鸡粪与互花米草沼渣混合发酵产甲烷的研究

在中温(35℃±1℃)条件下,采用批式发酵方式,进行了鸡粪与互花米草沼渣不同混合比例的厌氧发酵实验.实验设置鸡粪∶互花米草沼渣干物质(TS)比分别为5∶0(T1)、4∶1(T2)、3∶2(T3)、2∶3(T4)、1∶4(T5)和0∶5(T6)共6个处理.结果表明,经中温干发酵后的互花米草沼渣仍具有一定的厌氧产沼气能力,TS产气量为107.25 mL.g-1,甲烷含量为76.92%,厌氧微生物对互花米草沼渣纤维素的结晶区有一定的破坏作用,厌氧发酵后纤维素的相对结晶度指数CrI下降了5.55%;将鸡粪与互花米草沼渣混合发酵,明显提高了原料的厌氧产气性能,T2的产气效果最好,T1、T3～T6的累积产气量分别为T2的61.31%、62.09%、52.15%、39.74%和31.67%;鸡粪与互花米草沼渣混合发酵的产酸类型为混合型发酵,发酵过程中未出现酸化现象;混合发酵对破坏互花米草沼渣纤维素的结晶区有利,促进效果在1.13%～21.61%.     

喷水对火箭射流噪声的影响研究

火箭噪声将对运载火箭的载荷、结构、地面设施产生极为不利的影响,针对火箭发射时所产生的强噪声问题,通过分析火箭射流噪声的气动特性,利用喷水试验和有限体积计算方法获得喷水对射流噪声的降噪量,得到了喷水质量流率对有效燃气参数的影响规律,为发射台的设计提供了技术依据。     

便携式催化氧化-氢火焰离子化检测器法现场测定环境空气中非甲烷总烃的研究

现场快速监测方法在突发环境事件应急监测中发挥了越来越重要的支撑作用。本研究利用便携式催化氧化-氢火焰离子化检测器法快速测定环境空气中的非甲烷总烃。得出方法的检出限、精密度和准确度,并与实验室方法进行比对。结果表明,方法检出限为0.127 mg/m³,精密度为0.1%～3.6%,标样相对偏差-0.9%～-0.1%。方法便捷、快速,时效性强,可及时为突发空气环境事件处置提供技术支撑。     

2种环境空气中甲烷自动监测方法的比对分析

光腔衰荡光谱法(CRDS)和气相色谱法（GC）均被广泛应用于环境空气中甲烷（CH₄）的测定。采用CRDS和GC这2种自动监测方法对CH₄标准气体和环境空气样品进行分析比对。结果表明,通过使用统一的标准气体和校准方法,2种方法测定CH₄标准气体的不确定度均＜0.5%,CRDS法的不确定度更低;2种方法测定CH₄环境空气样品结果的平均相对误差为0.28%,Z检验法显示,2种方法没有显著性差异,并具有很高的相关性和一致性。提出,对于测量精度和稳定性更高的大气CH₄监测领域,建议优先选用CRDS法或经过比对达到同等性能的方法;而对于测量精度和稳定性要求稍低的CH₄排放源及周边等监测领域,可以采用GC法。     

基于大涡模拟的甲烷点源排放无人机观测实验：排放速率及其不确定度估算

无人机已被证明是适用于甲烷点源排放速率估算的一种新颖且有效的观测平台,然而对其估算的准确度与不确定度尚缺乏有效分析与量化。利用包含已知排放速率被动示踪物的大涡模拟,再现了1种强湍流混合环境下的甲烷羽流并对羽流进行了连续多次模拟飞行观测实验,通过逆高斯方法（IG）和质量平衡方法（MB）对排放速率进行了估算并量化了其准确度与不确定度,最后对不同的飞行时间安排及差异化的空间飞行策略进行了探究以提升估算效果。结果表明,对于研究所涉及的大气混合条件,通过IG和MB方法对多次模拟飞行估算的排放均值可达到既定排放值的95.3%和86.1%,不确定度为56.6%和56.9%;通过单架无人机多次重复飞行采样进行估算可显著降低不确定度,5次重复飞行可降至＜30%;2架无人机在不同高度的同步飞行可使MB方法估算的不确定度降至35.2%～51.9%,IG方法则对该措施不敏感。研究仅考虑甲烷的传输扩散过程,结果也适用于其他被动示踪物的点源排放估算。     

圆柱型燃烧器内甲烷燃烧转化率数值研究

甲烷燃烧具有环境污染小、放热量大等优点,但甲烷燃烧转化率受很多因素影响,因此,研究甲烷燃烧过程的转化率就显得尤为重要。基于计算流体力学中的涡耗散模型,运用有限容积法建立甲烷和空气非预混燃烧与扩散数学模型。针对具有3个小挡板,一个喷嘴的圆柱型燃烧器进行数值研究。结论:随着不同入口空气速度的逐渐增加,甲烷-空气非预混燃烧反应不充分,在轴向距离2 m处,反应生成的水和二氧化碳的含量逐渐减少,然而氧气增多,甲烷燃烧的转化率变低;随着不同入口甲烷速度的逐渐增加,甲烷-空气非预混燃烧反应充分,转化率变高;随着不同入口甲烷温度的增加,氧气浓度增加,甲烷-空气非预混燃烧反应不充分,转化率降低。     

管道燃气爆炸特性实验研究

管道是化工及油气储运系统的重要组成部分,却时常受燃烧爆炸事故的威胁,因此对管道中燃气燃烧爆炸特性与规律的研究就十分必要。以甲烷作为研究对象,采用压力传感器以及火焰传感器等对水平封闭管道内甲烷-空气预混燃烧爆炸进行了实验研究,通过大量实验来研究可燃气体爆炸压力与火焰及其传播变化规律。根据实验结果将超压以及气体燃烧的变化情况,对前驱冲击波与火焰面的相对时间及相对位置关系进行了分析。结果显示,管道中会产生前驱压力波,并超前火焰阵面甲烷气体在管道传播过程中,出现冲击波反压射、波叠加及反冲现象,压力的持续时间较火焰光信号持续时间长。所做的工作为油气受限空间中燃气燃烧爆炸特性与规律的进一步研究及工业防爆抑爆技术及工艺的实施、系统设计以及关键参数计算提供了理论依据。     

大气中甲烷的化学行为

甲烷作为重要的温室气体,其化学行为日益引起人们的关注。稻田排放、牲畜排放和沼泽排放等是大气甲烷重要的源;与OH自由基的反应是其主要的汇。甲烷在大气中的浓度以每年1%的速度增长,其不仅影响气候的变化,而且引起大气中OH,O₃等浓度的变化,是非常重要的化学物种。      

垃圾填埋场营造人工植被的研究

采用３种不同栽培方式,受试木本植物１６种、草本植物９种,在垃圾填埋场进行营造人工植被的试验。结果表明,填埋场甲烷气是影响植物成活的主要因素。在填埋１－２年的废弃地上,栽培短周期生长植物全部成活,获得了预期效果。在埋龄１年的垃圾废弃地上不易种植长周期生长的木本植物,在埋龄２年的废弃地上,仍需采取覆盖６０ｃｍ土层阻断沼气等措施才能生长。筛选出抗性较好的植物枸杞、苦楝、紫穗槐、刺槐、白蜡树、女贞、苜蓿、     

南方红壤丘岗区稻田土壤有机酸含量与甲烷排放率

分别采用分光光度和微机控制气相色谱法同时测定稻田土壤有机酸含量和甲烷排放率,以了解二者之间的关系,结果表明,在不同施肥实验小区,土壤有机酸含量随变化趋势一致,而甲烷放率随时间变化趋势则不尽一致,各小区土壤有机酸含量与甲烷排放率的相关性为全有机肥小区〉常规肥小区〉全化肥小区〉沼渣肥小区。在不同灌水实验小区,土壤有机酸含量与时间变化呈一致趋势,甲烷排放率随时间变化,除定常湿润小区外,也呈一致性趋势。各