低氧条件下好氧型微生物降解煤吸附甲烷实验

为了研究好氧型微生物对低氧气浓度环境条件下煤吸附甲烷的降解效能,培养、分离、初步鉴定了高效降解甲烷的好氧型甲烷氧化菌。并在高压容量法瓦斯吸附-解吸装置的基础上,自主开发了低氧环境下甲烷降解实验分析系统,研究了氧气浓度为0%、5%和15%三种条件下甲烷氧化菌的降解效能,通过对实验前后甲烷减少量,二氧化碳增加量,氧气减少量进行分析。结果表明:在氧气浓度（0%~15%）范围内,随着氧气浓度升高及降解时间的持续,甲烷的减少量可达130.5 cm3,二氧化碳的增加量最高可达25.7 cm3,同时最多消耗69.0 cm3氧气;在无氧条件下,好氧型甲烷氧化菌的生理活性受到了一定的限制,但最高仍然可以降解11.9 cm3的甲烷,生成二氧化碳3.5 cm3。     

基于详细化学动力学的甲烷热着火影响因素分析

利用化学动力学软件CHEMKIN4.1,在不同初始温度、浓度、湿度和压强下,对甲烷热着火进行了详细化学动力学 模拟。通过对主要组分摩尔浓度分析和温度敏感性分析,得到了甲烷热着火过程的主要基元反应和引发热着火发生的主 要原因。通过对甲烷热着火的延迟时间、热着火发生后主要生成物摩尔浓度和反应后的温度的对比分析,揭示了初始浓 度、湿度和压强对甲烷热着火的影响规律。本研究可以为甲烷为主的气体如瓦斯、天然气等可燃气体的燃烧和爆炸提供 理论支撑,从而有效利用这些可燃气体,降低灾害的发生。     

基于FLACS的CH4/CO2/air混合气爆炸参数分析

利用FLACS软件分析初始压力、初始温度对CH4/CO2/air混合气的爆炸温度、最大爆炸压力的影响;并与计算值对比。结果表明:①初始压力对爆炸温度、爆炸前后压力比影响可以忽略。常温变压条件下二氧化碳浓度增加,爆炸温度与爆炸前后压力比基本呈线性降低。常压变温条件较复杂,二氧化碳浓度升高爆炸温度降低;初始温度对低浓度（<15%）二氧化碳混合气爆炸温度几乎没有影响,而高浓度（>15%）二氧化碳混合气爆炸温度随初始温度增加而升高;最大爆炸压力随二氧化碳浓度以及温度升高而降低。②在设定条件下,低浓度（5%~10%）二氧化碳混合气爆炸温度计算值与模拟值相对误差小于5.5%,吻合较好;最大爆炸压力计算值与模拟值相对误差在6.5%～10.5%之间。     

填埋场甲烷氧化传输与释放预测模型研究进展

基于目前填埋场甲烷氧化与释放过程的影响因素研究,综合评述了填埋场甲烷氧化、传输与释放模型的研究进展,分析了导致填埋场甲烷释放预测模型准确性、可靠性差的主要原因;通过系统分析植被对填埋场甲烷传输与氧化过程的影响规律,揭示了植被传输机制在提高填埋场甲烷预测模型准确性方面的重要作用.     

基于优化组合赋权的煤层气开发风险评价研究

煤层气开发项目的高风险制约着我国煤层气产业的发展,为此,通过对煤层气开发风险因素的分析,基于煤层气开发特征构建由7个一级指标和34个二级指标构成的风险评价体系。运用离差平方和优化组合熵值法和三角模糊数法所得权重确定指标最佳权重,建立煤层气开发风险评价模型。最后,以沁水盆地南部柿庄南区块煤层气井为例进行实证评价,结果显示地质资源因素对该地区煤层气开发影响最大,其中渗透率的影响最为显著。研究表明:模型能优化主观评价和客观评价的赋权比重,最大化的减少主观因素对评价结果的影响,能客观合理的表达多指标间的对比差异,对煤层气开发风险进行可靠的定量化评价。为煤层气开发风险的控制和规避提供科学的理论依据。     

Microbial community structure and dynamics of starch-fed and glucose-fed chemostats during two years of continuous operation

The microbial community structures of two mesophilic anaerobic chemostats, one fed with glucose, the other with starch as sole carbon sources, were studied at various dilution rates (0.05–0.25 d^–1 for glucose and 0.025–0.1 d^–1 for starch) during two years continuous operation. In the glucose-fed chemostat, the aceticlastic methanogen Methanosaeta spp. and hydrogenotrophic methanogen Methanoculleus spp. predominated at low dilution rates, whereas Methanosaeta spp. and the hydrogenotrophic Methanobacterium spp. predominated together when dilution rates were greater than 0.1 d^–1. Bacteria affiliated with the phyla Bacteroidetes, Spirochaetes, and Actinobacteria predominated at dilution rates of 0.05, 0.1, and 0.15 d^–1, respectively, while Firmicutes predominated at higher dilution rates (0.2 and 0.25 d^–1). In the starch-fed chemostat, the aceticlastic and hydrogenotrophic methanogens coexisted at all dilution rates. Although bacteria belonging to only two phyla were mainly responsible for starch degradation (Spirochaetes at the dilution rate of 0.08 d^–1 and Firmicutes at other dilution rates), different bacterial genera were identified at different dilution rates. With the exception of Archaea in the glucose-fed chemostat, the band patterns revealed by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) of the microbial communities in the two chemostats displayed marked changes during long-term operation at a constant dilution rate. The bacterial community changed with changes in the dilution rate, and was erratic during longterm operation in both glucose-fed and starch-fed chemostats.     

外源葡萄糖对麦秸厌氧发酵产沼气的影响

为进一步阐释混合厌氧发酵的内在机制,在中温(35±1)℃条件下,以麦秸为原料,以葡萄糖为外源易分解有机碳,采用批式发酵方式,进行了葡萄糖不同添加量和不同添加方式对秸秆厌氧发酵产沼气影响试验。结果表明,在试验初始添加葡萄糖可提高日产气量,但葡萄糖添加量太少对提高秸秆总固体(TS)产气量无促进作用,当葡萄糖添加量为秸秆TS质量的6%时获得最大秸秆TS产气量,为303.13 m L·g-1,继续增加葡萄糖添加量,秸秆TS产气量反而降低;在秸秆厌氧发酵日产气量下降阶段一次性或者分次添加葡萄糖对促进秸秆厌氧发酵产沼气均无效果,仅在试验初始一次性添加秸秆TS质量6%的葡萄糖时对秸秆厌氧发酵产沼气有促进作用,秸秆TS产气量较对照提高9.24%;添加葡萄糖对秸秆厌氧发酵过程产气中甲烷含量无明显影响,但提高累积产气中甲烷平均含量,且在日产气量下降后添加葡萄糖的效果更好,但这种促进效果与对照间差异并不显著。综合以上结果,在试验初始一次性添加秸秆TS质量6%的葡萄糖可以获得最佳的产气效果。     

Organic matter balances in anaerobic digestors

Organic carbon and COD balances in a system of 12 anaerobic units operating at organic loading levels 0.4–0.8 kg COD/m³.d and hydraulic detention times 8–20 d resulted in a mean CH₄ production of 341 ml/g COD converted and a mean CH₄ + CO₂ production 1815 ml/g OC converted. The gas retained in the liquid anaerobic effluent was mainly carbon dioxide (94–98%).     

水汽对光腔衰荡光谱系统（CRDS）法测定CH_4的影响

分析了CRDS法测定CH4浓度与水汽含量间的关系,并建立了水汽含量在0.50%—2.45%（体积比,以V/V表示,下同）范围内的有效校正方法.采用CRDS法对水汽含量为0.93%的CH4标气进行多次测量,测量值经校正后与理论值的偏差均小于2.0×10-9（体积比,以V/V表示,下同）,最大偏差1.8×10-9,优于大气本底CH4观测质控标准.校正瓦里关站CRDS系统试运行期间的CH4实测数据（水汽含量为0.50%—2.45%）,与该站气相色谱-氢火焰离子化检测器系统（GC-FID系统,下同）同期测量结果相比,38.48%的数据偏差小于2.0×10-9,说明在系统未配备超低温冷阱除水单元之前,本文研究的校正方法适用于观测数据的校正.     

油田储油罐非甲烷总挥发实验及仿真模拟

针对油田单井拉油罐非密封生产带来的油气泄漏问题,建立小型原油储油罐挥发损耗实验模拟平台,通过气相色谱法探究各因素对其损耗的影响,利用Fluent仿真软件模拟储油罐的泄漏扩散。结果表明:储液温度和有无风环境对储油罐非甲烷总烃(NMHC)挥发影响较大,储液高度和环境温度对其影响较小;仿真模拟无风环境下,储油罐泄漏口短时间内存在油气积聚现象;有风环境下,当风速为1 m/s,油气积聚不明显;随风速增大,扩散浓度场面积不断增大,油品损耗量增大,在风速为5 m/s的环境下,扩散300 s时的浓度场面积相比扩散200 s时较小,但泄漏口处的油气积聚面积增大。