深部煤层碳封存研究进展和面临的关键科技问题

二氧化碳地质封存是2060年实现“碳中和”的有效手段,深部不可采煤层碳封存是一种很有前景的地质封存方法。本文提出了有关深部煤层CO_(2)封存等科学问题,包括煤对CO_(2)吸附、超临界CO_(2)(Sc-CO_(2))与煤的相互作用、矿物质在Sc-CO_(2)水溶液中的溶解性、CO_(2)热力学参数、CO_(2)与煤相互作用对流体的运移影响;分析指出CO_(2)吸附量测定技术、状态方程、实验条件和煤膨胀可导致煤的Sc-CO_(2)吸附等温线的单峰、双峰、负吸附和较差的重复性和再现性;CO_(2)的密度随温度及压力的变化特性和焦尔-汤姆逊效应是影响CO_(2)与煤相互作用定量测定的障碍,CO_(2)较高的焦尔-汤姆逊系数可造成CO_(2)注入时的“冰塞”工程问题;指出Sc-CO_(2)所引起的煤膨胀和塑性化、抽提出的的小分子化合物和酸性碳酸水溶解的矿物质会影响深部煤层的流体运移,该影响受煤层自由空间限制。

基于不同状态方程压缩因子的煤吸附CO_2等温线的比较

为了考察不同状态方程对CO2吸附量测定的影响，通过比较3种通用气体方程和3种CO2经验状态方程计算所得CO2压缩因子，进而利用3个煤样研究6种状态方程所得的CO2吸附值。结果表明：状态方程对Gibbs吸附量的影响在平衡压力不高于6MPa时较小，而在中高压力条件下较大，且随平衡压力增加该影响增大。研究表明：中高压条件下不同状态方程所获得吸附量的差异主要通过6～12MPa吸附增量的变化而引起，低压和高压条件下状态方程对吸附增量影响较小。状态方程对吸附量的影响不仅取决于计算CO2压缩因子所采用的状态方程，而且取决于参比缸和自由空间的容积。

煤层中甲烷水合物存在可能性探讨

之所以进行此项研究,就是力图使煤层气和瓦斯研究者重视煤层中甲烷水合物的存在,拓展煤层气或天然气水合物研究领域。为此,依据目前形成甲烷或天然气水合物的物质基础和温度压力的最新研究成果,结合煤层气形成及组成、含气煤层条件和煤的孔隙特征,探讨了煤层中甲烷水合物形成的可能性,并对煤层中甲烷水合物的相关问题进行了初步讨论。研究表明:①煤层中存在着甲烷水合物形成的物质、储存和温压条件;②煤的微孔结构和煤层气组成,特别是重烃组分有利于甲烷水合物在煤中的形成;③煤层中不仅存在着吸附态、游离态和溶解态甲烷,而且还存在着固态水合物甲烷;④煤层周围的岩层中也可能存在非常规天然气水合物。煤层气勘探开发和瓦斯防治过程中应重视煤层及其围岩中甲烷水合物的存在,对此还有大量的研究工作要做。

煤中甲烷等温吸附模型的研究

利用SPSS软件对Langmuir,Freundlich,Langmuir Freundlich,Toth,扩展Langmuir,BET,D-R,D-A等8个模型以及3个曲线回归方程对晋城和潞安二煤CH4吸附实验数据进行拟合,并分别检验了实验数据的拟合程度.结果表明:这些模型和方程对煤吸附CH4实验数据都拟合较好,模型或方程的参数越多拟合程度越高;Langmuir模型对煤吸附CH4等温线拟合程度并不很高,D-A提供了最好的拟合;3参数BET模型中的超临界饱和蒸气压可用经验公式估算.

煤对CH_4/CO_2二元气体等温吸附特性及其预测

研究了晋城煤和潞安煤对CO2和CH4及其二元混合气体的等温吸附特性,利用扩展Langmuir和理想吸附溶液理论结合纯气体等温吸附模型Langmuir,DA,DR,BET对吸附实验数据进行预测,并检验了实验数据的预测准确度.研究结果表明,煤对混合气体的吸附量介于CH4和CO2吸附量之间;煤对混合气体中CH4的吸附量并不是随压力的增加而增加;理想吸附溶液理论结合纯气体吸附等温线对CO2/CH4二元混合气体实验数据预测的准确度要高于扩展Lang-muir,理想吸附溶液理论对混合气体吸附预测的准确度取决于所用的纯气体的等温吸附方程和所预测的煤样煤质指标.

煤对超临界甲烷的吸附与解吸特性研究

研究了晋城和潞安煤对超临界 CH4的吸附与解吸特性 ,利用 SPSS软件对 Lang-muir,BET,D- R和 D- A四个模型对煤 CH4吸附和解吸实验数据进行拟合 ,并分别检验了实验数据的拟合程度 .结果表明 :煤吸附和解吸过程并不可逆 ,煤解吸 CH4时的吸附量要比煤吸附 CH4时的吸附量高 ;这些模型对煤吸附和解吸过程中的吸附 CH4实验数据都具有较好的拟合 ,D- A提供了最好的拟合 ,Langmuir的拟合度最差 ;各模型对解吸数据的拟合度要比吸附数据的拟合度好 .

高压下煤对CH_4/CO_2二元气体吸附等温线的研究

研究了晋城和潞安煤在高压下对纯 CH4,CO2 及其二元混合气体的吸附特性 ,在对混合气体绝对吸附量计算公式推导的基础上 ,对绝对吸附等温线进行了研究 .结果表明 :高压下煤对混合气体的吸附介于纯 CH4和 CO2 之间 ,Gibbs吸附等温线和绝对吸附等温线表现出较大的差异 ;煤对混合气体中 CH4和 CO2 的吸附呈现出不同的吸附特点 ;煤对 CO2 优先吸附 ,并且随着压力的升高 ,煤对 CO2 选择性吸附能力增加 .本研究结果对开展注烟道气提高煤层采收率和煤层埋藏CO2 具有一定的指导作用 .

中国煤层气采收潜力的研究

常规煤层气生产量的获取不仅对国家经济可持续发展及能源安全具有重要作用,而且也是CO2注入煤层提高煤层气采收率和CO2埋藏量估算的关键。根据中国煤层气资源丰度、甲烷含气量、煤层渗透率、地层压力和勘探程度因素等,分析得到了中国不同煤层气聚气带生产的校正因子;根据甲烷含量大于4m3/t的1500m以浅煤层气资源量和资源特点,在煤层气平均采收率为30%的基础上,采用对平均采收率校正的方法,对中国4个聚气区和29个聚气带煤层气采用常规生产技术的采收量进行了计算,并结合中国天然气的产量分析了煤层气的生产期。研究表明,在所评价的29个煤层气聚气带中,采用常规煤层气生产技术可以采收33347×108m3煤层气,主要的煤层气生产聚气带为华北区的沁水和华南区的滇东—黔西,分别占可采出煤层气的29.05%和21.80%。按2002年天然气实际生产量和2010年天然气预测产量计算,中国煤层气采用常规煤层生产技术可分别生产103a和40a。

型煤燃烧过程中硫析出特性的研究

利用改进的自动测硫仪，以三种烟煤和一种无烟煤为研究对象，在不同温度、气氛和空气流量条件下对影响型煤燃烧过程中硫析出特性进行了研究，并对脱无机硫北宿型煤硫的析出进行了讨论．试验表明：炉温、煤在炉中停留时间、煤种、硫的存在形态、煤中钙基组分的含量、煤周围氧气的浓度和空气的流量等因素影响型煤燃烧硫的析出速度和析出量．研究结果可对型煤燃中固硫的研究提供依据．

用石油裂解的副产品-O型溶剂抽提烟煤的实验研究

在一般溶剂抽提试验基础上 ,用石油裂解副产品 -O型溶剂在温和条件下对兖州烟煤进行了详细的抽提试验研究 ,对影响提产率的温度、时间和溶煤比 ,对添加剂、抽提预处理煤的溶剂和抽提煤的二次抽提进行了实验研究。结果表明 :(1)试验用石油裂解副产品是一种高效煤溶剂抽提物质 ;(2 )适宜抽提条件为 :15 0℃ ,抽提时间 1h ,溶煤比为 2∶1;(3)添加适量的盐酸和硝酸可提高溶剂抽提率 ;(4 )用稀硝酸预处理煤可大大提高煤的抽提率 ;(5 )二次抽提可提高煤的总抽提率。

食品接触塑料中重金属检测及样品前处理方法综述

总结了目前国内外重金属检测以及样品前处理方法,对各方法的原理、特点以及优缺点进行对比阐述,为建立一种快速、准确测定食品可接触塑料中重金属迁移量方法提供参考。

高硫强粘结性煤高温热解脱硫的研究

就高硫强粘结性煤与生物质在回转炉内共热解， 研究了热解温度和煤种对无机硫脱除率、有机硫脱除率、硫和氮含量的影响． 结果表明， 随着煤化度的增高， 脱硫和脱氮率降低， １２００ ℃左右脱硫和脱氮率明显增大， １ ６００ ℃煤中无机硫脱除率达９３％ ～９８％ 、有机硫脱除率达８０％ ～９５％ ， 煤和生物质脱氮率达８５％ ～９３％ ．

年轻煤溶剂溶胀后加氢液化性能的研究

以山东龙口局洼里煤、新汶局孙村煤为研究用煤。首先进行溶剂溶胀,实验表明吡啶溶剂的溶胀作用最强。溶胀率指标表明溶胀煤结构变得疏松;热重分析表明溶胀煤热分解活性增强。然后对原煤和溶胀煤进行加氢液化实验,通过煤的转化率、液化油产率和煤气产率等指标,表明洼里原煤、洼里溶胀煤和孙村溶胀煤具有良好的加氢液化性能,各溶胀煤比其原煤的油产率均有显著提高。对于所实验煤的基本液化条件进行了实验探索。

食品接触材料用硅橡胶检测研究进展

硅橡胶以其优良的稳定性和安全性被广泛应用于食品接触材料领域,随着硅橡胶在食品工业上的广泛应用,其使用过程中的安全性也逐渐受到人们的重视。本文综述了食品接触材料用硅橡胶中可能迁移出的有毒物质,列举了国际上关于食品接触用硅橡胶材料的相关检测标准及法规,介绍了分析推断硅橡胶老化机制的仪器分析方法,总结了食品接触用硅橡胶制品迁移到食品或食品模拟液中的环硅氧烷和重金属离子等有毒物质的具体检测方法。目前,在日常食品接触用硅胶制品的使用过程中,迁移到食品中最多的有害物质是挥发性环硅氧烷,国内外主要应用气相色谱法、气质联用法或核磁共振法来定性定量分析检测迁移到食品中的环硅氧烷。本文旨在对日常使用过程中硅橡胶的安全性的判断及国内食品接触用硅橡胶材料标准的制定提供一定的参考。

注烟道气提高煤层气采收率(CO_2-ECBM)的可行性分析

CO2-ECBM技术是随着煤层气资源的大量开采和对温室效应的逐渐关注提出和发展起来的.应用CO2-ECBM技术可以提高煤层甲烷的采收率,为人类提供更多的清洁能源,同时又可以埋藏大量烟道气CO2,减少温室效应,具有环境效益.此外,本文给出案例分析了CO2-ECBM技术的发展前景.

食品接触材料中抗氧剂的检测及前处理方法研究进展

食品接触材料在加工过程中会加入一些抗氧剂,以延缓材料的老化。但抗氧剂在与食品接触的过程中会迁移进入食品中,危害消费者的身体健康。因此建立一种快速准确地检测食品接触材料中的抗氧剂含量的方法是很有必要的。本文对国内外抗氧剂检测技术进行综述,包括样品前处理和分析检测方法,目前主要采用超声波辅助提取法、超临界流体萃取法、微波辅助萃取法、固相萃取法、快速溶剂萃取法进行样品前处理,红外光谱法、紫外光谱法、色谱法进行食品接触材料中抗氧剂含量的定量检测,以期为食品接触材料中抗氧剂的检测方法研究提供参考。

煤燃烧过程中硫析出行为的研究

以高有机硫北宿烟煤、高黄铁矿山家林烟煤、高钙基组分杨庄烟煤和阳泉无烟煤为研究对象。利用改进的自动定硫仪对煤燃烧时硫的析出行为进行了研究，其研究结果可对煤燃烧中固硫剂的选择提供依据。

食品用硅橡胶材料中低摩尔质量环硅氧烷的测定

利用红外光谱和STA-GCMS联用仪对市售食品用硅橡胶样品中可能会产生的有毒物质进行定性分析研究。结果显示,在整个升温过程中,样品主要出现了2个失重台阶,分别失重为68.509%和4.377%,对应温度分别为465.96℃和562.15℃。在STA 465℃时,GCMS检测到硅橡胶样品释放的主要组份以低摩尔质量的环硅氧烷居多,这与红外光谱分析一致。实验进一步以十二甲基环六硅氧烷为代表,进行正交实验定量分析,初步研究影响其迁移的5种因素,发现影响因素的显著性作用从大到小依次是:模拟液种类>食品模拟液体积>迁移温度>迁移时间>接触面积,这为以后进一步实验奠定了基础。

气相色谱-质谱法对PVDC材料中18种邻苯二甲酸酯类化合物的测定

建立了气相色谱-质谱法测定聚偏二氯乙烯（PVDC）材料中18种邻苯二甲酸酯类含量的检测方法。使用正己烷超声提取，GC-MS外标法定量。在优化的实验条件下，18种邻苯二甲酸酯类化合物在5～20mg／L范围内具有良好的线性关系，相关系数大于等于0．9947，检出限（S／N=3）为0．07—4．84mg／L，回收率在64．6％～106．1％的范围内，相对标准偏差（RSD）为2．31％～6．07％。结果表明，该方法操作简便，精密度好，准确度高，满足了当前对PVDC材料中邻苯二甲酸酯类化合物含量的检测需求。

食品接触塑料中重金属在食品模拟液中迁移

随着塑料制品在食品行业的广泛应用,食品接触塑料的安全性问题引起人们越来越广泛的关注。近年来,食品安全事件频发,各国对各种食品接触塑料中有害物质的迁移限量规定越发严格。全面细致地了解各国对于食品接触塑料中有害物质迁移的相关规定,对于食品接触塑料的生产加工以及进出口贸易具有重要意义。结合各国标准以及已有文献,对食品接触塑料中重金属迁移限量、食品模拟物的选择、迁移条件的确定、检测方法以及迁移量的影响因素进行分析,并对以后迁移实验的发展方向进行展望。