基于信息熵的城市居民家庭能源消费结构演变分析——以无锡市为例

受能源赋存状况及经济发展水平影响,不同地区之间的能源消费结构往往存在很大差别,对其结构演变很难用一个具体的指标来衡量。论文通过信息熵的引入,试图来解决这个问题,并最终取得了满意的效果和结论。对无锡市1990～2002年间城市居民家庭能源消费结构的熵值演变特征进行动态分析后发现,1994年前后,无锡市城市居民家庭能源消费结构信息熵的变化呈现出截然相反的特征,并且与城镇居民实际可支配收入及人均能源消费总量变化高度相关。在深入分析其演化特征和原因的基础上,对无锡市城市居民能源消费结构的演化方向作出了展望。     

近50a华北平原冬小麦-夏玉米耗水规律研究

为明确华北平原主导作物冬小麦-夏玉米耗水量的变化趋势,为水资源配置提供科学依据,论文搜集文献资料,结合中国科学院禹城综合试验站长期观测数据,采用Mann-Kendall检验法分析了华北平原近50 a冬小麦和夏玉米的耗水量变化趋势,阐明其耗水特性和作物水分利用效率变化,最后通过对蒸发能力和气象要素的变化趋势分析明确了冬小麦-夏玉米耗水量变化的主导原因。研究表明:①近50 a华北平原主导作物冬小麦-夏玉米耗水量呈下降趋势,冬小麦耗水量从501.2 mm降低到456.3 mm,夏玉米耗水量大体变化在300~400 mm,平均为350 mm左右;②冬小麦和夏玉米水分利用效率大幅度提高,冬小麦水分利用效率由3.31 kg/(hm²·mm)增至15.91 kg/(hm²·mm);夏玉米水分利用效率从3.72 kg/(hm²·mm)提高到23.36 kg/(hm²·mm);③拔节-乳熟期是冬小麦耗水强度和耗水量最大的一个时期,华北平原需要通过多次灌溉满足作物水分供需平衡,拔节-灌浆期是夏玉米耗水强度和耗水模系数都比较高的时期,适逢华北地区雨热同期,一般不需要进行补充灌溉;④大气相对湿度增加和日照时数减少是蒸发能力减弱的主因,进而导致作物耗水量呈现下降趋势。     

模拟光伏间歇曝气SBR硝化特性

通过耦合农村生活污水间歇排放、SBR间歇运行和太阳能能量密度昼夜变化的特征,模拟光伏间歇曝气,考察以无蓄电池光伏间歇曝气替代常规曝气,降低污水处理设施对电网依赖的可行性,采用SBR处理经厌氧和好氧预处理的生活污水,系统研究了SBR硝化的启动特征及曝气量、HRT(水力停留时间)和温度对其运行效果的影响. 结果表明,在不同曝气量、HRT和温度下,均能实现NH₄+-N的有效去除. ρ(DO)是硝化作用的主要影响因素. 在低曝气量(曝气量为0.6 L/min、温度为20 ℃、HRT为13和16 h)及高水温(曝气量为0.8 L/min、温度为30 ℃、HRT为16 h)条件下,由于ρ(DO)(<3 mg/L)较低,NH₄+-N去除率下降,并且出现了一定程度的NO₂--N累积. 通过对ρ(DO)、pH和E_h(氧化还原电位)的监测表明,E_h变化不规律,而ρ(DO)和pH在一个运行周期内变化规律明显,与硝化进程具有较好的对应性,可将其作为实时控制参数,控制硝化曝气过程.      

中国城镇居民食物消费碳排放的时空演变特征分析

本文运用碳折算系数法和投入产出模型测算了1990—2018年中国30个省(区、市)城镇居民食物消费的人均直接碳排放、人均家庭间接碳排放和人均产业间接碳排放,并运用探索性空间数据分析(ESDA)对总碳排放的空间特征进行分析。研究表明:1990—2018年中国30个省(区、市)人均间接碳排放在研究期内呈增长趋势,人均产业碳排放增长幅度最大且始终处于主导地位,大部分地区的人均直接碳排放增长较为缓慢;人均碳排放和总碳排放都呈显著增长趋势,人均碳排放的增长幅度宁夏>新疆>上海>浙江>青海>北京,甘肃最小,总碳排放增长幅度广东>浙江>山东>江苏>河北>上海,吉林最低;总碳排放在大部分年份呈正的空间相关性,整体上呈"M"形波动;局部空间自相关分析结果表明,食物消费总碳排放存在高高型和低高型两种,且2000年及以后高高型稳定在上海、江苏、浙江地区。最后,本文依据实证结果对如何降低城镇居民食物消费碳排放提出了相应的政策建议。     

迪那2气田液化气无水冷却工艺研究

迪那2气田液化气生产设计采用空冷加水冷工艺,存在能耗大和水冷器易腐蚀结垢等安全隐患。利用HYSYS软件对迪那2气田轻烃回收工艺进行分析,并增设液化气后冷器,利用脱乙烷塔气相对液化气进行冷却,通过醇烃液分离压力、后冷器及空冷器冷却能力等参数的模拟计算和优化,将醇烃液三相分离器压力由常规的2.5MPa提高至5MPa,取消醇烃液导热油加热和液化气水冷,降低了装置能耗,年节水1.44×104m3,节电1.45×105 kW.h,杜绝了水冷器腐蚀穿孔的安全隐患,最终提出了醇烃液高压分离+空冷器+后冷器的液化气无水冷却工艺。     

Optimization of Fenton's oxidation of chemical laboratory wastewaters using the response surface methodology

Establishing a treatment process for practical and economic disposal of laboratory wastewaters has become an urgent environmental concern of the Department of Chemical Engineering of the Universidade Estadual de Maringá (State University of Maringá), Brazil. Fenton and related reactions are potentially useful oxidation processes for destroying toxic organic compounds in water. In these reactions, hydrogen peroxide is combined with ferrous or ferric iron in the presence or absence of light to generate hydroxyl radicals (.OH). The feasibility of Fenton's reagent to treat waste chemicals from an academic research laboratory was investigated in this study. A response surface methodology was applied to optimize the Fenton oxidation process conditions using chemical oxygen demand (COD) removal as the target parameter to optimize, and the reagent concentrations, as related to the initial concentration of organic matter in the effluent, and pH as the control factors to be optimized. Maximal COD removal (92.3%) was achieved when wastewater samples were treated at pH 4 in the presence of hydrogen peroxide and iron in the ratios [COD]:[H2O2]=1:9 and [H2O2]:[Fe2+]=4.5:1. Under these conditions, it was possible to obtain simultaneously maximal COD removal and minimal chemical sludge after treatment, which is a residue that needs further processing.     

磺化酚醛树脂干燥工艺节能改造实践

文章对某助剂厂磺化酚醛树脂干燥工艺节能改造经验进行总结。比较了同行业类似干燥设备的优缺点,并进行工艺分析和技术论证,通过设备选型,采用了直燃热风炉等节能设备。结果表明:SMP干粉产能提高了1倍,单位产品耗电量和用煤量占原有生产线平均值的60%和48%。     

浅析鼓风机房在污水处理中的节能潜质

在城市污水处理厂能耗结构中,鼓风机房权重约50%,并且由于技术和管理水平的限制,鼓风机房存在严重的电能浪费问题。以采用A2/O工艺的污水处理厂工程为例,通过鼓风机房单位水量电耗与生物系统单位水量需氧量的比较,对2009年12个月鼓风机房的节能潜质进行分析。结果表明,鼓风机房单位水量电耗和好氧池需氧量随月份的变化趋势不一致,其年均节能潜力为62%;仅通过鼓风机房的节能,污水处理厂的年均节能潜力就能达到27.2%,污水处理单耗就能由0.219kW·h/m3降到0.159kW·h/m3,可节约运行费用110.8858万元/a。     

基于ESDA-GWR的1997—2012年中国省域能源消费碳排放时空演变特征

利用1997—2012年《中国能源统计年鉴》和《中国统计年鉴》相关数据,结合重心转移、ESDA及GWR等模型和方法,分析了近16年间中国省域能源消费碳排放量的空间相关性、异质性及影响因素,根据碳排放量划分标准将各省份划分为不同的碳排放区.结果表明:16年间碳排放量的重心向西迁移;我国省域碳排放量存在较为显著的空间正相关,自相关性在整体上表现出先增大后减小的趋势.2001年全局Moran's I指数达到最高值,为0.3012;能源消费碳排放量的冷热点格局表现出冷点扩张、热点被压缩的趋势;影响碳排放量的6个因素的影响程度由大到小依次为:总人口人均GDP煤炭消耗比重全社会固定资产投资第二产业比重人口老龄化率,只有人口老龄化率这一指标表现出负相关性;近16年我国省域碳排放量的空间格局发生了显著变化,2012年已有13个省份属于超重型碳排放区,表明我国要加强碳减排的力度.     

淮河流域粮食生产与化肥消费时空变化及对水环境影响

以淮河流域172 个县为研究单元,基于1990、1995、2000、2005 和2010 年分县粮食、化肥及2010 年水环境数据,采用ESDA模型、重力模型、回归分析和GIS 空间技术方法,分别对流域粮食生产与化肥消费的空间集聚程度及重心进行测定,在此基础上分析了流域粮食生产与化肥消费的动态时空变化规律、耦合关系及其对流域水环境影响。结果表明：①粮食生产与化肥消费的“高-高”和“低-低”集聚区存在显著空间正相关,空间聚集特征明显,“高-高”类型区主要集中分布在流域下游的苏北平原和皖北平原,“低-低”类型区主要集中分布在流域上游的伏牛山、桐柏山和沂蒙等山区;②重心分析表明,20 a 来粮食生产和化肥消费的重心逐步由流域东北向西南方向移动,分别移动了29.51 km和34.97 km,两者重心之间距离呈现近似“W”的“先减后增再减再增”徘徊特点;③流域粮食生产与化肥消费的“高-高”和“低-低”集聚区在流域空间位置上高度耦合,呈现增减协同的时空演进格局,且两者重心时空演变轨迹具有同向性,空间耦合特征显著;④回归分析表明化肥消费是流域水环境污染的主要贡献因子和污染来源,也表明流域粮食生产过程中环境成本较大,呈外部不经济效应。