高海拔水电水库温室气体的排放特征——以雅鲁藏布江藏木水库为例

水电水库是大气温室气体的重要来源,在一定程度上影响着区域气候变化.然而目前关于水库温室气体排放的估算仍然存在很大的不确定性,一方面原因是缺失了世界各地山区水库的数据,另一方面原因是未将受水库影响的上下游河道考虑在内.本研究重点关注雅鲁藏布江流域水电水库——藏木水库丰枯水期CO2、CH4和N2O的溶存浓度与扩散通量的时空...     

厌氧型甲烷氧化菌降解煤吸附甲烷实验研究

以贵州六枝特区龙岭煤矿大巷中泥样作为厌氧型甲烷氧化菌富集源,以甲烷作为培养过程中唯一碳源,从中筛选出可以在低氧(1.99%)或无氧条件下对甲烷具有较高降解效能的菌种,并自主开发出甲烷氧化菌降解煤吸附甲烷实验分析系统。实验结果表明,在压力为1~5 MPa范围内无论是低氧或无氧状况下,甲烷压力越大越有利于其降解;稀氧条件下煤样对甲烷的吸附量相对于纯甲烷气体吸附量有所降低,然而在同等压力条件下稀氧环境中二氧化碳的增加量及甲烷的降解率都要明显大于无氧条件下,低氧状况下甲烷的最高降解率为47%,最大二氧化碳生成量可达40 cm^3。     

多元可燃性气体爆炸压力与中间产物发射光谱特性的耦合研究

工业生产中爆炸事故往往是由多元可燃气体与空气混合后遇到明火而引起的,为研究乙烷（C₂H₆）、乙烯（C₂H₄）、一氧化碳（CO）、氢气（H₂）对甲烷爆炸特性的影响,选取多组分可燃气体甲烷爆炸压力特性和自由基发射光谱的影响进行研究,利用陕西省工业过程安全与应急救援工程技术研究中心重点实验室搭建的多功能球形气体/粉尘爆炸实验装置和单色仪进行爆炸实验测试,同步采集时间—压力曲线、中间产物（OH,CH₂O）的发射光谱信号,考察多组分可燃气体浓度对甲烷爆炸压力特性和中间产物的影响。结果表明:在富氧状态下,多组分可燃气体加剧了甲烷—空气混合体系的爆炸剧烈程度,随着体系中氧气含量的减少、由富氧状态变为贫氧状态、促进作用逐渐减弱转变为阻尼作用,爆炸压力特性与中间产物发射光谱参数的影响规律基本保持一致,均呈高度正相关;多元混合体系爆炸剧烈程度越大,自由基发射光谱达到峰值的速度越快,自由基更早、更快的积累是加剧爆炸程度的原因之一。     

初始pH值对泔脚发酵产氢余物甲烷化的强化研究

以城市生活垃圾厌氧消化污泥为接种物,考察了初始pH值为5、6、7和8时对泔脚发酵产氢余物中温(36℃)批式厌氧消化的影响。结果表明,当初始pH值低于7时,随着初始pH值的增大,产氢余物的产甲烷能力也随之增大;而当初始pH值高于7时,体系的产沼能力却受到了极大的抑制。结合Gompertz模型拟合结果,初始pH值为7为泔脚发酵产氢余物沼气化的最佳初始pH值,其沼气化的延迟时间λ、产甲烷率、生物气中甲烷的最高体积含量分别为:4.02 d,379.28 mL/g VS,82.2%。厌氧消化结束后,除初始pH值为5的以外,厌氧消化余物的pH值在6.8~6.9之间,这为沼气中甲烷的高体积含量(高于常规厌氧消化的最高甲烷体积含量75%)提供了证据。     

掘进巷道瓦斯分布数值实验研究

根据局部通风流场特点确定适合矿井局部通风掘进巷道工作面瓦斯与风流质量交换的数学模型,在近壁面使用标准壁面函数法解决近壁面的流动,在湍流充分发展区,使用RNG k-ε双方程湍流模型;讨论考虑巷道支护的情况下壁面粗糙度的影响,确定矿井掘进工作面局部通风模型网格划分的方法、掘进头瓦斯涌出的边界条件;利用计算流体力学(CFD)软件Fluent对掘进工作面的风流与瓦斯的混合过程进行了模拟;得出不同瓦斯涌出量情况下掘进巷道工作面风流分布和瓦斯浓度的分布规律。研究表明:瓦斯涌出量和风速对流场分布有影响,随着瓦斯涌出量的增大和风速的降低,瓦斯对流场的影响越来越明显。     

模拟生物反应器加速产甲烷过程研究

渗滤液原液回灌易导致填埋垃圾产甲烷过程的滞后,从而对甲烷收集利用产生不利影响。通过3根实验室模拟生物反应器,研究了原液回灌(C1)、渗滤液好氧预处理后回灌(C2)和原液回灌+垃圾层上部通风曝气(C3)3种填埋方式下的填埋气产气规律。结果表明,C1甲烷浓度经历短暂上升,达到19.5%后开始逐渐降低,产甲烷速率和产甲烷总量均很低;C2甲烷浓度逐渐上升,在第121天时甲烷浓度达到50%,产甲烷最高速率和产甲烷总量分别为0.31 L/(kg·d)和25.2 L/kg。在停止上部垃圾层通风曝气后,C3甲烷浓度迅速上升,在81 d时甲烷浓度便达到50%以上,最大产甲烷速率和产甲烷总量分别为0.22 L/(kg·d)和16.0 L/kg。对各模拟柱填埋气可回收性评价结果表明,C3填埋气可回收利用比例最高,C2略低,C1在实验期间内则无可回收利用气体产生。     

一种快速便捷的温室气体本底浓度采样方法初探

引入生态和气象研究领域的本底大气观测技术,提出一种便捷快速的温室气体本底浓度采样方法。该方法需要的设备简单,便于携带,能够快速完成采样。2011年5—7月,利用该方法,自西向东分别在处于我国三大阶梯的青藏高原东北缘、秦巴山区、长江中下游平原,选择不同类型的土地覆盖下垫面开展了地面采样实验,获得了33组以CO2和CH4为主的温室气体浓度数据。根据获得的采样结果,分别开展了人工采样数据分析及其与器测本底数据、卫星反演同期数据产品的对比分析,结果显示,几类数据趋势相符,数值相对偏差较低。总体认为,该方法获得的采样数据可靠、采样效率高,且成本低廉,这在我国温室气体自动监测站还比较少的现实情况下,不失为一种可选的快速便捷监测技术手段。     

气相色谱法检测废气中甲烷、非甲烷总烃的问题研究

气相色谱法检测废气中甲烷、非甲烷总烃的方法存在诸多问题。针对标准参考气体的选择、采样方式、样品保存、配气方式、仪器配置等方面做了重点研究。结果表明,使用甲烷作为标准参考气体最佳,根据污染源的实际状况,可选择动力采样或玻璃注射器手动采样。样品气保存在惰性气袋中比玻璃注射器更好,实验分析更推荐双柱配置的气相色谱,手工配制标准气系列、使用填充柱也可很好的满足检测的质量要求。     

气相色谱法测定废气中非甲烷总烃的标准气体选择

气相色谱法测定废气中非甲烷总烃,国内外相关标准选用的标准气体各不相同,通过试验考察各标准气体对测定的影响,并比对相关文献信息。结果表明:甲烷和丙烷(浓度以碳计)在填充柱气相色谱仪和毛细管柱气相色谱仪FID检测器上的响应无明显差异,而采用甲烷作为标准气体,分析时间短,工作效率高。     

Developing an anaerobic digester with external Zeolite filled column for enhancing methane production from swine manure – A feasibility study

ABSTRACT

Development of digesters with an external zeolite column facilitates the convenient removal of the zeolite with TAN, without disturbing the continuous anaerobic digestion process. A digester with an inside zeolite bed (In-Zeo) and digester without adding zeolite (No-Zeo) were employed to compare the process performance with digester with external zeolite column (EX-Zeo). The cumulative, CH₄ yields were 5% and 15% greater in the EX-Zeo, and the In-Zeo digesters respectively compared to the No-Zeo digesters. Also, the % VS reduction was 49%, 55% and 41%, respectively in the Ex-Zeo, In-Zeo and No-Zeo digesters. The results indicated that treatment with 7% zeolite during anaerobic digestion has the potential to improve biodegradation of swine manure. The addition of zeolite appeared to reduce TAN from the digestate, thereby enhancing the CH₄ yield. Zeolite could be used either internally or externally to enhance CH₄ production through anaerobic digestion of swine manure.