通过线下的服务帮助客户优化生产;规避了企业在生产生活中的潜在风险, 同时提高了企业的用工环境, 改善劳资关系。我们也会在服务的过程不断优化我们的产品、设备和服务, 以实现和客户的共赢。
4.2影响消费者行为的因素分析
4.2.1 购买动机
工厂为了避免潜在的行政处罚的风险;改善企业的生产环境, 提高了员工生产环境的满意度, 降低企业因为粉尘超标造成的员工尘肺职业病, 防治粉尘爆炸产生不必要的损失。该损失包括经济损失和商誉。
4.2.2 消费者的态度
环境问题现在是一个普遍被关注的社会问题。美化环境, 改善环境是一个社会共识, 是我们每一个人的责任。企业有必要在公益问题上进行投入。
4.2.3 消费者的记忆
我们在自动化监测行业有很好的积累, 也有良好的客户关系。我们通过服务来赢得客户、赢得市场。我们有良好的被推荐率;老客户再次购买率也很高。
5 营销战略和策略
5.1 市场调研
结合消费者行为分析, 目前国家对职业病危害的重视、企业对EHS管理的重视, 以及市场对PM2.5浓度/粉尘浓度在线监测系统的需求空间较大, 而且竞争对手只停留在传统在线监测, 没有和“互联网+”紧密联合, 市场前景非常好。
5.2 市场细分
5.2.1 按客户类型
所有生产过程中有粉尘产生的企业。
5.2.2 按客户消费动机
1) 法律法规的要求;
2) 供应商审核的要求:例如, 行业巨头公司需要代加工企业符合EHS的相关要求;
3) 符合ISO 14001/OHSAS 18001审核的要求;
4) 国外总部审核的要求;
5) 企业自身的需求。
5.3 目标市场选择
M1为世界500强、行业100强大客户, M2为房地产客户, M3为小型生产型企业。我们的目标市场选择为M1世界500强、行业100强大客户, 此类客户更具备购买能力, 也更具备EHS风险意识。市场选择方法如图3所示。
5.4 市场定位
目前的市场定位为世界500强、行业100强大客户提供专业的在线监测服务, 降低EHS管理风险, 此类客户更加注重咨询公司的技术及服务。我公司作为本土咨询公司更加了解法律法规的需求, 而且有自己的实验室, 为客户提供一站式服务, 从各方面满足客户需求。
5.5 4PS营销组合策略
5.5.1 产品策略 (product strategy)
公司多年来一直致力于推动智能建筑行业绿色发展, 并借助“互联网+”的东风, 潜心研制出了一款能够满足相关领域实时性和精细化监管的互联网+PM2.5浓度/粉尘浓度实时监测系统产品。其目标市场主要是各种建筑施工现场, 建筑物等粉尘和PM2.5污染严重的区域。该产品能够通过前端数据收集平台, 云数据处理平台和客户终端管理平台对各类环境的PM2.5浓度/粉尘浓度进行自动监测, 并提供颗粒物浓度实时数据报告。
通过给客户APP在线模拟演示PM2.5浓度/粉尘浓度监测系统, 让客户从感官上了解产品以及所提供的短信预警功能、大数据分析功能, 现场照片的实时调取功能以及周报和月报模板等。
5.5.2 定价策略 (pricing strategy)
公司根据市场规律, 市场同类产品的相关定价、营销目标、产品覆盖区域、产品受众等因素, 进行定价, 该产品也可以采用租赁的方式。
5.5.3 分销策略 (pricing strategy)
产品全面覆盖现有销售渠道, 从目前现有数据库中获取客户信息, 向老客户介绍产品。并减少中间商环节, 直接向行业巨头介绍该产品, 以期在其相关工厂中进行推广和使用。
5.5.4 促销策略 (pricing strategy)
结合相关环境保护的规定, 如《关于进一步加强扬尘污染防治工作的通知》《大气污染防治条例》等, 加强相关企业对PM2.5和粉尘/扬尘合理处理的意识, 以刺激其购买产品的欲望。
充分运用公共关系等可控因素, 以公正独立, 职业权威的形象获得相关部门的认可和推荐, 并把获得具有公信力的相关部门的的推荐作为公司营销环节中的重要一环, 以此为卖点推广该产品。
6 结束语
长期以来, 我国企业尤其是制造业在发展的过程中重利润轻环保的思想, 导致严重的环境污染和爆炸事件, 基于该问题并结合当下社会关注的两大热点问题“互联网+”和“粉尘污染”, 推出新型的PM2.5浓度/粉尘浓度实时监测产品系统。目前来看, 市场对PM2.5浓度/粉尘浓度在线监测系统的需求比较大, 该新产品能通过实时监控、超标抓拍、短信预警和数据图表统计分析, 通过系统实时数据, 有针对性地进行自查、自测和核查。因此该产品的推出有较强的市场价值。
文章通过消费者的行为分析发现, 环境问题已成为普遍关注的社会问题, 无论从购买动机、购买行为、消费者评价等, 都可以发现该产品在此时推出具有较大的竞争力, 在生产过程中企业也更愿意投入成本去降低粉尘污染, 包括为了避免潜在的行政处罚的风险、改善企业的生产环境、防治粉尘爆炸产生不必要的损失等。客户在购买产品和服务后, 在控制空气粉尘以及粉尘带来的风险上的投入和产出是令人满意的。
安全浓度 篇9
1 实验部分
1.1 实验装置
模拟的煤层气为甲烷与空气的混合气, 实验前将配好的模拟煤层气储存在气囊中。真空变压吸附分离模拟低浓度瓦斯的实验流程见图1。该实验装置通过PLC控制电磁阀开关, 实现分离过程的循环连续进行。储存在气囊中的煤层气经压缩机升压, 通过控制阀的开闭, 交替流入2个吸附塔。吸附塔的高径比为3.7, 塔内装填的吸附剂为活性炭与碳分子筛的混合吸附剂。煤层气流经吸附塔时甲烷和部分氧气被混合吸附剂吸附停留在吸附塔内, 富氮气体从吸附塔的排气端排出。富甲烷的产品气通过抽真空从吸附塔下端抽出, 解吸压力约为25 kPa。为了使排放气流量和浓度稳定, 在真空泵的出口设置了一个缓冲罐。在解吸气和排放气出口分别设2个取气口, 用于分析解吸气和排放气中甲烷和氧气浓度。原料气与解吸气流量由质量流量计测量。
1—压缩机;2—质量流量计;3—缓冲罐;4—电磁阀;5—吸附塔;6—节流子;7—单向阀;8—流量计;9—取气口;10—PLC;11—上位计算机;12—真空泵;P—压力表;PI—压力传感器;A/D—采集卡。
两塔真空变压吸附过程的循环时序如表1所示, 每个吸附塔都要经历充压、吸附、均压降、抽真空、清洗、均压升等6个工艺步骤。
1.2 实验内容
在最大吸附压力不超过320 kPa的情况下, 研究均压时间、原料气浓度等对低浓度煤层气变压吸附分离效果的影响, 具体的实验内容如表2所示。
1.3 安全性分析
含氧煤层气中甲烷和氧气浓度达到一定的比例后混合气具有爆炸性。Hhghes和Raybould等最早提出了Coward爆炸三角形判断理论[11,12], 根据该理论, 甲烷在空气中的爆炸界限为5%～15% (体积分数) , 当氧气体积分数低于12%时混合气体不具有爆炸性。Coward爆炸三角形描述的甲烷浓度范围较窄, 在变压吸附煤层气的过程中不适合。吴剑锋[13]等将CH4、N2和O2的比例扩展到了全浓度范围, 得出常温常压下三元气体任意比例混合的爆炸三角形范围。其中:爆炸上限对应的甲烷与氧气体积分数关系为Yup=1.181XO2-6.0, 式中Yup为CH4的爆炸上限;爆炸下限对应的甲烷与氧气体积分数关系为Ydown=5.344-0.071 3XO2, 式中Ydown为CH4的爆炸下限。实验控制解吸气和排放气中甲烷和氧气体积分数均不在爆炸三角形内, 且排放气中甲烷和氧气体积分数分别低于5%和12%, 则认为吸附分离过程是安全的。
2 实验数据与分析
2.1 均压过程的影响
不同原料气浓度下, 均压时间对解吸气中甲烷浓度的影响见图2, 随着上均压时间的增加, 解吸气中甲烷的体积分数呈先增大后减小的趋势, 存在一个最佳均压时间, 使得解吸气中甲烷体积分数达到最大值。这主要是由于吸附塔排气端的孔隙内存在浓度比较高的氮气, 此外在传质区内活性炭还只吸附了部分的甲烷气体。均压时吸附塔的传质区逐渐移出吸附塔, 因此随着均压时间的增加, 甲烷体积分数增大。而当传质区移出吸附塔Ⅰ后, 吸附塔内的高浓度甲烷气体逐渐流出, 因此甲烷浓度又随着均压时间的增加而降低。
从图2中还可以看出, 原料气甲烷浓度不同时, 其最佳均压时间不一样。原料气φ (CH4) =20.0%时最佳均压时间为0.5 s, 原料气φ (CH4) =18.2%时最佳均压时间为0.6 s, 而原料气φ (CH4) =16.1%时最佳均压时间为0.7 s。原料气甲烷体积分数越低, 最佳均压时间越长。这是由于原料气甲烷体积分数低时, 甲烷需要更长的时间才能穿透。因此, 原料气甲烷体积分数低时吸附塔上端和传质区内的氮气越多, 需要更长的均压时间让这部分气体流出吸附塔, 使得解吸气中甲烷体积分数达到最大值。
2.2 原料气浓度对甲烷和氧气体积分数的影响
不同原料气甲烷浓度对变压吸附过程中解吸气和排放气甲烷浓度的影响见图3, 实验过程中保持吸附时间不变。从图3中可以看出, 随着原料气甲烷体积分数的增加, 解吸气和排放气中甲烷体积分数均增大。原料气φ (CH4) =16.1%时, 解吸气中甲烷体积分数为20.9%, 而原料气φ (CH4) =20.0%时, 甲烷体积分数增大到30.4%。原料气甲烷体积分数增大3.9%, 解吸气甲烷体积分数提高了9.5%。而对于排放气来说, 原料气甲烷体积分数从16.1%增大到20.0%, 排放气中甲烷体积分数从1.5%增大到3.2%。
出现上述情况的原因是, 当原料气中甲烷体积分数增大后, 甲烷气体的分压力会增大。在吸附过程中甲烷的吸附量增加, 而其他气体的吸附量降低, 因此在解吸气中甲烷的体积分数增大。随着原料气甲烷体积分数的增大, 甲烷的穿透时间减少, 因此排放气中甲烷体积分数随原料气甲烷体积分数的增大而增大。由以上分析可知, 原料气甲烷体积分数增大后解吸气和排放气中甲烷体积分数都增大。原料气甲烷体积分数的增大对解吸气甲烷体积分数影响较大。
原料气甲烷浓度对解吸气和排放气中氧气浓度的影响见图4, 随着原料气甲烷体积分数的增大, 排放气和解吸气中氧气体积分数都降低, 但变化幅度不大。原料气中甲烷体积分数增大相当于氧气体积分数降低, 因此排放气和解吸气中氧气体积分数降低。而原料气中甲烷体积分数变化4%, 氧气体积分数却只变化了0.8%, 且活性炭对甲烷的吸附量远大于碳分子筛对氧气的吸附量, 因此氧气体积分数变化幅度较小。
原料气甲烷体积分数分别为16.1%, 18.2%, 20.0%时, 解吸气中甲烷体积分数对应的氧气的爆炸下限与解吸气中氧气体积分数的对比见图5, 可以看出解吸气中氧气体积分数低于爆炸下限, 因此解吸气是安全的, 但原料气甲烷体积分数越低解吸气中氧气体积分数与爆炸下限越接近。另外, 从图3—4中可以看出, 排放气中甲烷体积分数低于5%, 氧气体积分数低于10%, 因此排放气也是安全的。综上所述, 原料气甲烷体积分数在一定范围内变化, 不会使吸附过程出现爆炸的危险。
3 结论
1) 对低浓度含氧煤层气的吸附过程进行了安全性分析, 得出一种安全的吸附分离方法。利用活性炭与碳分子筛的混合吸附剂同时吸附甲烷和氧气, 可以实现低浓度含氧煤层气的安全分离。
2) 随着均压时间的增加, 解吸气中甲烷的体积分数先增大后减小, 存在一个最佳均压时间使得甲烷体积分数达到最大值。最佳均压时间随原料气中甲烷体积分数的增大而减小。本实验中原料气甲烷体积分数为16.1%时最佳均压时间为0.7 s, 原料气甲烷体积分数增加到20.0%时最佳均压时间为0.5 s。
3) 解吸气和排放气中甲烷体积分数都随原料气甲烷体积分数增大而增大。原料气甲烷体积分数的增大对解吸气甲烷体积分数影响较大, 原料气甲烷体积分数从16.1%增大到20.0%时, 解吸气中甲烷体积分数从20.9%增大到30.4%, 增大了9.5%。
4) 原料气甲烷体积分数的改变对解吸气和排放气中氧气体积分数的影响比较小。
气体浓度检测方法 篇10
现有的气体浓度的检测方法是单纯地依靠模拟电路分别完成浓度的检测, 这种方法的缺陷是:没有充分考虑气体浓度的变化, 不能对检测结果进行分析研究, 对检测不正确的数值无法修正。
该项技术提供一种更加精确具体的气体浓度检测方法。技术方案是:1) 利用探头检测气体浓度, 并通过单片机程序对检测结果进行综合处理, 根据气体的消耗量, 修正检测结果, 使测量结果更加精确;2) 利用集成电压电流转换器将气体检测结果转换为标准电流信号输出;3) 利用单片机的串行输出口将气体的检测结果以串行数据的形式向外发送, 可以直接被上位计算机采集、处理。
该项发明可实现气体浓度检测结果模拟信号输出以及具有气体浓度检测结果串行数据发送功能。
该项技术的特点:1) 技术实施包括电路接线和单片机程序设计两部分。单片机程序包括主程序和中断服务程序两部分。主程序主要设定采样周期, 设定为2 s, 利用定时器TimerA的定时中断实现。中断服务程序包括A/D转换、数据处理、D/A转换和串行通信四部分;2) 利用探头检测气体浓度, 通过单片机程序对检测结果进行综合处理, 根据气体的消耗量, 修正的检测结果, 使测量结果更加精确。利用集成电压电流转换器将气体检测结果转换为标准电流信号输出, 利用单片机的串行输出口将气体的检测结果以串行数据的形式向外发送, 可以直接被上位计算机采集、处理;3) 分别实现气体浓度和检测结果修正、气体浓度检测结果模拟信号输出、气体浓度检测结果串行数据发送功能。
联系人:赵云峰
地址:江苏省镇江市丹徒区谷阳镇21号
稀释在纪念日上的情感浓度 篇11
不久前和朋友吃饭,桌上的手机响了,按掉铃声,他说:“老婆生日,真是每年都为礼物愁。”刚开始自己私下买,比如包、手机,可是老婆拿到手,委婉地说:“心意很感激,可款式不是我想要的”;接下来的一年,他提前问老婆,最近看中什么了,买来当生日礼物;如此过了两年,老婆又不满意了,说:“完全没有惊喜可言,你根本没把心思放在我身上。”
相信很多家庭都有类似的遭遇,作为被操办的一方总是期待惊喜,期待第二个年头和前一个年头不一样,而且,惊喜如同滚雪球一样越滚越大;而操办的一方却是焦头烂额,钱也花了,心也操了,可是却如同射击偏离了靶子,根本没打中对方的心思。而一个家庭总有许许多多个体的或者共同的纪念日,那么,到底该谁来操办这些纪念日?
有的主妇会毫不犹豫地接下这个任务,也在最初的几年做得风生水起──花两个人的钱,长一个人的脸,无疑是件好差事。可是,一年接一年,纪念日的速度越跑越快,密度也越来越大。这个月月初,你刚操办完一场寿宴,月尾就得操办孩子的生日,你刚歇口气,下个月的单子又来了,你永远忙碌在庆祝的首尾中,奔走在订蛋糕、摆宴席、买保健品、购衣服的路上,末了,大家可能只是淡淡的一句“辛苦了”。谁也不会再表现出最初几年让你忘了疲惫的惊喜。
我就见过不少主妇总是到处询问现在送老人什么礼物好,如今的孩子都喜欢什么。唉,老公下属的生日礼物都落到我头上了,你说,我又没见过,有没有什么男女通吃、一劳永逸的东西?下次再见,还是同样的问题。纪念日是转着圈轮回的,每个人从你这儿过一道,你就被这种密度的支架压得喘不过气来了。作为操办人的你总想尽力做好,想让纪念日过得如蜜月般惊喜,却忘了蜜月之所以甜蜜,就是因为它一辈子只有一次,不可能第二年的这个月还叫蜜月。
也有的男人出于自然选择的结果成了全权操办者。这样的男人多是居家型的,心细且不怕麻烦,觉得别人做不放心,加上老婆确实不喜欢操心,所以大事小事落在男人头上,纪念日当然不例外。我所认识的一个男人,操心十几年却积攒下越来越多的怨气。女儿想在麦当劳过生日,他提前一天跑去预订,却被告知必须提前一个星期预订。女儿很失望:“我都请了朋友了。”一肚子气都撒在他身上。终于,他撂挑子不干了,老婆接手。可是,当生手遇上熟手,结果通常是熟手看不得生手的笨拙,又重新接下老本行,没多久,这事又赖他身上了。
还有的家庭轮流操办,这样大家责任分担、角色互换,也让人歇口气。但并不是没有麻烦。知道一个轮流坐庄的家庭,当事人说,是自己的时候,就觉得自己辛辛苦苦,对方根本无所谓;是对方的时候,又觉得对方不够尽心,给得不够。矛盾就来了。后来,谁也不愿坐庄了,各自守着各自的摊儿,自耕自收。反正钱都是自家的,无非是左口袋和右口袋的事,心倒是省了,距离却远了。
纪念日这东西,稀缺的时候,它是拉近距离、浓厚感情的砝码;过剩的时候,它又是挡在双方中间的石头,石头越多,越难靠近对方。
当纪念日沦为生活中不得不走的台阶,只会让人越走越累,期待越多,在这个问题上的纠结就越多。每个人都盼着满意,却谁也没让对方满意过,在纪念日的那一天,双方需要的东西其实都没有得到。
当日子被割裂成一个个等待庆祝的符号,我们的感觉大抵是:没来之前,心想快点儿来吧;到了之后,盼望快点儿过去吧;回忆起来,味道越来越淡,从浓烈的咖啡到清香的菊花茶,最后沦为一杯白开水。
把持纪念日权力的人感觉也很微妙。最初,觉得这是一项甜蜜的权力,送人东西,替人操心,给人惊喜,谁不记你的好?最后,发现它更是一项有负担的权力,如同一个物业公司向所有的住户提供服务,却永远不可能让所有住户都满意。
最后说说一个男人的感动吧。父亲节那天,男人收到女儿的短信:书房抽屉的第三格躺着你的礼物。男人很疑惑,女儿搞什么鬼?问妻子知道吗,妻子说,是女儿逛超市时看到的一条毛巾,就买下了。这条毛巾到今天男人还舍不得用,女儿的心思铺满了这条看似简单的毛巾。其实,礼物并不是洪水猛兽,关键是你用对了心思;权力也并不是那么可怕,关键是要还于大家,谁愿意表示谁就表示,何必非要垄断到一个人身上。
破解微粒浓度比较的难点 篇12
电解质溶液中微粒浓度的比较是高中化学的重点和难点, 也是高考热点。虽然不少资料都对其题型进行了分类, 详细介绍了各类溶液中微粒浓度的关系, 但不少同学仍然感到读后犹如雾里看花, 朦朦胧胧, 似懂非懂;解题时力不从心, 一旦脱离资料就无从下手。为解决这个问题, 本文给同学们介绍几种技巧, 以便快速、准确地判断微粒浓度的关系。
一、图示法快速书写质子守恒式
1. 质子守恒的概念
以Na2CO3溶液为例, Na2CO3溶于水可电离出Na+和CO32-。CO32-是弱酸 (H2CO3) 的酸根离子, 因而CO32-可发生水解———结合水电离出来的质子 (即H+) 生成HCO3-;HCO3-还会进一步结合H+生成H2CO3。除此之外, 溶液中由水电离出来的H+都会与另一部分H2O结合成H3O+ (通常仍然写为H+) 。
可见, Na2CO3溶于水后, 在其溶液内部发生了质子的转移, H2O是质子的给予体, 而CO32-、HCO3-和 (另一部分) H2O是质子的接受体。毫无疑问, 电解质溶液中分子或离子得到与失去质子的物质的量相等, 这就是电解质溶液中的质子守恒。
质子守恒式可由电荷守恒式和物料守恒式联立得到。例如, 在Na2CO3溶液中存在如下守恒关系:
电荷守恒:c (Na+) +c (H+) =c (OH-) +c (HCO-3) +2c (CO2-3) (1)
(1) - (2) 消去Na+并整理得:c (OH-) =c (H+) +c (HCO3-) +2c (H2CO3) , 此即Na2CO3溶液中的质子守恒表达式。
这种方法比较繁琐, 有时还要改变化学计量数, 因此容易出错。下面介绍一种书写技巧。
2. 质子守恒式的书写技巧
从质子守恒的概念出发, 可以得出一种快速书写质子守恒式的技巧———图示法。仍以Na2CO3溶液为例, 其书写步骤如下:
第一步:找出溶液中参与得、失质子的微粒并标在右图中, 每个微粒分别占一格。例如, 在Na2CO3溶液中, 参与质子转移的微粒是H2O和CO2-3。
第二步:分别在图中写出得到质子和失去质子后所形成的微粒的化学式。为清楚起见, 将得、失质子所形成的微粒分别写在方框两边, 以免混淆。
第三步:用得到质子所形成的各种微粒的浓度乘以所得到的质子数, 用失去质子所形成的各种微粒的浓度乘以所失去的质子数 (若为1则可省略不写) 。根据得、失质子数相等, 可得:c (OH-) =c (H+) +c (HCO3-) +2c (H2CO3) , 此即Na2CO3溶液中的质子守恒表达式 (H3O+仍然写为H+, 下同) 。
与正盐不同的是, 在弱酸的酸式盐溶液中, 弱酸的酸式酸根离子 (如HCO3-、HS-等) 也会失去质子, 书写此类盐溶液的质子守恒式难度更大, 但用图示法却轻而易举。
例1.写出NH4HCO3溶液中的质子守恒式。
解析:NH4HCO3是弱酸的酸式盐, HCO3-既可提供质子生成CO32-, 又可得到质子生成H2CO3;NH4+能失去质子生成NH3, 再与水结合生成NH3·H2O。NH4HCO3溶液中的质子转移情况见上图。根据得、失质子数相等的原则, 可得NH4HCO3溶液中的质子守恒表达式为c (OH-) +c (CO32-) +c (NH3·H2O) =c (H+) +c (H2CO3) 。
二、运用“微弱观”快速确定微粒浓度关系式中的“冠亚军”
一般情况下, 无论是弱电解质的电离程度还是盐类离子的水解程度都很小, 因此, 电离或水解所产生的微粒的浓度都小于电解质溶液中原有微粒的浓度。
1. 弱酸或弱碱溶液
例如, 在0.1mol/L的NH3·H2O溶液中, NH3·H2O仅发生少部分电离, 所以其浓度最大;再结合水的电离可判断出微粒浓度的大小关系为c (NH3·H2O) >c (OH-) >c (NH4+) >c (H+) ;在0.1mol/L的H2S溶液中, 则有如下关系:c (H2S) >c (H+) >c (HS-) >c (S2-) 。
2. 盐溶液
以0.1mol/L的NH4Cl溶液为例, 该溶液中含有四种离子:H+、NH4+、OH-、Cl-, 虽然NH4+会发生水解, 但由于NH4+的水解是很微弱的, 所以该溶液中微粒浓度最大的离子是Cl-, 排在第二位的离子是NH4+。结合溶液呈酸性可得:c (Cl-) >c (NH+4) >c (H+) >c (OH-) 。
同理, 在0.1mol/L的Na2CO3溶液中, 虽然CO32-会发生水解, 但其水解程度很小, 所以该溶液中微粒浓度最大的离子是Na+, 排在第二位的离子是CO32-;在0.1mol/L的NaHCO3溶液中, 虽然HCO3-既能发生电离, 又能发生水解, 但由于水解和电离都是很微弱的, 所以该溶液中微粒浓度最大的是Na+, 排在第二位的是HCO3-。
【小结】对于弱酸或弱碱的溶液, 一般来说, 弱酸或弱碱分子的浓度最大, 再结合水的电离即可比较其他微粒的浓度;在能发生水解的盐溶液中, 一般来说, 盐本身所电离出来的离子的浓度总是居于前两位 (相当于“冠亚军”) , 而其水解所产生的微粒浓度则小得多。解决了这个问题, 就为比较一系列微粒的浓度打好了基础。
三、借助溶液的酸碱性, 快速判断微粒浓度的大小
根据溶液的酸碱性, 即c (H+) 与c (OH-) 的相对大小, 结合电荷守恒或弱电解质的电离、盐类离子的水解情况, 可快速判断溶液中微粒浓度的某些关系, 同时很多复杂的问题就能够得以突破。下面分三种情况举例说明。
1. 多元弱酸的酸式盐溶液
技巧:多元弱酸的酸式盐溶液, 有的呈酸性, 有的呈碱性, 这反映了弱酸的酸式酸根离子的电离程度与水解程度的大小差异。根据溶液的酸碱性, 可以比较电离出的离子与水解生成的微粒的浓度大小, 并可进一步比较其他微粒的浓度。
例2.在0.1mol/L的NaHCO3溶液中, 有关微粒浓度的关系正确的是 ()
解析:NaHCO3溶液呈碱性, 所以c (OH-) >c (H+) , 故A项错误。B项去掉c (OH-) , 就是正确的物料守恒式。C项中c (CO32-) 乘以2, 就是正确的电荷守恒式。NaHCO3溶液呈碱性, 说明HCO3-的水解程度大于电离程度, 则c (H2CO3) >c (CO32-) 。由于OH-同时来自于HCO3-的水解和H2O的电离, 而H2CO3仅来自于HCO3-的水解, 所以c (OH-) >c (H2CO3) 。结合“微弱观”可知c (Na+) >c (HCO3-) >c (OH-) >c (H2CO3) >c (CO32-) , D项正确。答案:D。
例3.常温下, 某弱酸的酸式盐NaHA溶液中, c (OH-) <c (A2-) , 下列有关说法正确的是 ()
A.溶液的pH>7
B.溶液中c (Na+) =2c (A2-) +c (HA-) +c (H2A)
C.加水稀释时, c (A2-) /c (HA-) 减小
D.加入NaOH固体, 可使离子浓度满足:c (Na+) >c (A2-) >c (OH-) >c (HA-) >c (H+)
解析:由c (OH-) <c (A2-) 可知HA-的电离程度大于其水解程度, 溶液呈酸性, A项错误;物料守恒式应为c (Na+) =c (A2-) +c (HA-) +c (H2A) , B项错误;加水稀释时, 电离平衡:HA-幑幐H++A2-正向移动, c (A2-) /c (HA-) 增大, C项错误;加入NaOH固体, 发生反应:NaHA+NaOHNa2A+H2O, 若NaHA恰好完全转化为Na2A或者NaOH稍过量, D项中的微粒浓度关系式都有可能成立。答案:D。
2. 一元酸与一元碱的混合溶液
一元酸与一元碱混合溶液中微粒浓度的关系非常复杂, 常见的有如下三种情况。
(1) 酸、碱恰好完全反应
此种情况最简单, 根据所生成盐的电离和水解情况判断即可。
(2) 得到等浓度“酸 (或碱) +盐”的混合溶液
此种情况的一般规律是, 弱电解质的电离程度大于对应盐的水解程度, 溶液显示弱酸或弱碱的性质。中学化学常见的有两对代表物:
1) 等浓度的CH3COOH与CH3COONa的混合溶液:弱酸的电离程度>其对应弱酸盐的水解程度, 溶液呈酸性。
2) 等浓度的NH3·H2O与NH4Cl的混合溶液:弱碱的电离程度>其对应弱碱盐的水解程度, 溶液呈碱性。
例4.将0.2mol/LCH3COOH溶液与0.1mol/L NaOH溶液等体积混合, 所得溶液中微粒浓度的关系正确的是 ()
解析:0.2mol/LCH3COOH溶液与0.1mol/L NaOH溶液等体积混合, 得到等浓度的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液, 该溶液呈酸性, 故c (H+) >c (OH-) , A项错误。溶液呈酸性, 说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度, 此种情况下, 为了便于理解, 可视为只电离而不水解, 则必有:c (CH3COO-) >c (Na+) >c (CH3COOH) 。由于OH-和H+都来自于弱电解质的电离, 所以其浓度居于末位。综合起来有:c (CH3COO-) >c (Na+) >c (CH3COOH) >c (H+) >c (OH-) 。答案:D。
温馨提示:上述规律也有特殊情况。例如, 等浓度的HCN与NaCN的混合溶液中, 由于HCN的电离程度<NaCN的水解程度, 所以溶液呈碱性。这在题目中一般会给出信息。
(3) “pH酸+pH碱=14”型
pH之和为14的酸、碱等体积混合, 运用“14规则”和电荷守恒可快速比较溶液中微粒浓度的大小。
1) “14规则”的由来
以“25℃时, pH=11的NaOH溶液与pH=3的CH3COOH溶液等体积混合”为例, 根据二者的pH数值可知NaOH溶液中的c (OH-) 等于CH3COOH溶液中的c (H+) 。由于CH3COOH是弱电解质而NaOH是强电解质, 所以c (CH3COOH) 远大于c (NaOH) , 二者混合时剩余CH3COOH的物质的量远大于生成的CH3COONa的物质的量, 最终CH3COOH的电离超过CH3COO-的水解, 溶液呈酸性, 故c (H+) >c (OH-) 。再结合电荷守恒关系c (Na+) +c (H+) =c (OH-) +c (CH3COO-) 可推出:c (CH3COO-) >c (Na+) 。由于溶液中的OH-和H+主要来自弱电解质的电离, 其浓度应该很小。所以有:c (CH3COO-) >c (Na+) >c (H+) >c (OH-) 。
2) “14规则”的内容
pH之和为14的酸、碱溶液等体积混合后, 谁弱显谁性, 无弱显中性, 这称为“14规则”。这是因为二者反应时, 弱者会有大量剩余, 所以弱者电离显性。
例5.25℃时, pH=13的氨水和pH=1的盐酸等体积混合后, 所得溶液中离子的浓度关系正确的是 ()
解析:根据“14规则”可知, 混合溶液呈碱性, 故c (OH-) >c (H+) 。再结合电荷守恒关系c (NH4+) +c (H+) =c (OH-) +c (Cl-) 可推出c (NH4+) >c (Cl-) 。因为溶液中的OH-和H+主要来自弱电解质的电离, 其浓度很小。所以有:c (NH4+) >c (Cl-) >c (OH-) >c (H+) 。答案:A。
3. 多元弱酸的正盐与酸式盐的混合溶液
此种情况既要考虑正盐的水解, 又要考虑酸式盐的水解和电离, 并要注意二者的物质的量的大小关系。
例6.向Na2SO3溶液中通入SO2, 溶液的pH随n (SO32-) ∶n (HSO3-) 的变化关系如下表:
当溶液呈中性时, 下列有关说法或表达式正确的是 ()
A.表格中的数据说明NaHSO3溶液呈碱性
解析:当n (SO32-) ∶n (HSO3-) =9∶91时溶液呈酸性, 说明NaHSO3的电离程度强于水解程度, NaHSO3溶液呈酸性, A项错误。该溶液中存在电荷守恒:c (Na+) +c (H+) =c (HSO3-) +2c (SO32-) +c (OH-) ;溶液呈中性, 所以c (H+) =c (OH-) , 代入上式得:c (Na+) =c (HSO3-) +2c (SO32-) , 故B项错误。由题意, n (SO32-) ∶n (HSO3-) =1∶1时溶液呈弱碱性, 欲使溶液呈中性, 需使c (HSO3-) >c (SO32-) , 则有c (Na+) >c (HSO3-) >c (SO32-) >c (H+) =c (OH-) , C项正确。选项D看似一个物料守恒式, 但当溶液呈中性时, 其溶质是Na2SO3和NaHSO3。无论二者的物质的量之比如何, c (Na+) ∶[c (HSO3-) +c (SO32-) +c (H2SO3) ]总是介于1∶1～2∶1之间, 故D项错误。答案:C。
总之, 透过pH不仅可以看出溶液的酸碱性, 借助pH还可以判断微粒浓度的大小关系, 可以说pH是反映微粒浓度大小的一个风向标。
四、理清图像中曲线和关键点的含义, 快速突破微粒浓度关系
近年来, 图像题备受命题者的青睐, 这是因为很多信息都蕴含在图像中, 需要考生准确、快速地读取并加以运用。解答此类问题的突破口是理解曲线的含义和曲线上一些关键点的浓度关系。
例7.常温下, 向20mL0.2mol·L-1 H2A溶液中滴加0.2mol·L-1 NaOH溶液, 有关微粒的物质的量变化如下图所示。当V (NaOH) =20mL时, 溶液中微粒浓度的关系正确的是 ()
例8. (2012年江苏化学卷15题) 25℃时, 有c (CH3COOH) +c (CH3COO-) =0.1mol·L-1的一组醋酸、醋酸钠混合溶液, 溶液中c (CH3COOH) 、c (CH3COO-) 与pH的关系如下图所示。下列有关溶液中微粒浓度关系的叙述正确的是 ()
A.pH=5.5的溶液中:c (CH3COOH) >c (CH3COO-) >c (H+) >c (OH-)
B.W点所表示的溶液中:c (Na+) +c (H+) =c (CH3COOH) +c (OH-)
C.pH=3.5的溶液中:c (Na+) +c (H+) -c (OH-) +c (CH3COOH) =0.1mol·L-1
D.向W点所表示的1.0L溶液中通入0.05molHCl气体 (溶液体积变化可忽略) :
解析:解答本题的关键是, 明确两条曲线的含义和W点的特殊性。随着pH的增大, 溶液中c (CH3COO-) 逐渐增大, c (CH3COOH) 逐渐减小, 则实线代表CH3COO-, 虚线代表CH3COOH。显然, pH=5.5的溶液中, c (CH3COO-) >c (CH3COOH) , A项错误;W点满足电荷守恒:c (H+) +c (Na+) =c (OH-) +c (CH3COO-) , 从图像上又知c (CH3COO-) =c (CH3COOH) , 联立可知B项正确;由电荷守恒可得c (H+) +c (Na+) -c (OH-) =c (CH3COO-) , 又由于c (CH3COO-) +c (CH3COOH) =0.1mol·L-1, 两式联立知C项正确;向W点所表示的1.0L溶液中通入0.05molHCl气体, 恰好得到NaCl和CH3COOH的混合溶液, 满足:c (H+) +c (Na+) =c (Cl-) +c (OH-) +c (CH3COO-) , 且知c (Na+) =c (Cl-) =0.05mol·L-1, 故有c (H+) =c (OH-) +c (CH3COO-) , 又由于弱电解质的电离程度通常很小, 所以此溶液中c (CH3COO-) <c (CH3COOH) , 则c (H+) <c (OH-) +c (CH3COOH) , D项错误。答案:B、C。
例9.常温下, 将Cl2缓慢通入水中至饱和, 然后再滴加0.1mol/L的NaOH溶液, 整个过程中溶液的pH变化曲线如右图所示。下列选项正确的是 ()
A.a点所示的溶液中:c (H+) =c (Cl-) +c (HClO) +c (OH-)
B.b点所示的溶液中:c (H+) >c (Cl-) >c (HClO) >c (ClO-)
C.c点所示的溶液中:c (Na+) =c (HClO) +c (ClO-)
D.d点所示的溶液中:c (Na+) >c (ClO-) >c (Cl-) >c (HClO)
解析:解答本题的关键是, 理解曲线上a、b、c、d各点所代表的含义。a点是不饱和氯水, 根据电荷守恒, 式中c (HClO) 应改为c (ClO-) , A项错误。b点是饱和氯水, 氯气与水反应生成等物质的量的HCl与HClO, HCl是强电解质, HClO是弱电解质, 再加上水的电离, 所以c (H+) 略大于c (Cl-) , HClO存在微弱的电离, 其浓度小于c (Cl-) , 而c (ClO-) 最小, B项正确。c点溶液呈中性, 根据电荷守恒应有:c (Na+) =c (Cl-) +c (ClO-) 。c点溶液中含氯的微粒有:Cl2、HCl、HClO (二者物质的量相等) 、NaCl、NaClO, 显然c (Cl-) >c (HClO) , 故C项中等式不可能成立。无论图像上哪一点 (无论NaOH是否过量) , 都不可能有c (ClO-) >c (Cl-) , D项错误。答案:B。
总之, 对于电解质溶液中微粒浓度的比较, 题型多、变化大, 头绪多、难度大, 综合性和灵活性都比较强, 但不少题型都有一定的技巧。只有掌握住好的方法, 才能应答万变的题型。希望本文能为大家带来一定的帮助。