新零级模型估算产甲烷量的研究

新零级模型包括以COD模型为基础的零级模型、以概化分子模型为基础的零级模型和以可生物降解模型为基础的零级模型3种,用新零级模型估算了张家口市某生活垃圾卫生填埋场的总产甲烷量和逐年产甲烷量,将之与SWANA零级模型和TNO一级模型估算值进行了比较。结果表明,新零级模型能较好地估算生活垃圾卫生填埋场总产甲烷量和逐年产甲烷量,按照前述顺序,张家口市某生活垃圾卫生填埋场的总产甲烷量分别为6.5×108,6.5×108m3和6.0×108m3;最大逐年产甲烷量分别为2.2×107,2.2×107m3/a和2.0×107 m3/a。

填埋气产甲烷模型产甲烷量衰减形式研究

研究了不同类型产甲烷模型产甲烷量随时间的衰减形式。缺省模型和化学模型产甲烷量不随时间的变化而变化,与填埋垃圾量成正比,估算结果由小到大顺序排列分别为缺省模型、可生物降解模型、概化分子模型和COD模型。动力学模型产甲烷量的衰减形式多种多样,其不同类型的衰减形式可能相似,相同类型的衰减形式可能不同。全过程总体动力学模型产甲烷量随时间的衰减形式简单、技术成熟、应用广泛,包含很多模型;全过程分阶段动力学模型产甲烷量随时间的衰减形式比较复杂,模型较少,是今后研究的方向。

零级动力学模型产甲烷量估算值与实测值的比较研究

填埋场产甲烷动力学模型可分为零级模型、一级模型和二级模型.零级模型包括SWANA零级模型、以COD模型为基础的零级模型、以概化分子模型为基础的零级模型和以可生物降解模型为基础的零级模型.用零级模型估算了广州某生活垃圾填埋场逐年产甲烷量,将2010年估算值与该年实测值进行比较,结果表明,以COD模型为基础的零级模型估算值与实测值差距最大,SWANA零级模型差距最小.SWANA零级模型是填埋场产甲烷量估算的最适合零级模型.

普通全过程分阶段动力学模型产甲烷量估算

普通全过程分阶段动力学模型包括AWAST level 1模型、德国模型、卢廷浩等研究中提到的的两阶段动力学模型.用普通全过程分阶段动力学模型估算了广州某生活垃圾填埋场的产甲烷量.结果表明,卢廷浩研究中提到模型的估算值远远大于AWAST level 1模型和德国模型估算值;德国模型估算值与实测值最接近,但用于较精确估算还需对模型本身做更好的改进.修正后的德国模型可用性大大增强.

煤炭残余甲烷量特征实测研究

通过实验室测试方法对120个煤样的甲烷含量进行了研究,并与国外煤炭甲烷含量测试结果进行了对比分析.研究表明:煤炭中甲烷残余量变化很大,总体上在0.2~5 cm^3/g,其中中国煤炭平均为2.24 cm^3/g,国外煤炭平均为1.08 cm^3/g.煤炭中甲烷残余量受煤级、挥发分和煤样粒度等因素影响,甲烷残余量随煤变质程度的增加呈现先增后减的规律.

基于1D-WCWKCNN的痕量甲烷气体浓度检测

可调谐激光吸收光谱(TDLAS)技术在检测甲烷气体浓度过程中,甲烷气体透射光强二次谐波信号幅值与痕量甲烷气体浓度值成正比关系。如何准确和快速筛选目标甲烷透射光强二次谐波信号幅值至关重要。通过光电探测器获取1 000个甲烷气体透射光强信号样本,解调该透射光强信号获得二次谐波信号。人工在获得多种痕量甲烷气体透射光强和通过透射光强解调二次谐波信号时,存在噪声和人为操作对二次谐波信号的幅值产生影响,从而造成人工筛选二次谐波信号的时间增加。针对传统TDLAS技术筛选痕量甲烷气体二次谐波信号过程中存在高额时间成本的问题,提出了一种基于宽卷积和宽卷积核一维卷积神经网络(1D-WCWKCNN)的痕量甲烷气体浓度检测方法。首先,借助甲烷气体数据集训练1D-WCWKCNN模型,根据训练结果不断调整模型参数。其次,利用宽卷积层和宽卷积核一维卷积层对痕量甲烷气体二次谐波信号进行特征提取,使网络进行一次卷积后能够获得甲烷气体浓度信号中更长序列以及该序列边界信息与气体浓度之间的特征关系。甲烷透射光强二次谐波信号通过6层卷积层提取该信号与甲烷气体浓度关系的深层特征,然后通过6层最大池化层保留该信号与甲烷气体浓度关系的主要特征,再经过Flatten层将前一层处理的痕量甲烷气体透射光强二次谐波信号数据进行一维化处理。最后,根据训练好的1D-WCWKCNN模型通过Dense层输出痕量甲烷气体浓度。利用基于1D-WCWKCNN的痕量甲烷气体浓度检测模型代替了TDLAS技术中人工花费高额时间成本筛选二次谐波信号进行拟合直线对痕量甲烷气体浓度检测的过程。在实际实验中验证了该方法的有效性,实验结果表明利用该方法能够对50~1 000 mg·L^(-1)的痕量甲烷气体浓度进行有效检测,其准确度达到99.85%,与其他方法相比该方法信号特征提取能力强,检测甲烷气体精度高。该方法有助于气体检测领域中待测气体浓度信号的筛选。

基于TDLAS-WMS的痕量甲烷气体检测仪

甲烷是一种无色、无味、易燃、易爆的气体,不仅造成煤矿作业的重大安全隐患,而且又是温室效应的重要气体之一,对于甲烷气体的监测具有极其重要的意义。采用混合可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)与波长调制光谱(WMS)的检测技术,利用甲烷的2v3(第二泛频带)带R(3)支带吸收谱线,设计并研制出痕量甲烷气体检测仪。通过调谐系数-0.591cm^(-1)·K^(-1),采用改变DFB激光器工作温度的方式来获得甲烷在1.654μm处的最佳吸收谱线。待DFB激光器激射中心谱线选择后,通过调节其注入电流幅值来获得合适的发光强度。同时,结合频率调制技术将待测信号频率移至高频区,减小1/f噪声。在光学结构方面,采用有效光程为76m的herriott气室,确保对痕量甲烷气体进行检测。利用该痕量甲烷气体检测仪,在被测气体浓度为50~5 000μmol·mol^(-1)的范围内,对二次谐波信号进行了提取,并利用最小均方误差准则分别对气体浓度、信噪比的关系、谐波峰值信号与气体浓度的关系进行了线性拟合,最低检测限达到了1.4μmol·mol^(-1)。实验表明,谐波波形对称性良好,未观察到强度调制现象,消除强度调制等因素对谐波检测的影响。

煤中水分对煤吸附甲烷量的影响

借助新型容量法高压吸附装置,对不同煤种6个原煤进行了测定。通过对3个煤种各种水分含量煤样吸附等温线的实测,得出了考虑煤挥发分影响的新的水分对甲烷吸附量影响的经验公式。与国内外现用经验式相比,新经验式考虑了煤种的影响,实践证明较现用经验式更为适用。

用脱气仪测定煤对甲烷吸附量的新方法

根据容量法测定煤对甲烷吸附常数的技术特点，通过试验分析研究出一种用测定瓦斯含量的脱气仪测定煤对甲烷吸附常数的新方法。

基于中红外痕量甲烷检测的地震预警仪

随着地震断裂带气体观测技术的快速发展,为了对地震进行精确的预报,减少因地震给人民群众生命和财产带来的损失,根据甲烷气体的释放与地震前上地壳岩石的微裂隙有直接关系的这一微观变化,设计并研制中红外痕量甲烷气体检测仪。仪器采用激发波长为7.65μm的量子级联激光器(QCL),结合双光路长度为76m的多次反射herriott长光程气体吸收池,可以在4s的采样时间内实现40nmol·mol-1气体检测灵敏度。同时,采用半导体激光器频率调制直接光谱吸收技术,降低了该仪器噪声的主要来源1/f噪声,使气体检测下限达到5nmol·mol-1(40s采用时间)。在野外实验中,利用可控震源车作为模拟地震源,将6个痕量甲烷检测仪以100m为距离等间隔放置,对距震源中心不同距离下的地表面甲烷气体浓度进行动态测量。实验表明,该仪器可以监测地震前地下痕量甲烷气体的释放,为地震前兆预警提供新的途径。

采用7.5μm中红外量子级联激光器的痕量甲烷气体检测仪

一种具有高稳定性和高敏感度的紧凑型仪器,能精确、实时、实地连续测量和显示环境空气中的痕量甲烷(CH4)浓度。仪器采用了已集成热电制冷器激射波长为7.5μm的法布里-珀罗量子级联激光器(QCL)在室温脉冲工作模式下的最新技术,以覆盖CH4位于ν4附近基频特征吸收谱带。同时,采用高品质液氮制冷碲镉汞中红外探测器,配合全反射镀金椭球反射镜一同使用,在20cm单路径开放式光路吸收气室环境下,确保被测甲烷气体浓度为200μmol.mol-1的实验条件下保持稳定度高达5.2×10-3。此仪器所集成的软件算法通过时间鉴别电子技术实现对QCL控制,能够在无需校准的情况下,提供连续痕量甲烷气体检测。实验表明,仪器可以用于环境监测中的实地痕量气体测量,并且操作人员可以通过替换在不同波长下运行的QCL来测量其他气体。

直接顶空气质联用法测定聚乳酸-乙醇酸微球中二氯甲烷的残留量

目的 建立高分子材料聚乳酸-乙醇酸共聚物微球中二氯甲烷残留量的测定方法。方法 采用毛细管气相色谱法，HP-5MS；柱温：50℃；进样口温度：280℃；载气为氮气；FID检测器；外标法计算含量。结果 在该色谱条件下，测得二氯甲烷的线性范围为31．68～316．8g／mL（r=0．9998）；平均回收率为97．86％，RSD为3．12％；检测限为0．002％；3批样品中二氯甲烷的残留量均符合要求。结论 方法简单、快捷灵敏度高，可用于微球的制备过程中有机溶剂残留量的监控。

矿井深度对甲烷气体解吸量影响规律研究

根据新汶矿业集团孙村煤矿13#煤层的地质资料及实验室分析,运用数值计算软件拟合出了孙村煤矿地温与深度的关系式,并在此基础上根据实验室实验得出了该煤层甲烷气体的解吸量与矿井深度的关系式。

全球植物叶片排放甲烷不到甲烷总排放量的1%

NCAR大气化学部的一项研究发现，植物叶片暴露在阳光下时排放的甲烷量远少于以前的研究所认为的值，植物叶片排放的甲烷不到地球甲烷总排放量的1％。该发现对于农林业生产对气候变化的影响研究具有重要意义。甲烷是一种重要的温室气体，在阻拦大气热量方面所起的作用比二氧化碳强23倍。植物是炭汇，将二氧化碳储存于叶片、树皮与树干之中。植物这种蓄碳能力远远超过其产生的少量甲烷所起的作用。

甲烷吸附量与活性炭孔隙结构关系的研究

以太西无烟煤为原料,制取不同活化程度的活性炭。利用甲烷吸附量、比表面积、孔径分布对其吸附性能及孔隙结构进行表征。研究发现,制备的活性炭拥有发达的微孔结构,线性拟合表明0.60nm^1.15nm范围内的微孔结构为甲烷吸附有效区间,大于此范围的孔结构在甲烷吸附过程中起通道作用。

含水页岩甲烷吸附特性及热力学特征研究

页岩储层普遍含水,水分对页岩气体吸附行为和地质储量评估具有显著影响。为探究水分对页岩吸附行为的影响规律,构建了考虑含水率影响的吸附模型,结合多组试验数据对新建模型的合理性进行验证,并进一步剖析了含水页岩的吸附行为。在此基础上,讨论了不同吸附机制对页岩中甲烷等温吸附的贡献,并通过热力学参数对比了干湿页岩中吸附热力学特性。结果表明:在气体压力变化过程中,甲烷气体吸附量呈典型的“三段式”变化。其中,水分对甲烷吸附量具有抑制作用,含水页岩吸附量显著低于干燥页岩,页岩吸附量随含水率的增大呈降低趋势。此外,温度同样对甲烷吸附具有抑制作用,当含水率恒定时,随温度升高页岩吸附能力呈降低趋势。同时,不同吸附机制对吸附量的贡献受到水分和压力的共同影响,压力和含水率越高,微孔填充吸附量对总吸附量的贡献率越低。热力学参数表明干燥页岩与含水页岩的甲烷吸附均为物理吸附,同一吸附量下,干燥页岩等量吸附热始终高于含水页岩。水分通过改变页岩非均一性占据高能吸附位点同时影响分子间作用力,综合作用下使得等量吸附热降低,进而导致含水页岩吸附能力降低。研究结果有助于页岩吸附气量的准确计算,并为页岩气藏开发方案和编制提供理论依据。

气相色谱法测定纯净水中痕量三氯甲烷和四氯化碳

[目的 ]探讨纯净水中痕量三氯甲烷和四氯化碳的测定方法。 [方法 ]色谱条件 ,SE -3 0填充柱、柱温 60℃、N2 3 0ml min、ECD检测器。 [结果 ]检测下限 ,三氯甲烷为 0 2 μg L ,四氯化碳为 0 0 1μg L ,回收率为 85 %～ 115 % ,相对偏差 (RSD) <10 %。 [结论 ]与GB 5 75 0— 85法相比 ,灵敏度提高 ,检测下限大为降低 ,并具有简便、快速的优点。

稻田的甲烷释放量与收成有关

稻子是世界将近一半人口的主要农作物.遗憾的是,稻田潮湿土壤的缺氧环境非常适合制造甲烷的微生物,就产生温室效应而言,甲烷的作用仅次于二氧化碳.稻米的产量将随着世界人口的持续增长而增加,从而带来更多甲烷.不过,新的研究结果显示,最大限度地增加作物产量不仅可以提供更多食物,而且令人惊讶的是,还能减少甲烷的生成量.