NH3/CH4混合燃料层流火焰速度的数值分析及其反应机理的优化

NH3作为一种无碳燃料,且具有较长的应用历史、较高的市场成熟度和较完整的产业链,因此在推动全球低碳发展中具有很大的发展前景。为了解决NH3在燃烧时火焰传播速度较慢的问题,可行的方法是将NH3与CH4混合燃烧。针对NH3/CH4混合燃烧的数值模拟研究时采用的反应机理比较多样且都存在相对误差的问题,对NH3/CH4混合燃料的层流燃烧速度进行模拟并通过反应灵敏度等方法分析了重要影响因素。结果表明燃料CH4的添加可有效使NH3的层流火焰速度线性增加,燃烧强度显著提升。同时发现层流火焰速度在很大程度上受火焰中自由基O、H、OH数量以及基元反应H + O2 O + OH反应速率的影响,随CH4加入火焰中的O、H、OH的摩尔分数也随之增大,因此进一步提高NH3的层流火焰速度。此外通过敏感性分析以及火焰结构分析发现基元反应的参数设置是各个机理模拟产生差异的根本原因,因此本研究基于模拟表现最好Okafor机理,根据其他常用机理的参数设置和实验数据形成了优化机理Okafor-Modified,与实验结果的平均相对误差在10%内。

健康管理下的“4CH8”模式对高血压患者疾病知晓情况的影响分析

目的:探究健康管理下的“4CH8”模式对高血压患者疾病知晓情况的影响。方法:选取2020年1月-2022年9月无锡市第二人民医院收治的60例高血压患者作为研究对象,采用随机数字表法分为对照组和观察组,各30例。对照组患者实行常规护理,观察组患者实行健康管理下的“4CH8”模式,对比两组患者干预前后疾病知晓情况、血压水平以及并发症发生情况。结果:干预前,两组疾病知晓情况评分比较,差异无统计学意义(P>0.05);干预后,两组疾病知晓情况评分均高于干预前,差异无统计学意义(P>0.05);观察组疾病知晓情况评分高于对照组,差异有统计学意义(P=0.014)。干预前,两组收缩压、舒张压水平比较,差异无统计学意义(P>0.05);干预后,两组收缩压、舒张压水平均低于干预前,且观察组低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组并发症发生率低于对照组,差异有统计学意义(P=0.038)。结论:在高血压患者的护理中采用健康管理下的“4CH8”模式能够提升患者对疾病的知晓情况,降低患者血压水平,同时对预防并发症的发生有积极作用。

滨海湿地中溶解态CH4的通量及影响因子

以长江口滨海湿地的九段沙湿地和西沙湿地为研究区域,探究了滨海湿地水体中溶解态CH4浓度和通量的变化过程及影响因子.采样期间,CH4溶存浓度有显著的季节变化:九段沙秋季的CH4平均溶存浓度最大,为(0.30±0.19)μmol·L^(-1);西沙夏季的CH4平均溶存浓度最大,为(1.16±1.52)μmol·L^(-1).西沙的CH4平均溶存浓度((0.56±0.91)μmol·L^(-1))高于九段沙((0.18±0.17)μmol·L^(-1)).通过主成分分析发现,CH4的时空变化主要与滨海湿地的季节更替及潮汐作用有关,低温、高盐度和富氧环境都将抑制CH4的合成.对于不同的季节和研究区域,溶解态CH4的通量变化也有显著差异.九段沙和西沙水环境向大气扩散的CH4通量分别在秋季((0.45±0.43)nmol·m^(-2)·s^(-1))和夏季((3.34±5.21)nmol·m^(-2)·s^(-1))最大.两者向长江口水平输送的CH4通量分别在秋季((2.32±9.32)nmol·m^(-2)·s^(-1))和夏季((1.66±5.06)nmol·m^(-2)·s^(-1))最大.利用水质参数与CH4溶存浓度拟合多元回归方程,获得高频率、连续观测的CH4溶存浓度.进一步计算得到九段沙和西沙的溶解态CH4年均横向输送通量,分别为1.46 mg·m^(-2)·d^(-1)和0.34 mg·m^(-2)·d^(-1),年均垂向扩散通量分别为1.85 mg·m^(-2)·d^(-1)和2.90 mg·m^(-2)·d^(-1).还揭示了滨海湿地中溶解态CH4是大气和沿岸水体中CH4的重要来源之一.

基于车载CO_(2)/CH_(4)移动观测的城市站点空间代表性和热点识别研究

基于车载激光气体分析仪于2020年冬季和2021年春季在杭州道路观测近地面大气CO_(2)和CH4浓度.结果表明:(1)城市不同区域道路近地面大气CO_(2)浓度与城市背景站差值(ΔCO_(2))的排序为工业区>商业居民混合区>沿江住宅区>自然风景区,而CH4差值(ΔCH4)的排序为沿江住宅区>商业居民混合区>工业区>自然风景区,这说明城市CO_(2)和CH4排放源有差异.(2)城市CO_(2)和CH4排放热点同一位置多次观测浓度均高于周边地区30%以上,且CO_(2)和CH4浓度昼夜差异明显.(3)杭州隧道内CH4:CO_(2)浓度比值为(0.000912±0.00002),表明杭州主城区车辆以汽油车为主.(4)在高度约为20~30m的高架处观测的CO_(2)浓度对于不透水面影响的空间代表范围半径为2100~3100m,普通路面近地面观测CO_(2)浓度对于植被覆盖影响的空间代表范围半径为1900~6100m,由此可见,2000m半径对于高密度组网观测来说是较为合理的布局间隔.

一种气泡释放过程连续监测方法及其在三峡水库香溪河CH_(4)通量监测的应用

气泡释放是天然水体释放CH_(4)的主要途径之一,准确量化水体气泡释放量对于辨析其“汇、源”特性至关重要。自然水体释放气泡的不连续性、不确定性使得监测其过程较为困难。本研究针对水体气泡释放监测难题,通过改进倒置漏斗型气泡通量监测装置提出了一种气泡释放过程连续监测方法。本方法测量对象为定长时间监测水域释放气泡的体积,经室内外实验验证,其理论量程为3.6~132 mL/(m^(2)·min),测量结果能够较好的表征10~40 m水深缓流水体气泡体积通量变化特征。运用该方法于2021年6—11月对三峡水库支流香溪河库湾开展CH_(4)气泡通量连续监测,并分析不同环境因子对其产生的影响。结果表明:监测期间,研究水域CH_(4)气泡通量变化范围为0.02~8.13 mg/(m^(2)·d),且各采样点间CH_(4)气泡通量呈现较高的时空变异性;CH_(4)气泡通量与水温、水体pH呈显著正相关关系,与水深及水体电导率呈显著负相关关系。其中,水深可能是决定水体是否通过气泡形式释放CH_(4)的重要影响因素,水深超过38.35 m后水体可能不再通过气泡形式释放CH_(4)。然而,这一水深阈值是否同样适用于三峡水库其它支流还需要更多实验验证。本研究对于揭示三峡水库典型支流气泡态CH_(4)排放过程具有重要意义。

金属改性对SSZ-13分子筛CH4-SCR中NO_(x)消除效率的影响

通过不同过渡金属元素改性SSZ-13分子筛的方式制备在高温段高活性的单金属CH4-SCR催化剂.探究了不同改性金属对催化剂NO_(x)转化率的影响,并以此为基础制备多种双金属改性催化剂.采用多种分析技术对不同催化剂的理化特性进行分析,结果表明,在单金属催化剂中In-SSZ-13催化剂有明显优势,最高NO_(x)转化率为38.6%.而1%Cr-5%In-SSZ-13催化剂表现好于其他单金属和双金属改性催化剂,最高NO_(x)转化率为92.4%,并且在500~650℃的NO_(x)转化率在74%以上;1%Cr-5%In-SSZ-13催化剂比In-SSZ-13催化剂有更小的晶粒尺寸以及更多的微观孔隙和活性中心,提升了催化剂的反应物吸附能力;同时1%Cr-5%In-SSZ-13催化剂中出现了结合能明显改变的In^(3+)与Cr^(3+),说明两者之间存在相互作用,使得在CH4-SCR过程中In与Cr之间产生协同催化效果.

淮河流域稻麦轮作系统CH4通量模拟及减排研究

为研究气候变化下不同管理措施对淮河流域稻麦轮作农田生态系统CH_(4)通量的影响,通过参数率定后的DNDC(DeNitrification-DeComposition)模型,估算了淮河流域历史时期(2000—2020年)及未来(2021—2049年)RCP4.5(中等排放强度情景)和RCP8.5(高排放强度情景)两种情景下稻麦轮作农田CH_(4)通量时空分布特征,评估了未来气候变化下多种田间管理措施对流域CH_(4)的减排能力。结果表明:淮河流域历史时期区域CH_(4)通量平均排放强度为125.3 kg·hm^(-2),未来两种情景(RCP4.5和RCP8.5)下区域CH_(4)通量平均排放强度分别为140.5 kg·hm^(-2)和150.5 kg·hm^(-2),总体均呈显著上升趋势(P<0.01)。空间上,未来两种情景下CH_(4)通量空间分布特征相似,均呈现南部和西北部地区CH_(4)通量高,东北部和中西部地区CH_(4)通量低的特征。与基础措施相比,不同施肥量措施均减少了CH_(4)排放,但不同秸秆还田措施提高了CH_(4)排放水平。研究表明,在仅考虑控制淮河流域CH_(4)通量的情况下,秸秆不还田+减量施肥20%是未来气候变化情景下最佳田间管理措施。

氮掺杂柔性块体多孔碳的制备及对CO_(2)/CH_(4)的吸附分离研究

为开发一种用于CO_(2)/CH_(4)吸附和分离的经济、高效、工艺简单的块体多孔碳材料,选取三聚氰胺海绵块为前驱体物质,将其用作块体碳的支撑骨架,同时也作为氮源,引入葡萄糖作为二次碳源,以CO_(2)气体作为活化剂,经一步碳化-活化制备氮掺杂柔性块体多孔碳,并探讨葡萄糖负载量、活化温度及活化时间对多孔碳孔隙结构形成和化学成分的影响。测试结果表明:葡萄糖负载量为0.5 g、活化温度为800℃、活化时间为3 h时,所制备的样品有最大的比表面积(845 m^(2)/g)、最高的总孔体积(0.37 cm^(3)/g)以及最发达的微孔结构,其微孔体积高达0.30 cm^(3)/g,占总孔体积的81%,超微孔体积高达0.26 cm^(3)/g,占总孔体积的百分比高达70%。在25℃、0.1 MPa压力下,AMC-800-3展现出最优的CO_(2)吸附容量,可达2.84 mmol/g;根据亨利定律,利用低压(<0.015 MPa)下的吸附等温线起始斜率计算得出AMC-800-3对CO_(2)/CH_(4)的固有选择性系数为2.70,仅次于未活化样品;根据理想溶液吸附理论(IAST),在0.1 MPa压力下,AMC-800-3对二元混合气体CO_(2)/CH_(4)(50V/50V)的分离选择性系数为2.35,这主要归因于该样品所具有的优异的微孔结构和一定量氮的协同作用;通过动态穿透实验进一步测试了AMC-800-3对二元混合气体CO_(2)/CH_(4)(50V/50V)的选择性,结果与IAST计算相接近。本工作所制备的氮掺杂柔性块体多孔碳在减少碳排放、提高煤层气利用率等方面具有良好的应用前景。

分段电极介质阻挡放电CO_(2)重整CH4过程放电特性与反应性能研究

大气压低温等离子体可在温和条件下进行CO_(2)重整CH4反应,对环境保护和能源供应具有双重意义。介质阻挡放电(DBD)是进行该反应最常用的放电等离子体形式之一,但其工艺过程和反应性能受到反应器结构的显著影响。前期研究发现,分段电极DBD可以调节CO_(2)重整CH4反应过程的反应物转化率、产物分布及能量效率,但是分段电极数量和相邻电极间距对上述性能参数的影响机理尚不清晰。因此,该文设计了具有不同电极数量和不同相邻电极间距的分段电极DBD反应器,并用于CO_(2)重整CH4反应,从电学特性和温度特性的角度研究了不同实验条件下的放电特性,比较分析了对应条件下的CO_(2)重整CH4反应性能。结果表明,分段电极的引入可以增加放电边缘数量以增强边缘效应,且增加分段电极数量和增加相邻电极间距均可延长反应物的有效停留时间,上述因素均有助于提高等离子体CO_(2)重整CH4的反应性能。在施加电压11.0 kV条件下采用4段外电极时可获得最高的CO_(2)转化率(17.7%)和CH4转化率(29.5%),以及最大的CO选择性(36.0%)。而在2段电极结构中,当相邻电极间距为3 cm时,可获得最高的总反应物转化能量效率(0.334 mmol/kJ)。

华东稻田CH_4和N_2O排放

稻田ＣＨ４和Ｎ２Ｏ排放的季节变化规律完全不同，两者的排放通量随土壤水分条件变化而互为消长，但它们的日变化形式则比较一致。晴天时的ＣＨ４和Ｎ２Ｏ排放日变化规律明显，主要表现为下午单峰模态，有时ＣＨ４排放夜间出现一个次峰。ＣＨ４和Ｎ２Ｏ排放总量因肥料类型而不同，堆肥加尿素处理比ＮＨ４ＨＣＯ３处理少排放Ｎ２Ｏ３０％，多排放ＣＨ４１２％。

农垦与放牧对内蒙古草原N_2O、CO_2排放和CH_4吸收的影响

利用优选静态箱 /气相色谱法 (GC) ,首次对我国内蒙古草原典型地区进行了人类活动对N2 O、CO2 和CH4交换通量影响的实验观测 .结果表明 ,农垦麦田N2 O平均排放通量比原始草原高出 3倍 ,并改变了草甸草原为CO2 汇的性质 ,使其季节排放净通量以C计增加 1 4 .3mg·(m2 ·h) - 1.随放牧强度的增加CO2 排放通量呈线性增长 ,轻牧会引起草原对CH4 吸收的大幅增加 ,而随着放牧压力的增大 ,增加值迅速回落 .农垦麦田与草甸草原相比地 气间CH4 交换无显著变化 ,放牧强度对N2 O排放影响无显著规律 .土壤湿度和温度是影响草原排放N2 O和CO2 、吸收CH4 季节变化形式的关键因子 ,而人类活动仅影响排放强度 .排放和吸收量年际间差异很大 ,但主要受降水的影响 .N2 O和CO2 排放与CH4

不同种类有机肥施用对稻田CH_4和N_2O排放的综合影响

以麦茬稻田为对象 ,研究基肥施用不同有机肥对稻田CH4 和N2 O排放的综合影响 .结果表明 :有机肥施用对稻田CH4 和N2 O排放的季节变化模式无明显影响 ,但影响其排放量 .与施用化肥 (化肥处理 )相比 ,施用菜饼 +化肥 (菜饼处理 )促进CH4 和N2 O的排放 ,其季节排放总量分别增加了 2 5 2 %和 2 2 %;施用小麦秸秆 +化肥 (秸秆处理 )和牛厩肥 +化肥 (牛厩肥处理 )明显增加CH4 排放 ,增加量分别为 2 5 0 %和 45 %,同时却减少N2 O排放 ,分别减少 1 8%和 2 1 %;施用猪厩肥 +化肥 (猪厩肥处理 )降低CH4 和N2 O的排放 ,分别降低 4%和 1 8%.对CH4 和N2 O排放的综合温室效应分析表明 ,菜饼和秸秆处理的全球增温潜势 (GWP)约为化肥处理的 2 .5倍 ,牛厩肥和化肥处理基本持平 ,但施用猪厩肥可减少 1 0 %～ 1 5 %.各处理的GWP从高到低依次为菜饼、秸秆、牛厩肥、化肥和猪厩肥 .单位产量的GWP以秸秆处理最高 ,菜饼次之 ,牛厩肥比化肥处理略高 ,猪厩肥处理最低 .从本生长季来看 。

变压吸附技术分离CH_4/N_2气体混合物

采用变压吸附技术进行CH4 /N2 气体混合物的分离研究 ,以提高混合气中CH4 的浓度 .在单柱变压吸附装置上进行了变压吸附过程实验 ;考察了各步压力。

不同水分管理下稻田土壤CH_4和N_2O排放与微生物菌群的关系

采用MPN计数法对黑土 (海伦 )和草甸棕壤 (沈阳 )稻田生长季 4种微生物菌群数量进行了测定 ,同时采用封闭式箱法对CH4和N2 O通量进行观测 ,以深入了解稻田生物源温室气体排放的微生物学过程 .两地试验田均采用长期淹灌与间歇灌溉两种不同水分管理 .对实验结果多元回归分析 ,结果表明 ,海伦与沈阳两地稻田两种水分管理条件下CH4通量季节变化与产甲烷菌数季节变化存在极显著正相关关系 .沈阳稻田生长季CH4通量季节变化与甲烷氧化菌数季节变化具有显著正相关性 .间歇灌溉条件下黑土稻田N2 O通量与反硝化菌数呈显著性正相关关系 .两种水分管理条件下沈阳稻田N2 O通量与硝化菌数具有显著正相关关系 .间歇灌溉条件下沈阳稻田N2

内蒙古草甸草原CH_4和N_2O排放通量的时间变异

1998年 6月 1日、7月 2日、8月 3日和 9月 1日用静态箱_气相色谱法对内蒙古锡林河流域草甸草原CH4和N2 O排放通量的昼夜观测表明 ,天然草原是N2 O的源、CH4的汇 ,其排放和吸收具有明显的昼夜变化规律。 4次昼夜观测的结果还表明 ,草甸草原排放N2 O和吸收CH4的能力具有强烈的季节变化规律。方差分析表明 ,不同季节N2 O排放通量差异显著 (F =6 .35 9,p <0 .0 0 4 ) ,日均通量变化范围为 0 .2 82～ 2 .134μgN2 O N·m-2 ·h-1;而CH44次测定的日均吸收通量分别为 (- 5 2 .19± 19.6 7)、(- 2 7.2 0± 10 .5 7)、(- 12 6 .0 5± 9.32 )和 (- 16 .4 5± 1.31) μgCH4_C·m-2 ·h-1,从整个生长季看表现为“高_低_高_低”的特点。锡林河流域选择 9∶0 0～ 13∶0 0作为采样日起始采样时间 。

土壤理化特性对稻田CH_4排放的影响

为了研究土壤理化特性对稻田CH4 排放的影响 ,室外盆栽试验于 2 0 0 0年水稻生长季在南京农业大学实施 ,1 8个供试水稻土分别取自江苏宜兴、江宁、六合、仪征及宝应等地 .所有供试土壤的季节性CH4 平均排放通量为 6 42± 2 70mg·(m2 ·h) - 1,最低和最高值分别为 1 96mg·(m2 ·h) - 1和 1 1 0 6mg·(m2 ·h) - 1,两者相差约 5 6倍 .单相关分析结果表明 :影响CH4 排放的主要土壤参数为质地、氮素状况及铜含量 .CH4 排放与土壤砂粒含量呈正相关 (r =0 5 2 8,p =0 0 2 4) ,与粘粒含量呈负相关 (r =-0 484,p =0 0 42 ) .氮素含量高的土壤CH4 排放较低 ,CH4 排放与土壤全氮、速效氮和铵态氮含量的线性相关系数分别为 -0 449(p =0 0 62 )、-0 61 1 (p =0 0 0 7)和 -0 649(p =0 0 0 4) .土壤铜含量直接影响CH4 的排放 ,CH4 排放与有效态铜和全铜含量的线性相关系数分别为 -0 5 94(p =0 0 0 9)和 -0 5 47(p =0 0 1 9) .本研究并未观测到CH4 排放与土壤有机碳含量有相关关系 ,这与前人报道的实验室培养测定结果及稻田CH4 排放随土壤有机质含量提高而增加的假设完全不同 .逐步回归分析表明 ,不同土壤间CH4 排放的变异性有 75 5 %可由土壤有效态铜含量、镁 (全量 )

长效氮肥施用对黑土水旱田CH_4和N_2O排放的影响

通过在黑土玉米地与水稻田施用长效氮肥后发现 ,长效碳酸氢铵 (长碳 )与长效尿素(长尿 )能显著减少黑土玉米地N2 O的排放。与施用普通尿素相比 ,其排放量分别减少了5 9 2 %和 73 3%。长碳和长尿还能促进黑土玉米地对CH4的吸收作用。黑土水稻田施用长尿后 ,N2 O的排放减少了 6 1%。

芦苇湿地温室气体甲烷(CH_4)排放研究

用封闭式箱法对辽河三角洲芦苇湿地温室气体 CH4 的观测结果表明 ,其排放有明显的季节变化规律。淹水前 ,土壤为 CH4 汇。淹水期间 ,有大量的 CH4 排放。排水后 ,CH4 排放明显减少。在测定期内 ,CH4 排放通量为 -968～2 73 4 μg CH4 l/ (m2· h)。另外 ,土壤中产生的 CH4 主要是通过芦苇植株的传输作用进入到大气中。试验结果还表明 ,有芦苇生长的湿地 CH4 排放是无芦苇生长的 1 5倍。同时 ,建议芦苇田应采用间歇灌溉的水分管理措施 ,这样既能促进植株生长 ,又能减少 CH4

地面风对瓦里关山大气CH_4本底浓度的影响分析

使用 1 994年 7月至 1 996年 1 2月大气CH4和地面风现场连续观测资料 ,分析了瓦里关全球大气本底基准站 ( 36°1 7′N ,1 0 0°5 4′E ,海拔 381 6m)地面风变化对大气CH4本底浓度的影响。结果表明 ,水平风向、风速和垂直风向、风速的变化对大气CH4观测值的影响在春、夏、秋、冬季有明显不同 ,水平风向NE—ENE—E为CH4测量最主要的局地影响非本底扇区 ,静风及水平风速大于 1 0m/s、垂直风速大于± 1m/s对观测结果都有较大影响 ;由观测事实的统计平均还给出了此段期间瓦里关大气CH4在不同季节的浓度分布范围和日变化类型 ,并分析了可能成因 ;将地面风数据作为大气CH4本底资料的过滤因子之一 ,提出了适用于不同使用目的和要求的我国内陆高原大气CH4本底数据筛选方法 ,本底数据留存率约为原始资料量的 5 0 %

内蒙古锡林河流域主要类型草原土壤中CH_4和CO_2浓度的变化

于 1999年生长季对内蒙古锡林河流域主要类型草原土壤中 CH4和 CO2 浓度进行测定 ,结果表明 :CH4浓度沿土壤剖面逐渐降低 ,而且不同土壤深度之间差异显著 ,而 CO2 浓度呈现出沿土壤剖面增加的趋势。草甸草原、羊草 (L eymus chinesis)草原和大针茅 (Stipa grandis)草原土壤中 CH4的浓度差异显著 ,季节变化明显 ,但是三类草原土壤中 CO2 浓度变化不大。测定结果还表明 :一定时间尺度上 ,放牧对草原土壤中 CH4和 CO2 的浓度没有显著影响。