碳基吸附剂提纯CH4/CO2混合气中CH4的研究

在常温(25℃)低压(0.2 MPa)下,测定市售碳基吸附剂(活性炭和碳分子筛)对CH4与CO2混合气的动态吸附分离性能,并与13X分子筛性能进行比较.结果表明:碳分子筛能较好地分离CH4与CO2,但分离选择性不如13X分子筛.然而碳分子筛可以通过抽真空法或惰气吹扫法完全再生,这一性能优越于13X分子筛.碳质吸附剂的再生耗能低于以13X为代表的沸石分子筛,更有利于成为变压吸附法净化沼气的吸附剂.     

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.     

甲烷动力拖拉机研究现状及发展展望

甲烷动力拖拉机作为新兴的一种新能源拖拉机,使用甲烷燃料替代传统的柴油动力,是实现农业生产节能减排和碳中和目标、减少环境污染的一个新的方案。近年来,国内外对甲烷动力拖拉机及其关键技术进行了大量的研究与产品研发。本文基于国内外现有的甲烷动力拖拉机研究成果,分析当前甲烷动力拖拉机的发展状况,结合当前的甲烷燃料动力拖拉机关键技术研究现状,对未来甲烷动力拖拉机技术发展前景进行展望。     

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。     

垃圾填埋场覆盖层的甲烷氧化

垃圾填埋场是重要的甲烷气体排放源，生物氧化是全球甲烷循环的重要机制。垃圾填埋场覆盖层土壤具有一定的甲烷氧化功能，土壤特性、环境条件影响甲烷氧化能力。堆肥物覆盖层较传统土壤覆盖层有更大的甲烷氧化能力，是一种潜在的填埋场甲烷减排技术。     

利用沼气进行储粮杀虫的研究

利用猪粪便经发酵产生的沼气,经过脱硫去湿后送入密闭的粮堆,并在粮堆中保留一定的时间,达到治杀储粮害虫的效果,对储粮无污染,并产生良好的经济效益和社会效益。1沼气储粮杀虫原理沼气是一种混合气体,其主要成分是甲烷     

厌氧消化过程中甲烷菌的无机营养需求

厌氧消化过程缺乏无机营养元素所产生的不利影响比对好氧处理过程要大。厌氧发酵的甲烷发酵阶段对无机营养的缺乏更为敏感。一般说缺乏无机营养元素主要指微量金属元素。本文综述迄今有关甲烷菌无机营养需求方面的重要研究成果。特别强调发现Ｎｉ是甲烷菌必要的营养元素。研究结果表明，甲烷菌对Ｓ和Ｆｅ的需要量也比过去所认为的要多。补充甲烷菌所需的必要无机营养元素，主要是微量金属元素，是提高厌氧消化效率的重要途径。     

乳酸乳球菌工程菌株遗传稳定性的研究

本文研究了乳酸乳球菌工程菌株的遗传稳定性。采用工程菌的遗传稳定性通过目的基因的PCR鉴定、重组质粒的酶切鉴定、SDS-PAGE检测和0、10、20、30、40和50代各代菌种发酵生产大豆异黄酮能力进行检测;通过复制平板计数法计算质粒的丢失率。结果表明:工程菌株传代50次后质粒的丢失率为6%;PCR鉴定、重组质粒的酶切鉴定结果显示,重组载体携带目的基因可以传至50代,而未发生丢失;SDS-PAGE检测表明目的基因表达稳定。工程菌株重组质粒在50代内具有良好的遗传稳定性;50代内菌株发酵生产大豆异黄酮的能力没有显著差异;乳糖的浓度对工程菌株的遗传稳定性有一定的影响,在乳糖使用量达到20g/L以上时,有利于重组质粒的稳定性。     

牛粪最大甲烷生产能力及其发酵过程实验研究

采用自制序批式厌氧发酵实验装置对某奶牛场牛粪最大甲烷生产能力及其发酵过程进行研究.实验分为对照组和实验组,每组平行设置三个重复,在35℃恒温条件下厌氧发酵26天,期间对各发酵系统的产气量以及发酵液的pH,氨氮(NH4+-N),化学需氧量(COD)等指标进行连续监测.根据产气量情况,计算得出实验牛场牛粪的VS最大甲烷生产能力为0.139 m3CH4·kg-1.通过对发酵液各项指标的监测,发现实验组发酵液pH值在实验后期升高到7.7 ～7.9,氨氮浓度的最大值为582.16 mg·L-1,COD平均去除率为61.58％.研究中还对发酵液各项监测指标的变化趋势以及相互关系进行了深入分析.     

微量金属元素对甲烷菌激活作用的动力学研究

本文以血清瓶为反应器,以醛酸钙为基质,通过厌氧批量试验从动力学和角度研究了微量金属元素Fe、Co、Ni对甲烷菌的激活作用。结果表明,加入微量金属元素Fe、Co、Ni能有效缩短厌氧消化反应时间,提高基质降解率和产气速率。     

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。     

生物柴油的K2CO3负载水滑石催化制备工

采用浸渍法制备K2CO3负载水滑石生物柴油催化剂,确定制备条件为:K2CO3负载量20%、共混温度80℃、焙烧温度600℃、焙烧时间6h.用该催化剂催化菜籽油转酯化制备生物柴油,考察了反应时间、醇油比、催化剂用量及反应温度对反应转化率的影响,采用气相色谱测定了脂肪酸甲酯的转化率.通过单因素试验确定了菜籽油转酯化反应的条件为:反应温度60℃,醇油比12,反应时间60min,催化剂用量4%,转化率达96.9%.用X射线衍射分析和热重分析对催化剂结构进行表征,结果显示催化剂活性与其晶相有关.     

汽车二氧化碳排放量的影响因素研究

CO2减排是社会关注的焦点,而汽车已经成为CO2排放的重要来源,加强节能环保、减少CO2排放量、抑制温室效应已经受到高度重视。通过方差分析,得出排量、里程、参考车重、油耗,HC、NOx、CO这7个因素对CO2排放量的影响是显著的。通过主成分分析方法分析这些因素对CO2排放量的影响程度,发现这7个因素中,按照影响程度大小排列依次是参考车重、排气量、里程、油耗、NOx排放量、CO排放量、HC排放量。车辆自有参数对CO2排放量的影响较大,而其他排放污染物对CO2排放量的影响相对较小。     

植物组织培养中CO2浓度控制软件的设计开发

设计开发了植物组织培养用CO2浓度自动控制软件。简要介绍了软件的结构、内容及编写编译过程。该软件控制精度高、操作方便、扩展性好，可用于各种组培箱或组培室的CO2浓度控制。     

基于WSN的温室CO 2 气肥优化调控系统研究

CO 2是植物进行光合作用的重要原料,合理增施可提高作物的光合速率。为实现温室CO 2气肥的精细管理,设计了基于无线传感器网络(WSN)的温室CO 2气肥调控系统。该系统由监控节点、智能网关和远程管理软件组成,其中监控节点能够自动实时监测温室环境信息(CO 2浓度、光照强度、空气温湿度和土壤温湿度),并控制CO 2增施气阀的开关;智能网关不仅能实现监控节点与远程管理软件之间的通信,还可在本地实现对温室环境信息的显示与存储,以及CO 2增施调控等操作;远程管理软件除了具备基本的数据接收、存储和查询功能外,还可通过建立的光合速率预测模型对CO 2气肥实现远程自动调控。本文以番茄为研究对象,采用开发的系统实时获取环境信息,使用LI-6400XT光合速率仪获取单叶净光合速率,建立了基于支持向量机(SVM)的番茄光合速率预测模型。为了提高预测模型的通用性,实验将苗后期番茄在4个CO 2浓度梯度进行培育,其中C1、C2、C3分别进行700、 1 000 、1 300 μmol/mol浓度的CO 2增施,CK为对照组(CO 2浓度约为450 μmol/mol)。数据分析采用SVM算法,以多种环境信息作为输入变量,以单叶净光合速率作为输出变量,得到光合速率预测模型。经过测试与验证,CO 2浓度调控系统能够稳定可靠地采集温室环境信息,适合应用在温室环境中;光合速率模型预测值和实测值相关系数为0.981 5,均方根误差为1.092 5 μmol/(m 2 ·s),具有较好的预测效果,为温室番茄CO 2定量增施调控提供了依据。     

土壤水含量变化对农田系统CO_2净排放影响的实验研究进展

面向"节水减排"的灌溉制度是应对气候变化的关键农业管理措施,土壤水含量变化对农田系统CO2净排放影响是其基础理论研究的热点。目前,国内外农田系统的土壤水含量变化对CO2排放、CO2吸收以及CO2净排放的影响实验研究成果主要集中于室内、田间和大区域三个尺度;大多数研究集中在对土壤呼吸的影响,而在农田系统CO2净排放方面的影响研究较少。作物整体呼吸作用对土壤含水量变化的响应、室内和大田尺度下实验条件的水分胁迫界限设定、不同灌溉方式及不同物候期下土壤含水量含量变化对农田系统CO2净排放量的影响研究将成为未来的研究热点。     

减压浓缩对沼液CO 2 吸收性能和植物生理毒性的影响

利用减压浓缩试验装置在50℃和2 k Pa下对沼液进行浓缩,分别测试了沼液、沼液浓缩相及冷凝回收稀相的CO2吸收性能和植物生理毒性。结果表明,沼液减压浓缩到4倍时,沼液浓缩相p H值升高至8.73,其饱和CO2吸收负荷增加26.70%,氨氮去除率为86.41%。浓缩相中的大部分氨氮以自由氨的形式转移到沼液稀相中,使稀相p H值达到10.05,饱和CO2吸收负荷达0.075 mol/L。但浓缩相和稀相的净CO2吸收容量之和比原沼液降低21.3%,其主要原因在于减压浓缩过程中自由氨的挥发损失。用原沼液、浓缩沼液及稀相的富CO2溶液育种时,大白菜种子的发芽指数(GI)均大于0.8,表现出较低的植物生理毒性,说明减压浓缩可降低消纳沼液所需的农田面积。试验中也对不同类型CO2吸收强化添加剂的性能进行了比较。在相同的CO2吸收强化性能要求下,钠盐添加剂组富CO2沼液的植物生理毒性低于氨水添加剂组,其主要原因在于添加氨水导致了沼液氨氮含量的大幅增加。     

基于无线传感器网络的温室CO2浓度监控系统

设计了一种温室二氧化碳(CO_2)浓度监控系统,该系统由传感器节点、CO_2浓度调控节点、无线通信网络和上位机软件平台构成。采用红外CO_2测量模块S300作为传感器节点的核心模块对温室CO_2浓度进行实时测量,并将采集到的CO_2浓度、温湿度、光照等环境信息通过无线网络传输至上位机软件平台,实现了对温室环境的远程监控。上位机软件平台对采集到的环境参数进行处理、信息网络同步,并通过模糊PID算法对温室内CO_2浓度进行智能调节。在通信过程中,传感器节点实时采集接收信号强度(RSSI),在保证数据传输质量的同时有效调整无线发射功率以延长节点寿命。在实验室条件下配备了标准浓度的CO_2气体样品对设计的传感器节点性能进行了标定和表征,结果显示,该传感器对CO_2体积分数的检测下限小于5×10~(-5);对体积分数为3×10~(-4)和6.5×10~(-4)的CO_2气体样品分别进行了10 h的长期测量,相对波动小于2.6%。将该监测系统在吉林省长春市双阳区奢岭镇国信采摘园进行了现场调控试验,试验温室面积为640 m~2,设定温室中CO_2的目标体积分数为8×10~(-4),经调控后温室中CO_2体积分数的波动范围约为(8±0.42)×10~(-4)。该CO_2监测系统具有小型化、高性价比、高测量精度等优势,实现了信息的智能化管理与远程同步,以及温室内CO_2浓度的智能调控。     

不同水分条件下增施CO2对日光温室内番茄生长的影响

试验设置4个CO2浓度（温室内未增施的CO2浓度约450μmol/mol,低、中、高CO2增施浓度分别为（700±50）、（1000±50）、（1300±50）μmol/mol）和3个水分条件（低、中、高基质含水率分别为基质饱和含水率的35%~45%、55%~65%、75%~85%）的交互处理。结果表明,增施1000、1300μmol/mol CO2能提升番茄叶片的净光合速率并可促使植株提早6~11d开花;中水条件下,CO2增施组比未增施组的表观量子效率（AQY）、表观羧化效率（ACE）显著上升,光补偿点显著降低;高CO2浓度下,中水、高水组植株的最大净光合速率和表观量子效率显著高于低水组,同时光补偿点和CO2补偿点低于低水组;低水条件下CO2增施组植株叶片的丙二醛（MDA）含量降低,表明增施CO2可以在一定程度上缓解不利水分条件对番茄植株造成的氧化损伤;增施CO2条件下低水组比未增施条件下中水组植株的开花时间提前3~7d、第一穗果鲜质量增加18%~44%,1000、1300μmol/mol CO2增施条件下中水组比未增施条件下高水组植株的开花时间分别提前8、10d,第一穗果鲜质量分别增加42.8%、34.0%,表明CO2增施能提高番茄第一穗果鲜质量水平上的水分利用效率。