地质封存中CO_2水溶液密度研究进展

CO2地下盐水层封存是减排CO2、缓解气候变化的可行方案之一。CO2盐水溶液密度影响CO2在储层中的扩散和运移,从而影响封存的安全性;因此,对于CO2盐水层封存十分重要。文章从实验测量和数学模型两个角度总结了对CO2水溶液密度的研究进展,认为现有实验数据的工况范围能够覆盖封存条件范围,但在数量和准确性方面都无法满足CO2地下盐水层封存需要。现有溶液密度模型大多数是经验公式,适用范围较窄、预测精度不高。理论模型正处于研究阶段,基于SAFT状态方程的理论模型是目前的研究热点。因此,需要系统研究封存条件下的CO2水溶液密度与温度、压力、CO2质量分数、盐度等因素之间的关系,建立适用范围广、预测精度高的理论模型,为CO2地下盐水层封存提供必要的支持。     

对苯二酚在乙醇水混合溶剂中的溶解度

建立了测定固体在液体中溶解度的实验装置,并测定了10～70℃对苯二酚在乙醇、水、乙醇含量(wt%)分别为75%、50%、25%水溶液中的溶解度数据。采用最小二乘法和简单数学模型对实验数据进行关联,模型计算平均相对误差小于2.0%。     

CO_2驱油中CO_2-模拟油系统的密度研究进展

CO2驱油是提高低渗透率油藏采收率(CO2-EOR)的有效途径之一,同时也能封存部分CO2缓解造温室效应。CO2油溶液的密度影响CO2在储层中的扩散和运移,因此对于EOR技术和CO2地质封存来讲十分重要。文章论述了在实验研究中模拟油的选取标准,目前使用的模拟油从密度和黏度考虑,主要为烃类物质及其混合物,这对于模拟低渗透油藏的原油性质具有指导意义。在此基础上对CO2-模拟油系统的密度实验测量方法进行了总结,并阐述了国内外CO2-模拟油系统密度的实验和理论研究进展。现有的研究范围和溶剂选取并不能很好地满足实际需求,这也要求系统的研究模拟油的选取标准,并对CO2-模拟油系统密度进行更接近工程实际的研究。     

基于粗糙集与灰色SVM的中国CO2排放量预测

从我国CO2排放量的不确定性、不完整性、小样本等特征出发,以灰色系统(GM)模型和支持向量机(SVM)模型为基础,建立基于粗糙集的组合预测模型.利用该模型以我国1990~2011年CO2排放量的数据以及同期的人口数量、GDP和能源消耗总量数据为基础对我国同期CO2排放量进行预测来验证其有效性,最后对我国2012~2017的CO2排放量进行预测.结果表明,灰色系统理论与支持向量机模型仅能够反应我国CO2排放的长期变化趋势,在预测精度上存在一定缺陷而基于粗糙集与灰色SVM的组合预测模型在预测精度上明显优于以上两种方法,能够对我国未来CO2排放量进行准确有效的预测分析.     

基于克里格法的地下水流数值模拟模型的替代模型研究

以内蒙古乌拉特中旗金泉工业园区水源地为研究区,建立了研究区地下水流数值模拟模型.采用拉丁超立方方法得到输入(抽水量)输出(水位降深)数据集,运用克里格法建立了地下水流数值模拟模型的替代模型—克里格模型.将克里格模型输出结果与地下水流数值模拟模型输出数据集进行对比发现,克里格模型和地下水流数值模拟模型得到的地下水位降深均值的拟合平均相对误差为0.22%,地下水位降深剩余标准差的拟合平均相对误差为0.03%,拟合误差很小.表明克里格模型可以有效地替代地下水流数值模拟模型,这为大幅减小优化模型在优化迭代求解过程中多次调用模拟模型造成的巨大计算负荷提供一种有效的替代方法.     

基于RBF网络的城市垃圾产量预测及可视化

为了预测并控制未来几年城市垃圾产量,以我国城市为例,利用K-近邻互信息的多变量特征从18个拟影响因素中确定了8个影响垃圾排放量因子,分别为常住人口、地区生产总值、社会消费品零售值、金融业增加值、工业增加值、批发和零售业增加值、住宿和餐饮业增加值和第三产业增加值.以2006~2013年数据为训练样本,2014~2015年数据为检验样本,根据影响因素建立径向基函数（RBF）神经网络预测模型,并基于平均相对误差对模型反向修正.然后结合两段式径向基预测模型,对全国各省市2017~2018年的垃圾总产量预测并可视化.结果表明,本文建立的两段式径向基预测模型平均相对误差是6.43%,预测精度为93.57%.可见,该模型的预测精度较高,能较好的在现实生活中对城市垃圾的产生量进行预测.     

基于模糊隶属度的多核SVR遥感水深融合探测

遥感是海岸带浅海和岛礁周边水深探测的重要手段,支持向量回归(SVR)是广泛应用于数据回归的机器学习模型。本文将SVR引入多光谱遥感水深探测,针对单核SVR模型在浅水区水深反演中误差较大的问题,以单核SVR模型反演不同水深段的模糊隶属度作为决策融合因子,提出了基于模糊隶属度的多核SVR遥感水深融合探测方法,并以我国西沙群岛中的北岛为实验区,与单核SVR模型和传统的对数线性水深遥感模型开展对比实验。实验结果表明:1)基于模糊隶属度的多核SVR融合模型在25 m以浅的水域,平均绝对误差0.99 m,平均相对误差8.2%;2)融合模型的平均相对误差分别比以RBF、Sigmoid、多项式、线性为核函数的四种单核SVR模型提高了1.7%、4%、4.4%、4.8%,比对数线性模型提高了5.5%;3)对于不同水深段,多核SVR融合模型在0~15 m的3个水深段内平均相对误差比四种单核SVR模型提高了0.7%至54.9%不等,在0~25 m的5个水深段内比对数线性模型提高了1.1%至20.4%不等。     

污泥干化芦苇床渗滤液中CODCr和TP浓度预测模型

为便于水质管理,在大连开发区污水处理厂设立了1个传统污泥干化床和2个污泥干化芦苇床,根据系统出水ρ(COD_Cr)和ρ(TP)检测数据的平稳系列特点,采用ARIMA时间序列分析模型对出水ρ(COD_Cr)和ρ(TP)进行模拟和预测. 结果表明:ARIMA(1,0,0)模型可较好地模拟和预测出水ρ(COD_Cr)的变化,R2达0.577以上,预测相对误差在-10%~19%之间,实测值和预测值之比处于0.8~1.2之间;ARIMA(6,0,0)模型能较好地模拟和预测污泥处理湿地渗滤液出水ρ(TP)的变化,R2在0.487以上,预测相对误差在-4%~16%之间,实测值和预测值之比处于0.8~1.2之间. 研究显示,所构建的ARIMA模型可用于污泥处理湿地系统运行过程中渗滤液出水ρ(COD_Cr)和ρ(TP)的预测.      

气液膜接触器分离混合气中CO2过程研究

建立了膜接触器吸收CO2 ,溶液热再生连续循环实验装置 ,评价了疏水性PP(聚丙烯 )微孔膜 ,MDEA(N 甲基二乙醇胺 )溶液及添加活化剂PZ(哌嗪 )的活化MDEA溶液吸收CO2 传质过程。结果表明 :在溶液浓度 2 5mol L ,气速0 5～ 3 0L min,液速 15～ 15 0mL min时 ,总传质系数Kov为 1 0× 10 - 5～ 3 6× 10 - 5m s(MDEA) ,1 6× 10 - 5～ 4 5×10 - 5m s(MDEA +PZ)。采用阻力层无因次关联方程模型预测Kov值 ,计算值和实验值符合较好。基于模型和实验结果 ,将PZ的吸收行为作为溶液的活化作用 ,在计算Kov值时 ,考虑活化作用因素并归结于化学增强因子E中 ,模型能更好地预测实验结果。实验证明在单一醇胺组份MDEA中添加少量PZ能提高总传质系数Kov值     

煤层对CO_2处置能力评价的修正方法与应用

煤等温吸附气体实验中的煤体变形效应会造成CO2在煤层中吸附量评价结果的偏差,通过对气体吸附模拟方法进行修正,应用修正的Langmuir和Dubinin-Astakhov模型对CO2、CH4吸附实验结果进行重新拟合,获得准确的吸附量计算方法。结果表明,吸附实验中煤主要表现为膨胀变形,且煤吸附CO2的膨胀量高于吸附CH4的膨胀量,煤膨胀造成CO2实测过剩吸附量较真实过剩吸附量偏低4.4%~43.8%,修正后CO2吸附拟合效果大大提高,Langmuir和D-A模型拟合曲线与实测数据吻合的相关系数分别从0.978、0.995提高到修正后的0.997、0.999,D-A模型对CO2吸附数据的拟合效果优于Lang-muir模型,CH4吸附模拟效果的改善程度不及CO2。     

地质封存中CO2溶解度的测量与模型研究进展

近年来CO<,2>引起的温室效应受到了越来越多的重视,将CO<,2>注入地下咸水层是CO<,2>减排的选择之一.通过准确测量CO<,2>在地下咸水中的溶解度,可以估算出CO<,2>的地质存储量.文章对CO<,2>在纯水和盐水溶解度的测量方法以及热力学模型进行了综述,并根据前人实验数据总结得出CO<,2>在纯水、NaCl...     

南极春季海冰物理对叶绿素控制作用的统计分析

利用2006年南极威德尔海西北海域冬末春初的冰芯晶体结构,和302组冰芯温度、盐度、密度、叶绿素-a、脱镁叶绿素数据,以及冰底面叶绿素a垂直分布数据,进一步确定积雪/海冰厚度、冰内温度、盐度、密度对冰内和冰下叶绿素a的贡献.利用环境制约与生态平衡原理,阐明积雪/海冰厚度通过阻碍光通量对冰底叶绿素的效应,以及卤水体积通过冰温度和盐度体现对冰藻细胞活性的抑制作用.统计分析不仅确立了南极海冰冰内卤水体积-内叶绿素a的逻辑斯蒂上限含量曲线,并体现出粒状冰同柱状冰卤水排泄方式的差异及其对冰底春季叶绿素a快速增长的冰物理贡献.冰藻细胞活性指标小于0.5的仅占4.3%,该数据为南极冰藻是维持南极冰区浮游植物旺发的主导因子提供了重要依据.     

负载镧镁活性氧化铝的制备及除氟性能研究

采用浸渍法制备负载镧镁活性氧化铝改性除氟剂,用于去除溶液中氟离子。通过正交实验考察镧镁摩尔比、焙烧温度和焙烧时间对改性活性氧化铝吸附性能的影响,得出最佳合成条件为镧、镁物质的量比1∶2,焙烧温度300℃,焙烧时间2.0 h。研究吸附时间、投加量、p H值和共存阴离子对氟离子吸附效果的影响。结果表明:吸附时间为3.0 h、投加量为3.6 mg/L,p H值在6~9,除氟效果最好,氟离子去除率为94.5%;对比不同阴离子对除氟性能的影响,除氟性能受阴离子影响力大小为:CO2-3>SO2-4>Cl->NO-3;吸附剂对氟离子的吸附过程符合伪二级动力学模型,吸附等温线满足Langmuir吸附等温式,其饱和吸附量为7.663 mg/g;不同温度下的热力学结果表明该反应为自发吸热反应。     

新型高分子螯合-絮凝剂制备条件的响应面法优化

以壳聚糖为原料,采用化学合成法将二硫代羧基引入到其高分子链上,制备出一种新型高分子螯合-絮凝剂二硫代羧基化壳聚糖(R′-N-(C=S)-SNa,简称DTCTS).以水样中Cd(Ⅱ)的去除率为考察对象,在单因素实验法的基础上,选取了制备DTCTS的主要影响因素,并采用中心复合设计实验和响应面分析法对DTCTS制备条件进行了优化.结果表明,建立的二次多项式模型回归性显著而失拟项不显著,决定系数R2为0.9829,模型拟合性良好;DTCTS最佳制备条件为:反应物CTS/CS2/NaOH摩尔比1:1.5:2、预反应时间30min、主反应温度60℃,此条件下制备的DTCTS对Cd(Ⅱ)的去除率可达99.52%,与模型预测值相对偏差为0.05%,模型可靠.     

FeⅡEDTA络合-Na2SO3还原吸收NO性能

为研究FeⅡEDTA络合-Na₂SO₃还原吸收NO性能,对制备参数〔pH、V(FeⅡEDTA)(FeⅡEDTA溶液用量)、初始c(FeⅡEDTA)、n(FeⅡ)∶n(EDTA)〕和操作条件〔温度、φ(O₂)、烟气流量、入口ρ(NO)〕及SO₃2-〔以c(Na₂SO₃)计〕进行了考察,并采用FT-IR(傅里叶红外光谱仪)和Raman(拉曼光谱仪)等表征手段对吸收体系进行表征.结果表明:①pH和初始c(FeⅡEDTA)对NO络合吸收量影响较显著,V(FeⅡEDTA)和n(FeⅡ)∶n(EDTA)次之.在pH为3～9的范围内,NO络合吸收量先增加后降低,pH为7时达到最大(0.502 mol/mol);初始c(FeⅡEDTA)由0.005 mol/L增至0.025 mol/L,NO络合吸收量随之增加了0.198 mol/mol.②温度和φ (O₂)的升高不利于NO吸收,当温度由30 ℃升至60 ℃、φ (O₂)从0%增至6%,NO络合吸收量却分别降低了71.69%、63.3%;此外,烟气流量和入口ρ (NO)的增加对NO络合吸收量也无显著影响.③SO₃2-的存在显著提高了FeⅡEDTA高效络合NO吸收时间.结合试验结果确定最佳反应条件:pH为7、V(FeⅡEDTA)为550 mL、初始c(FeⅡEDTA)为0.020 mol/L、n(FeⅡ)∶n(EDTA)为1∶1.0、温度为30 ℃、烟气流量为900 mL/min、无氧、c(Na₂SO₃)为0.20 mol/L,此时,NO络合吸收量为1.099 mol/mol,NO最大脱除率达到96.98%.研究显示,溶液中n(FeⅡEDTA)∶n(NO)对络合吸收NO起到主导作用,同时SO₃2-对FeⅡEDTA(NO)还原作用是促进NO吸收的重要机制.      

甲基对硫磷在水-气界面挥发的动力学研究

研究了挥发时间、温度和气流量对农药甲基对硫磷在水-气界面挥发行为的影响.研究结果表明,随着温度升高、气流量增大甲基对硫磷挥发量明显增大,温度和气流量是影响甲基对硫磷挥发的主要因素;挥发时间在0～8 h内甲基对硫磷挥发量的变化较大,8h之后甲基对硫磷的挥发量基本不变化.研究了农药甲基对硫磷在水-气界面的挥发动力学.建立了甲基对硫磷在水-气界面挥发的动力学模型,模型计算所得的预测值与实测值基本吻合,相对误差≤5%,表明可用该动力学模型来预测甲基对硫磷在水-气界面的挥发行为.     

Functionalized CMK-3 mesoporous carbon with 2-amino-5-mercapto-1,3,4-thiadiazole for Hg(II) removal from aqueous media

Ordered mesoporous carbon（CMK-3） was synthesized and functionalized with 2-amino-5-mercapto-1,3,4-thiadiazole groups（AMT-OCMK-3） for Hg（Ⅱ） removal from aqueous solution. The modified CMK-3 was characterized by X-ray diffraction, N2adsorption-desorption isotherm, scanning electron microscopy and Fourier transform infrared spectroscopy. The effects of solution pH, contact time, initial Hg（Ⅱ） concentration and matrix effect were studied. The adsorption data were successfully fitted with the Langmuir model, exhibiting high adsorption capacity of 450.45 mg/g of AMT-OCMK-3. In the solid-phase extraction system a series of experimental parameters such as sample flow rate, sample volume,eluent volume and concentration of the eluent solution have been investigated and established for preconcentration of Hg（Ⅱ） in aqueous solution. The results showed that the enrichment factor for Hg（Ⅱ） was 250, the precision（relative standard deviation（RSD）, %） for six replicate measurements was 2.05% and the limit of detection for Hg（Ⅱ） was achieved at0.17 μg/L.     

碳酸钾-三乙烯四胺复合溶液吸收模拟烟气中CO_2试验研究

本菲尔溶液在工业脱除二氧化碳中已获得较广泛的应用,但存在吸收速率差、再生负荷高等缺点。开发新型复合溶液成为目前研究热点。采用搅拌实验装置,研究不同配比的碳酸钾-TETA复合溶液对烟道气中二氧化碳的吸收和解吸性能,揭示了吸收速率、吸收容量与酸碱度、时间之间的内在联系,并对CO2从复合溶液中初始逸出温度、溶液再生温度、溶液再生率、再生前后溶液pH下降率进行了细致记录分析。实验结果表明:碳酸钾-TETA复合溶液配比为0.6∶0.4时吸收效果最佳,吸收量约为0.914mol/L;同时再生温度最低,为106℃;再生率最高,为96.7%。与相同配比的碳酸钾-MEA(一乙醇胺)、碳酸钾-DEA(二乙醇胺)、碳酸钾-DETA(二乙烯三胺)复合溶液相比具有一定再生优势。实验结果还表明碳酸钾-TETA复合体系之间存在正交互作用。