乙醇及自由基引导对甲烷预混火焰结构影响的数值模拟

本文使用了详细化学反应动力学机理计算模拟了混合有乙醇及典型自由基引导的甲烷预混火焰结构.该反应机理由Marinov研究组研究发表,包含有56个组分以及372个反应.本文的计算使用了CHEMKIN-3以及预混火焰代码,热力学及输运部分的计算基于Sandia国家实验室和Marinov研究室发布的数据库.火焰结构中主要产物的变化,关键中间产物和次要组分的计算结果显示加入乙醇和自由基都可以减少着火延迟.本文计算了三种不同条件下的火焰结构,分别为预混CH4/O2/N2火焰;预混甲烷/乙醇火焰;和加入引导自由基在甲烷/乙醇混合燃料中.此外还有含有自由基的甲烷火焰和加入乙醇的甲烷火焰比较.     

我国环境空气中温室气体监测技术研究进展

开展温室气体监测,获取温室气体浓度水平并以此开展相关研究是实现碳达峰、碳中和的重要支撑.简述了世界气象组织、我国气象部门及生态环境部门制定温室气体监测标准情况,分析了非色散红外法、气相色谱法、光腔衰荡光谱法、离轴腔积分系统法等温室气体监测技术方法的测量原理、应用场景及优缺点,以及进样系统与标校系统的研究进展,展望了温室...     

2016-2020年常州市温室气体浓度及相关因素分析

基于2016-2020年常州市主要温室气体的监测数据,采用长时间序列分析和相关性分析等方法,研究了二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)浓度的变化趋势,分析了CO2和CH4与污染物和气象要素的相关性,初步探讨了生物源和人为源的影响.结果 表明:常州市大气CO2和CH4年平均浓度分别为416.4 ppm和1635.7 ppb...     

某刚构桥承台水化热温度场研究与施工控制

以某特大刚构桥的承台大体积混凝土为实例,进行水化热模拟分析与实测数据相比较,在此基础上优化水化热在施工中的影响。通过MIDAS/FEA有限元软件对承台建立实体模型,对比分析有(无)管冷、冷却水的入水温度、水的流量、水管直径和混凝土入模温度对水化热温度场的影响。模拟结果表明:模拟数据与实测数据基本相同,采用冷却水管、降低入水温度、增大水的流量、减小混凝土入模温度,可以有效降低混凝土的水化热反应所产生的温度。     

中国油气系统甲烷逸散排放估算

为实现碳达峰碳中和目标,中国正致力于推动能源低碳化转型,这促进能源由煤炭向油气资源的转变.因此,中国石油和天然气系统（油气系统）的甲烷（CH₄）排放日益受到关注.逸散排放包括设备泄漏、排空和火炬燃烧,涉及油气资源的开发、生产、运输、储存和分配等过程.但目前油气系统CH₄逸散排放缺乏统一的核算方法,逸散排放量亦未被纳入国家温室气体清单统计之中.基于相关方法,评估了1980~2020年中国油气系统的CH₄逸散排放.结果表明,油气系统的CH₄逸散排放随着油气资源的生产和消费增长而快速增加,由1980年不足60万t增长至2020年的超过260万t.石油系统和天然气系统在2020年的CH₄逸散排放分别达到约60万t和200万t,是1980年的1.38倍和16.6倍.油气系统的CH₄逸散主要源于天然气生产、石油生产、天然气分配、天然气运输和储存,分别占总排放的41%、20%、18%和13%.天然气管道是主要的逸散设施.相比于常规油气资源开发,非常规油气资源开发的排放强度更高.研究完善了CH₄逸散排放清单,可为CH₄减排提供重要科学数据支持.     

氧改性斜发沸石缓解缺氧沉积物甲烷释放的模拟研究

富营养化导致藻类过度繁殖和缺氧频发,易引发甲烷大量释放,已经成为河口和近岸海域严重的环境问题.本研究通过氧改性斜发沸石制备氧纳米气泡,用于模拟研究原位修复缺氧沉积环境和缓解沉积物甲烷释放.氧改性斜发沸石覆盖缺氧沉积物12 h后,上覆水中溶解氧含量从0.22 mg·L^-1上升至4.28 mg·L^-1,氧化还原电位由-59 mV上升至2 mV;沉积物向上覆水释放的20 d累积甲烷通量比未覆盖组下降了99.0%;荧光定量PCR对产甲烷古菌丰度进行绝对定量的结果表明,上层沉积物中产甲烷古菌丰度从8.90×10⁷拷贝数·g^-1下降至1.65×10⁷拷贝数·g^-1.氧改性斜发沸石形成的有氧覆盖层能够显著抑制产甲烷古菌的活性,有效缓解沉积物甲烷释放,是可行的原位修复缺氧沉积环境的手段.     

厨余垃圾半连续干式厌氧发酵的影响因素研究

探究了半连续干式厌氧发酵过程中有机负荷（organic loading rate,OLR）、搅拌速率和物料停留时间对甲烷产量的影响;并采用结构方程模型探究调控因素与厌氧体系中间产物和甲烷产量的动态变化。结果表明:提高OLR至5.5 g VS/（L·d）时,产甲烷效果最佳,平均日甲烷产量达到3084.40 mL/（L·d）。提高搅拌速率和物料停留时间可促进甲烷产生,但过低或过高的停留时间会导致NH₄+-N和VFAs积累并抑制厌氧产甲烷过程;综合考虑,搅拌速率为20 r/min,停留时间为1 d最有利于甲烷的生成。结构方程模型结果显示:在厨余垃圾半连续干式厌氧发酵过程中,搅拌速率和物料停留时间对甲烷产量的影响大于OLR,其标准总效应分别为0.435、0.370和-0.04,这主要是由于提高搅拌速率有效缓解了干式厌氧发酵中VFAs对甲烷产量的抑制效应。     

城镇污水管道系统甲烷产排特性及发生机制

城镇污水管道系统中产生的甲烷是城镇碳排放的主要来源之一,深入研究污水管道系统中甲烷的产排特性及发生机制对城镇污水提质增效和碳减排至关重要。综述了城镇污水管道系统中甲烷产排的研究现状,分析了甲烷产排的主要影响因素及发生机制,归纳了污水管道系统中甲烷产排的模拟评估方法。结果表明:污水管道内部环境、水质特性、水力条件等是影响甲烷产排的主要因素;生物膜-管道沉积物-污水多相界面的生化反应和传质过程是造成甲烷产排特性差异的关键原因;耦合管道水动力、颗粒物沉降过程、生化反应动力学、构建污水管道系统甲烷产排模型并应用于污水管道系统的甲烷排放测评与控制,是今后研究的发展方向。     

含固率和接种比对菜籽饼中温厌氧消化特性的影响

为充分利用菜籽饼资源,采用全自动甲烷潜力测试系统,开展了不同含固率(2%、4%、6%、8%)和接种比(RIS=1.5、2.0、3.0)的中温批式菜籽饼厌氧发酵试验,分析了不同含固率和接种比对菜籽饼厌氧消化产甲烷特性的联合影响.结果表明:不同含固率和接种比均对发酵启动时间和累积甲烷产量产生影响,且接种比对厌氧消化产气特性的影响大于含固率.在试验研究参数范围内,接种比越大,发酵启动越快;接种比一定时,累积甲烷产量随含固率的增加呈先升高后降低的趋势;在高含固率条件下,累积甲烷产量随接种比的增加而增加.在接种比为3.0、含固率为6%时,获得最大累积甲烷产量,为507.31 mL/g (以VS计).动力学模型分析显示,各处理组均能较好地反映菜籽饼厌氧发酵的产甲烷规律;含固率一定时,接种比越大,产气滞留时间(λ)越短.同时,相比于其他发酵原料,菜籽饼作为厌氧消化原料的潜力较为明显.研究显示,不同含固率和接种比条件下菜籽饼的产甲烷性能差异较大,可为菜籽饼厌氧消化工艺的优化提供理论依据,从而提高菜籽饼资源的综合利用率.     

基于自然的解决方案的农业甲烷减排路径及对策研究

甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体,我国40.2%的甲烷排放源自农业生产,以反刍动物肠道发酵和水稻种植为主。研究提出基于自然的解决方案(NbS)实现农业甲烷减排的4个路径,分别是改进饲料、牲畜管理、优化放牧强度、改善水稻种植。通过国内外政策分析,认识到NbS农业甲烷减排路径推广所面临的挑战,并在科学研究、技术创新、政策协同、激励机制等方面提出建议。