甲烷检测仪在沼气服务体系中的应用

本文对比总结了沼气成分中甲烷的三种主要检测方法:奥氏气体分析法、热导元件检测法、红外光谱检测法,分析了三种方法的特点及其在我国农村沼气服务体系中的适应性.奥氏气体分析法由于不能实现自动化,很难在农村沼气技术服务体系中推广;热导甲烷检测法原理简单,但是存在精度低、标定困难、寿命短等问题,对于含有空气,N2,H2等成分的沼气测量误差很大;红外光谱检测法能够独立监测CH4和CO2,精度高、寿命长,可用于沼气中高浓度甲烷检测,也可用于沼气泄漏中低浓度甲烷报警.     

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％.     

沼气脱碳技术研究进展

随着经济的高速发展,能源需求日渐增大,若过分依赖化石能源,人类终将面临能源危机。沼气是有机废弃物经微生物厌氧消化的产物,沼气中通常含有大量CO2,CO2的存在会使得沼气热值降低。提高沼气的热值使沼气的工业化应用成为可能,沼气脱碳是提高沼气热值的有效方法。目前工业应用中脱碳技术较成熟的有物理法、化学法,和尚不成熟的生物法。文章总结对比了目前的主流沼气脱碳技术、脱碳原理、甲烷生成效率以及生产过程中存在的问题。     

沼气高价值多元化利用碳捕集工艺优化设计

针对我国天然气紧缺、碳中和压力较大和沼气低价值利用问题,开发膜与压缩冷凝梯级耦合的沼气高价值多元化利用碳捕集工艺,实现低价值沼气近零排放高价值综合回收利用。利用Aspen HYSYS对1 000 Nm3/h规模的沼气提纯过程进行工艺设计和优化,通过燃气系统的膜分离单元生产高品位燃气,同时CO2系统利用燃气系统提供的富CO2优质原料生产液态CO2产品,并副产低品位燃气。优化过程主要考察操作压力对回收率、产品价值、运行费用和设备投资等因素的影响,以及原料流量波动对回收率、产品和经济性的影响。结果表明：在1.8~3.8 MPa条件下,能够同时生产热值314 MJ/Nm3高品位燃气、热值17.9 MJ/Nm3低品位燃气和CO2浓度95 vol%液态CO2产品,在2.2 MPa时获得年最佳经济效益约261万元,每年减排约9 755 t的CO2当量温室气体。与低品位燃气热值和液态CO2产品浓度相比,高品位燃气热值受流量波动影响较大。     

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。     

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.     

大中型沼气工程的CO2减排量和减排成本的估计方法

沼气工程具有减少CO2排放的效果，在全球气候变化的背景下，本文针对大中型沼气工程，在讨论基准线和系统边界的基础上，构造了估计其减少CO2的排放数量及其相应的减排成本的方法，并利用一个具体的案例说明此方法的应用。     

氮气和含氧气氛下玉米秸秆热解气化产气规律研究

为了探究秸秆类生物质在热解和气化过程中的产气规律,以我国东北地区典型的玉米秸秆为原料,基于自行建立的管式炉生物质热解气化实验装置,系统研究了玉米秸秆在氮气气氛下热解和在含氧气氛下气化过程中CO、H2、CO2、CH4和CnHm等小分子生物质燃气成分的释放特性,对比分析了不同热解温度和气化温度对不同燃气组分释放规律及其产率的影响。实验结果表明：玉米秸秆热解过程中最先释放的小分子气相产物是CO和CO2;当温度升高时生物质燃气中逐渐出现CH4和H2,且随着热解温度升高,CO的产率峰值最先出现且峰值出现在升温阶段,而CO2、CH4和H2的产率峰值几乎同时出现在恒温阶段;热解温度升高,玉米秸秆热解产生的CO体积分数几乎没有变化,而CO2的占比则随着温度的升高而降低;在400~500℃之间CH4体积分数随着热解温度的升高而增加,在500℃以后,基本稳定在13%。在O.2体积分数为8%、N2体积分数为92%的含氧气氛下,随着气化温度的升高,玉米秸秆气化产生CO2气体的体积分数呈先增加后降低的趋势,而CO的体积分数随着温度的升高而增大,这说明高温气化条件下更有利于CO的释放,而低温条件下有利于CO2的产生。     

中国沼气综合利用潜力

沼气综合利用是农村沼气建设中降低生产成本、提高经济效益的一项综合性技术措施,本文以我国2004年的沼气综合利用情况,分析了沼气综合利用的生态经济效益,在此基础上对中国沼气综合利用潜力进行估算。结果表明,中国沼气综合利用生态经济效益显著,2004年沼气综合利用增加经济效益43.57×108元,保护森林167.1×104hm2,减少CO2排放655.17×104t,减少SO2排放5.94×104t。目前中国沼气发酵产物综合利用程度较低,经济潜力开发率不到1%,生态潜力开发率仅在4%左右,前景广阔。     

采集污泥发酵气体的工程试验

湖河池底的污泥发酵产生大量的沼气和有害的H2S、NH3等气体，不停地释放到空气中污染环境。在小船上安装一个发酵气体采集利用装置，一边清除水面垃圾，一边采集水底发酵气体，过滤掉NH3，用沼气作为燃料具有良好的经济价值。循环干法脱硫消除H2S，改善空气质量；采集发酵气体又能促进水体自净功能的提高，改善水体质量，也能减少温室效应比CO2高20倍的CH4气体逃逸到空气中，改善大气质量。     

我国沼气提纯技术及生物天然气产业发展情况

厌氧消化产生的沼气主要成分是CH4和C02.沼气提纯是利用特定的分离技术,将C02从沼气中分离出去,从而得到高纯度的生物天然气.生物天然气可以作为石化天然气的替代燃料,是一种可持续有价值的能量来源.文章介绍了沼气提纯的基本概念,综述了主流的沼气提纯工艺的技术特点,比较了提纯方法的技术参数和优劣势,并分析了我国天然气产业...     

沼气净化提纯制取生物甲烷技术发展现状

随着国内沼气产业的迅速发展,如何高值化利用沼气、发挥更大经济效益是大中型沼气工程由环保型模式向能源型模式转变的关键。目前,国内外沼气利用方式已呈现由驱动发电机进行热电联产向净化提纯制取生物甲烷转变。生物甲烷用于替代石化天然气或用作车用燃气,是沼气高值化、能源化利用的重要发展方向。该文概述了国内外沼气净化提纯技术及产业发展现状,阐述了目前沼气脱除硫化氢、二氧化碳的工艺技术研究状况和进展。      

牧豆树下吸式气化炉性能评价（摘选）

通过调查生物质发电厂得知,牧豆树常被选为下吸式气化炉的燃料。产气的特性由不同的成分、热值、密度和焦油含量所确定。气化炉的性能通过观察参数如燃料消耗量、比燃料消耗量、当量比、比产气率、比气化速率和气化效率来评价。在负荷20 kW条件下,一氧化碳（CO）、氢气（H2）、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氮（N2）体积百分比分别为18.4%、13.8%、11.1%、2.40%和54.2%。随着发动机负荷从5 kW增加到20 kW,气体的热值、密度和焦油含量变化范围分别为4.17～4.85 MJm3,1.16～1.56 kgm3和10.0～10.2 mgm3;燃料消耗速率、比燃料消耗速率、比气化速率、比产气率、当量比和气化效率变化范围为11～28 kgh,1.40～2.20 kg（kW·h）,29.63～75.43 kg（m2·h）,103.7～257.43 m3hm2,0.32～0.47和79.26%～89.90%。      

直喷式柴油机燃用生物柴油混合燃料试验研究

进行了295T型直喷柴油机燃用掺入不同比例生物柴油的混合燃料的试验研究.试验结果表明:掺烧生物柴油发动机转矩和功率略有下降,燃油消耗率增加,HC排放量显著减少,NOX排放量略有增加,CO、烟度在中低负荷阶段无明显变化,在高负荷阶段CO、碳烟排放显著减少.随着掺烧生物柴油比例的增加,CO以及HC、碳烟排放量有下降趋势,NOx排放量增加.     

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。     

以负碳排放为目标的生物质灰矿化CO2路径研究

将生物质能源开发利用与碳捕获、利用与封存结合,可实现CO₂负排放,是能源领域降低CO₂排放的重要技术之一。生物质直接燃烧后产生的生物质灰理论上可吸收并永久封存CO₂,但其能否实现负碳排放还需进行深入研究。基于此,分别在自然状态（空气氛围）、中等CO₂初始分压（101.3 kPa）和高CO₂初始分压（300～1 400 kPa）条件下开展了生物质灰矿化CO₂试验,测试了生物质灰的CO₂矿化量,并评估了3种矿化路径的负碳排放量。结果表明,从空气中吸收CO₂时,生物质灰的CO₂矿化性能最差,40 d内的最高CO₂矿化量仅为60.66 g/kg。在中等CO₂分压101.3 kPa条件下,可最高实现121.68 g/kg的矿化量,而初始分压1 400 kPa下的CO₂矿化量可达216.85 g/kg。综合考虑矿化过程的能源消耗和生物质灰...     

不同水氮管理模式下黑土稻田碳固定与碳减排效应分析

为探寻不同水氮管理模式对黑土稻田碳固定与碳减排效应的影响,进行了田间试验研究。设置常规淹灌(F)与控制灌溉(C)两种灌溉模式,选用110 kg/hm²(N)、99 kg/hm²(N1,减氮10%)、88 kg/hm²(N2,减氮20%)3种施氮量,测定了6种水氮管理模式下的水稻土壤呼吸CO₂排放强度和CH₄排放强度,水稻收获后各器官干物质量、碳含量及固碳量,并计算了净土壤碳收支情况。结果表明,不同水氮管理模式下,各处理土壤呼吸CO₂排放量呈现单峰值变化,并在分蘖期达到峰值;各处理甲烷排放量呈现双峰值变化且在分蘖期与穗肥施入后达到峰值。相同灌溉方式下,随着施氮量的减少,土壤呼吸CO₂排放强度与甲烷排放强度也显著减少(P<0.05)。相同施氮量下,控制灌溉相比常规淹灌有效地降低了甲烷排放强度,但提高了土壤呼吸CO₂排放强度。不同水氮管理模式下,水稻收获后总固碳量为319.37～489.00 g/m^2<...     

电喷发动机用甲醇裂解气制备与控制技术

以一台电喷发动机为研究对象,设计甲醇裂解装置和控制单元,制定控制策略,并在发动机上进行了标定试验和性能试验.结果表明:设计的裂解器及电控单元,实现了汽油起动后燃料的平稳切换及完全裂解气模式下自动运行;裂解气中除含有H2和CO外,还含有一定量的CH3OH蒸汽,其中H2占23.3％ ～ 46％,CO占11.6％ ～23％,CH3OH蒸汽占31％ ～65％;另外,裂解气发动机的燃料经济性也较汽油机有所改善.     

农田管理措施对滨海盐渍化土壤碳平衡的影响

为研究不同农田管理措施对滨海盐渍土壤碳平衡的影响,通过玉米-小麦轮作试验,研究农田土壤碳收支情况。试验共设6个处理:(1)常规对照(CK),(2)有机肥常量(OF),(3)氮肥增施(NF),(4)秸秆还田(S),(5)有机肥加秸秆(OF+S),(6)免耕(NT)。结果表明,秸秆还田和施用有机肥提高了土壤呼吸的强度,而NT处理的CO_2平均释放量最低,不同处理下土壤呼吸表现为OF+S处理S处理OM处理NF处理CKNT处理。各处理土壤有机碳量随着作物种植年份的增加而逐渐升高,其中OF与NT处理增加最多,而NF处理并没有显著提高土壤的有机碳量。在两季作物收获后,各处理的碳输入均高于碳输出,表现为碳净输入,呈现较强的碳汇特征。S处理和OF处理的碳净输入均显著高于CK,可有效减缓土壤CO_2排放,增加其有机碳的输入。     

基于BP人工神经网络和尾气分析的汽车故障诊断方法研究

将尾气分析中主要的参数,碳氢化合物(CH)、一氧化碳(CO)、、二氧化碳(CO2)、氧(O2)作为影响因素,将故障作为神经网络的输出,利用BP人工神经网络预测模型对汽车故障诊断进行模拟学习,并对该模型的预测准确性进行检验。