CH4/CO2混合气中CH4的变压吸附法提纯试验

选择几种商业化的分子筛,在常温(25℃)、低压(0.2 MPa)下,进行CH4与CO2混合气的动态吸附分离性能试验.结果表明:3A和4A分子筛对CO2的吸附量很小,而5A和13X分子筛都能较好地分离CH4与CO2.混合气在13X分子筛上的分离系数要高于5A分子筛,表明13X分子筛对CH4与CO2的分离效果更好.但5A和13X分子筛使用一次之后,都不能通过抽真空法完全再生,原因是吸附剂被吸附质毒化,红外光谱可以解释这一原因.5A和13X分子筛要成为产业化沼气净化的吸附剂,再生性能还需要进一步提高.     

3种吸附剂不同压力下脱除沼气中CO_2对比实验

研究了不同压力下常用几种吸附剂脱除沼气中CO2的效果,以提高混合气体中CH4的浓度,并得出最佳吸附压力,从而为工业生产提供沼气净化的吸附剂。本实验选取工业上常用的ZGA-高强度活性氧化铝、5A分子筛和13X-APG空分专用分子筛3种吸附剂,在不同压力下测定分离后混合气体中的CH4的浓度。实验结果表明:在0.1~0.8MPa压力范围下,5A分子筛吸附后的尾气中CO2和N2的浓度相对ZGA氧化铝和13X-APG分子筛低,且CH4浓度高,说明5A分子筛对混合气中CO2的脱除效果要比ZGA氧化铝和13X-APG分子筛明显;并且在0.7MPa的压力下,尾气中的CH4浓度达到了90.26%。因此,5A分子筛较适合应用于工业化脱除沼气中的CO2。     

CoAPSO-5分子筛膜制备与CO2/CH4分离性能实验

采用原位水热合成法在多孔α-Al2O3上制备了CoAPSO-5分子筛膜;通过XRD和SEM检测,证明所合成的CoAPSO-5分子筛膜致密、均一、厚度20μm无取向;通过气体渗透法检测所合成的分子筛膜为无缺陷;同时,考察了CoAPSO-5分子筛膜对CO2/CH4混合气的分离效果,渗透分离结果显示,在渗透压差分别为0.3和0.5MPa时,CO2/CH4的真实分离系数分别为4.86和5.29。     

有机胺基氨基酸盐吸收剂的沼气CO2分离特性

在鼓泡式CO2吸收和再生装置中对有机胺基氨基酸盐吸收剂的沼气CO2吸收和再生特性进行了研究,并与乙醇胺(MEA)和哌嗪(PZ)进行了对比。试验中,气相为典型的模拟沼气氛围(CO2与CH4体积分数比为4∶6,常压),液相CO2吸收温度为35℃,再生温度为75℃,并辅以纯CH4作为吹扫气。结果表明:当达到CO2吸收和再生平衡时,质量分数为30%的4种乙醇胺基氨基酸盐吸收剂对CO2的净携带容量均优于MEA,且乙醇胺基鸟氨酸盐(MEAORN)的CO2净携带容量最高(0.733 mol/mol),比第二位、质量分数为15%的PZ高82.34%。同时,综合考虑能耗与投资成本,对吸收剂CO2分离成本的对比分析表明,MEAORN和PZ的沼气CO2分离成本低于MEA,而乙醇胺基氨基乙酸盐(MEAGLY)在大规模沼气提纯上具有替代MEA进行工程应用的潜能。     

耕作措施对京郊冬小麦农田CO2、CH4排放通量的影响

通过设置在北京市大兴区青云店镇的不同耕作措施试验,利用静态箱-气相色谱法对2季冬小麦（2011年10月—2012年7月和2012年10月—2013年7月）各关键生育期内CO2、CH4的排放通量进行了测定。结果表明：免耕（NT）、深松（ST）、旋耕（RT）、传统耕作（CT）4种耕作措施下,冬小麦农田土壤总体表现为CO2源和CH4汇的功能,且CO2和CH4都有明显的日变化和季节变化特征。CO2日排放通量最高峰出现在0:00,最低峰出现在10:00;CO2季节排放通量最高峰出现在冬小麦播种期和收获期,最低峰出现在越冬期。CH4日排放和季节排放通量变化特征差异显著,但没有明显的变化规律。CO2排放通量与0~20cm各土层土壤温度呈正相关,与0~30cm各土层土壤质量含水率呈负相关关系。CH4排放通量与0~20cm各土层土壤温度呈正相关关系。4种耕作处理下,冬小麦农田CO2的季节平均排放通量为：传统耕作>旋耕>深松>免耕,CH4的季节平均吸收通量为：旋耕>传统耕作>免耕>深松。免耕相对于旋耕和传统耕作农田CO2季节平均排放通量降低了23.3%~27.1%;旋耕、传统耕作相对于免耕和深松CH4的季节平均吸收量增加了20%以上。因此,在京郊冬小麦农田,4种耕作措施（NT、ST、RT和CT）均能不同程度地增加CH4的吸收量,同时,采用免耕能进一步降低农田CO2排放量。     

基于Aspen HYSYS的沼气中CO2气体低温液化分离技术

基于沼气主要成分CH4气体和CO2气体物理性质的差异,利用PR方程,得出不同CH4体积分数下,沼气泡点和露点的温度和压力;在Aspen HYSYS平台中,设计了低温液化分离沼气中CO2气体的流程,仿真分析了低温液化对CH4体积分数和CO2体积分数的影响.根据低温液化分离沼气中CO2气体的流程,对沼气进行纯化实验,结果表明:实验结果与模拟结果相吻合;液化分离后CH4体积分数从58.2％升至82.8％,CO2体积分数由36.4％降至8.8％,N2+ O2体积分数小于4.0％.     

不同“水梦”无机吸附剂对黄河水泥沙吸附影响与适用性分析

【目的】寻求一种新的黄河水沙分离技术,从而发展黄河水滴灌技术,降低滴灌成本。【方法】根据自主研制的4种高性能"水梦"无机吸附剂的高效吸附特性,采用人工模拟配置不同含沙量的黄河水的烧杯静态吸附试验的方法,开展了不同吸附剂及投放量对泥沙、养分、微生物的吸附效果和水温对于吸附剂吸附性能影响的研究,从而筛选出适宜的吸附剂类型及不同含沙量下水沙分离的适宜投放量。【结果】(1)在低含沙量(2~3 kg/m~3)水平下,吸附剂CS-001吸附效果最好,其适宜投剂量为0.04 kg/m~3;(2)而在高含沙量(10~15 kg/m~3)水平下,吸附剂CS-005吸附效果最好,适宜投剂量为0.08~0.12 kg/m~3;(3)温度对泥沙沉降速率有影响,吸附剂CS-001在温度为20℃条件下吸附效果更好,沉降速率更快;(4)CS-001吸附剂对于对黄河水中COD和总氮、总磷含量也有降低的效果,对于防止滴灌微生物堵塞有积极作用。【结论】综合考虑,黄河水滴灌泥沙处理中,以CS-001吸附剂为宜。     

沼气水合物形成条件的模拟计算

由于沼气的主要成分为甲烷、二氧化碳和硫化氢,在相同的温度条件下它们在纯水中形成水合物时压力有很大的差别,因此可利用气体水合物法将沼气分离净化,获得高纯度甲烷气.本文通过建立的气体水合物形成新模型模拟计算了(CH4 CO2 H2S)三元酸性气体水合物的形成条件,计算值与黄强等人的实验值吻合很好,这说明建立的新模型是比较可靠的.用新模型对实际沼气成分的6组样品在形成水合物时的条件进行了模拟计算.上述研究对从沼气分离出高纯甲烷气具有极为重要的意义.     

FeO(OH)吸附剂去除饮用水中As(Ⅴ)的研究

基于Fe(Ⅲ)对砷的良好亲和性,将FeO(OH)负载在有机高聚物上,研发出了FeO(OH)吸附剂。通过静态和动态吸附脱附试验,研究FeO(OH)吸附剂的除砷性能。研究结果表明,FeO(OH)吸附剂对As(Ⅴ)吸附性能良好,在纯水配水条件下,最大Langmuir吸附容量可达13.7 mg/g;FeO(OH)吸附剂具有较宽的pH适用范围(3.0~9.0),最佳吸附pH为4.0;FeO(OH)吸附剂具有较好的重复利用性,在9次再生回用试验中回用与初始吸附容量比稳定在0.5~0.6;动态试验结果表明FeO(OH)吸附剂在接近实际高砷水条件下具有高的穿透倍柱体积和适用性,原水As(Ⅴ)浓度为100~120μg/L和500~550μg/L时对应的穿透倍柱体积分别为5 000和1 400[出水As(V)小于10μg/L],相应的穿透吸附容量分别为0.76和1.08 mg/g。     

利用沃氏甲烷球菌将CO转化成CH4的研究初报

本实验对沃氏甲烷球菌(M.voltae)利用CO产甲烷进行了初步研究.实验结果表明该菌能利用H2/CO产甲烷,也能利用CO产甲烷.该菌利用H2/CO平均每24小时产甲烷0.76 mL·mg-1(细胞湿重);利用CO平均每24小时产甲烷0.11 mL·mg-1(细胞湿重),仅为H2/CO实验组的1/7.检测中间代谢产物发现该菌在利用CO产甲烷时有中间产物H2和CO2的生成;在利用H2/CO产甲烷时未产生中间产物CO2.     

垃圾填埋场的甲烷释放及其减排

垃圾填埋场是重要的甲烷(CH4)释放源,对全球气候变暖影响巨大。本文通过分析影响垃圾填埋气释放的主要因素,提出了减少垃圾填埋场甲烷释放的技术措施,并结合国情指出清洁发展机制是我国温室气体减排及垃圾填埋场环境卫生状况改善的良好契机。     

控制灌溉稻田CH_4排放的影响因子分析

为了揭示水稻控制灌溉对稻田CH4排放的影响机理,本文采用静态暗箱-气相色谱法对控制灌溉稻田CH4排放进行原位观测,同时观测土壤水分、表层土温和氧化还原电位(Eh)等影响因子,定量分析控制灌溉稻田CH4排放通量与影响因子间的关系。结果表明,控制灌溉稻田田表水层消失后的微弱脱水状态导致了CH4短暂的剧烈释放,CH4排放的峰值大多出现在土壤接近饱和状态(土壤充水孔隙率为99.0%~99.8%)时;控制灌溉稻田CH4排放通量与表层5cm土温之间无显著相关关系(p0.05);CH4的剧烈释放必须在土壤Eh下降到-100~-150mV,控制灌溉稻田不适宜CH4的产生;控制灌溉稻田CH4集中排放阶段(水稻移栽后21d内)的通量值与土壤Eh值呈极显著负指数相关关系(p0.001)。不同灌溉模式调控下的土壤水分状况是导致稻田CH4排放显著差异的主要因素。     

冬季猪舍粪便贮存过程中CH4排放特征试验

利用丹麦猪舍和液态猪粪便进行了CH4气体排放测试,比较了3种粪坑内粪便高度（0.15、0.40、0.65m）、4种通风量（211、650、1852、3088m3/h）、粪坑内有无挡板情况下冬季猪舍粪便贮存过程中CH4排放通量。测试结果表明：粪便高度、粪便温度和通风量可以用来解释大部分的CH4排放通量变化差异;对于使用渗透性天花板进气和负压通风排气系统,4种通风量之间CH4排放通量差异不显著,但由于通风量的增加同时会降低舍内与粪坑内空气温度和粪便温度,因此要综合考虑通风量和温度对气体排放通量的影响;液态猪粪便中CH4排放通量随着粪坑内粪便高度的降低而减少;设置粪坑挡板对粪坑内CH4排放没有影响;敏感性分析表明CH4排放通量相对于粪便温度、粪便高度和通风量的敏感性依次减小（敏感度依次减小）。在较低的通风量和粪便高度变化区间,CH4排放通量变化的敏感性要高于较高的通风量和粪便高度变化区间,但对于粪便温度变化趋势正好相反。     

牛粪不同发酵浓度对沼气中甲烷及硫化氢含量的影响

本试验设置三种不同TS浓度(6%,8%和10%)的牛粪发酵液,在保持相同的恒温条件下,对比各处理在发酵过程中的pH值变化、产气量-及沼气中CH4含量及H2S含量的变化情况.结果表明:启动发酵初期,pH值均不同程度的下降,之后又上升并趋于稳定;发酵浓度较高或较低均不利于提高沼气中的CH4含量,也不利于H2S含量的降低,综合对比三种浓度产气量及所产沼气的质量,以8%的发酵浓度最佳.     

水稻适雨灌溉对稻田CH_4和N_2O排放的影响

采用静态暗箱-气相色谱法,观测分析了水稻适雨灌溉和常规灌溉2种模式下稻田CH_4和N_2O的季节排放情况,评估了水稻适雨灌溉对稻田CH_4和N_2O排放的影响。结果表明,适雨灌溉稻田CH_4、N_2O排放峰值分别出现在分蘖期和拔节孕穗期,整个生育期CH_4、N_2O平均排放通量分别为16.77 mg/(m~2·h)、6.64μg/(m~2·h),适雨灌溉稻田CH_4、N_2O排放量较常规灌溉显著下降(p0.05),分别下降了74.47%和67.06%。水稻适雨灌溉通过合理利用雨水资源,减少灌溉次数及灌水量,显著降低了稻田CH_4和N_2O的排放。     

秸秆还田下水氮耦合对黑土稻田CH4排放与产量的影响

为探明秸秆还田下水氮耦合对黑土稻田CH_4排放的影响,探寻节水、减排、增产的水肥管理模式,在秸秆还田的基础上,以常规淹灌配施常量氮肥的处理为对照,设置了常规淹灌和控制灌溉两种灌溉方式,并设置4个氮肥梯度,采用静态箱-气相色谱法观测各处理的CH_4排放通量,分析了水氮耦合下稻田土壤氧化还原电位、各生育阶段土壤铵态氮含量、硝态氮含量和秸秆腐解率的变化,以及各因子对稻田CH_4排放的影响,同时综合产量计算了减排效益。结果表明:秸秆还田下常规淹灌CH_4排放通量、累积排放量显著高于控制灌溉(P0.05),且随着施氮量的增加,CH_4排放通量、累积排放量显著增加(P0.05);与对照相比,常规淹灌增施氮肥使CH_4累积排放量增加16.24%(P0.05),产量降低了2.01%;在常规淹灌下适当减施氮肥不但对产量无显著影响,还使得CH_4累积排放量降低18.59%(P0.05);若采取控制灌溉减量施氮,与对照相比,则使得CH_4累积排放量降低62.71%(P0.01),产量提高21.16%(P0.05)。通过相关性分析发现,施氮量、灌溉方式以及二者的交互作用对CH_4排放影响显著;水氮耦合下稻田土壤铵态氮含量、秸秆腐解率与CH_4排放呈显著正相关关系(P0.05),土壤氧化还原电位与CH_4排放呈显著负相关关系(P0.05)。综合减排效益分析,秸秆还田下采用控制灌溉、并适量减施氮肥可以使经济效益最大化,达到节水、减排、增产的目的。     

基于CH376S的激光切割机床加工程序传输模块设计

针对目前激光切割机床的加工程序的传输方式的缺点,设计了一种新型的激光切割机加工程序传输模块。它能够实现激光切割机床控制器C805117020单片机通过CH376S芯片读取U盘中加工程序信息．根据读取的加工参数自动执行数控指令,实现板材切割。系统以CH376S为数据传输芯片。搭建了C8051F020单片机读写U盘中加工程序信息的硬件平台,并完成程序设计,经过调试运行,实现加工程序数据高效快速传输。