甲烷高温自燃诱导过程实验与数值模拟研究

甲烷的转化在化工产业中具有举足轻重的地位与战略意义,近年来涌现的氧化偶联制烯烃等多种新型化工工艺涉及高温条件的甲烷-纯氧等体系的混合与反应过程,明确甲烷高温自燃诱导与爆炸规律是实现工艺安全设计与运行的前提,然而相关研究与基础数据仍较为欠缺。通过利用基于快速压缩装置的高温高压燃爆测试系统开展甲烷-纯氧等典型混合体系的自燃诱导过程研究,同时基于GRI-Mech 3.0机理的数值模拟方法进行了数值模拟研究。实验结果与数值模拟结果吻合较好,随着温度/压力的增加及氧气含量的下降,混合体系自燃诱导时间均缩短;燃料气中加入乙烷或氢气则会大幅缩短自燃诱导过程。对于多个工艺过程中涉及的低氧含量体系率先开展了研究,得到了不同当量比及温度条件下的典型体系自燃诱导时间,同时考察了惰性气的加入对于自燃诱导过程的延长作用。研究结果有助于深入理解甲烷自燃诱导机理,同时指导高温条件的甲烷转化工艺的本质安全化设计与爆炸防控。     

中国“四化”建设对水足迹强度的影响分析

采用2000—2016年中国30省市（不包括香港、澳门、台湾、西藏四省区）的数据,构建四化指标体系,计算四化发展指数,进行地区四化水平评价,通过OLS和GMM回归模型考察四化发展对水足迹强度的影响,同时设置四化之间的交互项来识别四化指标之间的相互作用。主要结论如下：首先,从四化水平的地域发展差异上来看,中国四化水平总体上呈现出东部优于中部、中部优于西部的格局,水足迹强度的分布与之类似,说明四化水平发展与水足迹强度之间可能存在相关关系;其次,计量模型显示四化水平的提升对于水足迹强度的改善有积极影响,但每一化对于水足迹强度改善的影响大小不一;第三,以交互项衡量的四化相互作用对于水足迹强度的影响作用为正,表明四化发展对水足迹强度的改善效果逐渐趋于收敛。因此,优先提升落后地区的四化水平,以四化水平的提升推动水足迹强度的降低,能够有效降低我国总体水足迹强度水平。     

我国城镇化进程中碳排放影响因素的实证研究

利用1980—2013年间的城镇人口与碳排放数据,选取城镇化进程中影响碳排放的城镇化水平、城镇建设用地面积、第三产业增加值、人均可支配收入、城镇人均绿化面积等因素,实证分析了城镇化对我国碳排放的影响程度,并利用格兰杰夫因果关系与误差修正模型分析了二者的因果关系与时间效应。最后,从降低工业碳排放、加快低碳城镇化试点建设、推进低碳社区发展,促进新能源发展等方面提出了相关建议。     

基于耦合模型的城市化与水资源保护关系研究——以南京市为例

利用耦合度模型,建立城市化综合水平与水资源保护综合水平指标评价体系,对南京市2005年-2014年城市化与水资源保护耦合关系度量化分析.结果表明:南京城市化与水资源保护耦合度总体波动式增长,其中2005年-2012年处于中度耦合时期,2013年-2014年处于高度协调时期;南京城市化综合水平与水资源保护综合水平呈现稳量增长趋势,但后者滞后于前者.为促进南京城市化与水资源保护关系向高度耦合状态发展,应尽快优化产业层级,促进第三产业链的延伸;同时尽快建立水资源保护政府、企业和居民三方参与的协同保护机制.     

全国不同城市化水平与大气污染的时空关系

研究全国不同城市化阶段城市化水平与大气污染的时空关系,对指导未来城市向减污和降碳的绿色方向发展具有重要的现实意义.基于2005～2020年人均GDP栅格数据、土地利用类型数据、PM_2.5和O₃浓度遥感反演数据、气象栅格数据,采用钱纳里标准对2005、2010、2015和2020年全国城市划分城市化阶段;利用单因素方差分析（ANOVA）判断不同城市化阶段PM_2.5和O₃浓度的显著性关系,通过多尺度地理加权回归（MGWR）定量分析不同城市化阶段城市化水平与PM_2.5和O₃浓度协同变化的时空关联关系.结果表明,2005～2020年全国城市化主要经历了6个阶段,其中,2005年处在初级产品阶段（PPS）和初级工业化阶段（PIS）的城市分别为110个和118个,2010年中国城市化阶段主要以工业化阶段为主,中期工业化阶段（MIS）和后期工业化阶段（LIS）的城市数量分别为139个和88个,而2015年和2020年中国城市化阶段主要以中后期工业化阶段和发达阶段为主,其中,初级发达阶段（PDS）和发达阶段（DS）的总体城市数量分别为80个和91个.中国PM_2.5和O₃浓度变化趋势的空间分布以及在不同城市化阶段的平均值均具有显著差异.从不同城市化阶段上看,PM_2.5浓度平均值从PPS到DS全国整体呈现先上升后下降的变化趋势,工业化阶段平均PM_2.5浓度高于初级和发达阶段.O₃浓度平均值从PPS到DS全国整体呈上升趋势,发达阶段O₃浓度平均值最高.MGWR分析结果表明,2005年和2010年城市建成区面积占比与PM_2.5浓度回归系数高值区主要分布在云贵川城市群,而2015年和2020年回归系数高值区从云贵川向东北延伸,覆盖中国大部分地区.2005～2020年城市建成区占比与O₃浓度回归系数高值区主要分布在中国西部和中部,而东部回归系数明显低于其他地区,尤其是华南地区,回归系数整体为负.协同分析结果表明,2005年和2010年PM_2.5和O₃浓度协同上升的城市主要集中分布在长江三角洲地区、云贵川地区、以及陕甘宁地区;2015年和2020年PM_2.5和O₃浓度协同上升的城市广泛分布于中国中部和东部.     

分光光度法快速测定化学耗氧量

本方法是重铬酸钾法改进与仪器自动测定法相结合的一种快速分析方法，氧化消耗量是重铬酸钾法的十分之一，测定时间仅４０分钟，操作简便，适合于工厂污水处理场中间控制分析要求。     

多风险源驱动下的土地生态风险评价——以江苏省射阳县为例

我国正处于快速城镇化阶段,土地利用格局变化改变了土地生态系统的结构和功能,造成土地生态风险的进一步加剧和风险来源的多样化。论文根据风险来源、风险受体和风险效应的作用关系,提出了基于多源风险的发生概率、风险受体的抵御和自我恢复能力及其暴露于风险环境下可能发生的损失的土地生态风险表征方法。选取适当的指标计算得出风险来源指数、自然系统损失度和恢复力、社会系统损失度和恢复力、自然风险指数、社会风险指数和综合风险指数。论文以江苏射阳县为例开展实证研究,结果表明：射阳县城所在地社会风险指数最高,东部沿海丹顶鹤自然保护区自然风险指数最高,需要加强对这些地区的限制建设和生态保护。县城周边以及中东部大片区域综合风险指数较低,可以进行进一步的城镇发展和土地开发利用。论文提出的土地生态风险评价方法可为土地利用的风险评估提供方法参考,研究结论可为射阳新型城镇化发展与生态环境保护提供决策参考。     

FPSO工艺水舱阳极快速消耗原因分析

目的 研究FPSO工艺水舱中铝牺牲阳极消耗过快的原因。方法 参照GB 17848—1999牺牲阳极电化学性能试验方法,对比水舱环境与普通环境下,在役阳极的电化学性能数据,并模拟水舱环境,监测阳极工作时实际的发生电流与工作电位等情况,据此分析牺牲阳极在工艺水舱中消耗过快的原因。结果 在常温（25 ℃）、常温充空气、高温（65 ℃）充空气等条件下,阳极的电化学容量分别是2522.07、2464.29、1943.74 Ah/kg,且高温（65 ℃）充空气环境下阳极的晶间腐蚀较其他两组试验严重许多,说明温度是影响阳极电化学容量的关键因素。在模拟工艺水舱环境下,实测的阳极发生电流最高可达100 mA。将工艺水与海水1:5稀释后,实测的保护电流密度最高达45 mA,说明工艺水中存在大量的去极化剂,是造成阳极快速消耗的又一重要因素。结论 工艺水舱环境下,阳极发生严重的晶间腐蚀,严重影响了阳极的电化学容量,使阳极寿命缩短。工艺水成分中含大量去极化剂,使船舱所需的保护电流密度大大增加,促使阳极发生电流加大,亦缩短了阳极的实际服役寿命。