基于动态改进等比例法的省级CO_(2)排放总量目标分解研究

在原应用于全国CO_(2)排放强度目标分解的改进等比例方法基础上进行动态化改进,以适应省级CO_(2)排放总量目标向地级市分解需求。以河北省地级市分解方案为例,结果表明:省内煤炭、钢铁等传统高碳产业城市应严格控制CO_(2)排放增长,仅获得少量CO_(2)相对剩余空间;而京津以南三市获得较多相对剩余空间,为雄安新区建设和北京非首都功能疏解提供一定CO_(2)排放增量空间。通过碳达峰控制时间判别,除唐山市和邯郸市应控制率先达峰外,大多数城市仍按照2030年前按时达峰管控,即可满足河北省2030年前整体达峰需求。最后,基于新老方法分解方案比较分析,动态改进等比例法在公平与效率的基础上,兼顾考量了城市自身发展趋势和控碳政策导向,与原方法分解逻辑和余量侧重有所不同。本方法可进一步优化以适应不同发展特征省份的碳排放目标分解需求。

关井阶段CO_(2)作储气库垫层气的动态影响规律

目的为应对地下储气库中的垫层气损失,采用经济气体CO_(2)作为垫层气,目前,CO_(2)作垫层气在实际应用中存在各种条件限制,且对其在关井阶段的应用研究较少,有必要对在关井阶段CO_(2)作垫层气对天然气储气库的运行影响因素进行研究。方法利用有限元模拟CO_(2)作储气库垫层气时,研究关井阶段储气库动态参数(注气压力、注气速率和CO_(2)垫层气比例)对混气带的影响规律。结果注气压力对混气带的影响不大,将其控制在12 MPa左右最为合理,此时混气带占储气面积的比例为23.7315%;混气带面积占比随注气速率的增大而减小,但是在注气口附近会出现混合区域,导致回采天然气时出现大量的混合气体,所以注气速率控制在0.7×10^(8) m^(3)/d时最为合理,这时混气带面积占比为18.3246%;CO_(2)作垫层气的比例对天然气-CO_(2)之间的混合影响明显,当CO_(2)垫层气比例为20%时,混气带面积占比为7.2365%。结论根据实验结果设计针对混气带的控制措施,当注气压力控制为12 MPa时,注气速率为0.7×10^(8) m^(3)/d,当CO_(2)垫层气比例为20%时,能让储气库的运作更为经济,实验结果可为实际储气库的建设提供参考。

基于超临界CO_(2)萃取和旋转锥体柱法的啤酒花提取物香气特征比较

目的比较两种冷萃取啤酒花香气提取物的香气特征差异及其物质基础。方法采用超临界CO_(2)萃取和旋转锥体柱(spinning cone column,SCC)法分别制备了酒花提取物,利用风味剖面定量描述分析对比研究两种酒花提取物的香气特征;采用溶剂辅助风味蒸发-气相色谱-嗅闻-质谱法结合香气提取物稀释分析两种提取物中关键香气物质构成。结果超临界CO_(2)萃取的浸膏草药香、木香突出,SCC提取物橘香、果香明显。芳樟醇、β-月桂烯、顺-3-己烯-1-醇为两种酒花提取物的共有关键香气化合物。邻伞花烃、辛酸甲酯、2-壬酮是超临界CO_(2)萃取浸膏的特有关键香气化合物,2-甲基丁醇、卞醇和壬醛为SCC提取物的特征香气物质。超临界CO_(2)萃取擅长提取萜烯化合物,SCC对醇类、酯类、萜烯醇类化合物的富集率较高。结论两种酒花提取物的香气风格特征相差较大,研究结果可为酒花拓展应用研究提供参考。

微波辅助点火对CO_(2)稀释甲烷燃烧的影响

为提高内燃机热效率和降低污染物排放,研究了CO_(2)稀释条件下的甲烷微波辅助点火特性。基于定容燃烧弹台架,将微波馈入到对置式电极以促进点火,采用高速纹影法探索不同试验条件下火核早期发展规律。结果表明:微波辅助点火(MAI)模式下,CO_(2)稀释极限得到提高,16%CO_(2)稀释比仍能成功点火。在8%CO_(2)稀释比时,馈入微波能将甲烷可燃极限从火花点火(SI)模式下的0.7拓展到0.6。随微波功率的升高,火核等效半径增大,但增大程度逐步减小;在不同CO_(2)稀释比条件下,微波频率对火核的增强效果出现不同规律。本研究结果可为废气再循环(EGR)氛围下应用微波辅助点火技术提供理论支撑。

CO_(2)稀释对甲烷反扩散火焰结构的影响研究

基于火焰光谱诊断平台,利用由高分辨率CCD相机成像系统和光纤光谱仪组成的光谱成像系统对甲烷反扩散火焰的光谱辐射特性进行研究。获得了不同氧燃当量比和CO_(2)稀释水平下CH4/O_(2)同轴射流反扩散火焰的OH^(*)、CH^(*)二维辐射分布并进行了Abel反卷积处理。结果表明:随氧燃当量比的增加,OH^(*)火焰逐渐中空,火焰锋面被拉伸,轴向高度和火焰面积均先增大后减小。CH^(*)火焰核心反应区位置和形状随当量比增加变化不明显。随CO_(2)稀释剂体积分数的增加,OH^(*)火焰被拉伸,并由完全包络状过渡为对称包络状,火焰面积逐渐减小。CH^(*)火焰被拉伸并靠近中央轴线,火焰面积逐渐增大。对比OH^(*)火焰层,CH^(*)火焰层较薄且峰值强度低。

秸秆和生物炭添加量及比例对华北下沉式设施菜田土壤CO_(2)排放的影响

通过2组室内培养试验,研究玉米秸秆和生物炭添加量及其添加比例对设施菜田土壤有机碳矿化的影响。试验1为2因素4水平试验设计,主因素为有机碳源种类,即玉米秸秆、生物炭;副因素为碳添加量,分别为0、1.31、2.62、5.24 g/kg土壤(按碳量)。试验2为单因素试验设计,除对照外,有机碳添加量均为5.24 g/kg土壤,将玉米秸秆(S)和生物炭(B)按不同比例与土壤混合,添加比例分别为100%S、75%S+25%B、50%S+50%B、25%S+75%B、100%B、0S0B(对照)。培养期间,维持土壤含水量为田间最大持水量的65%,测定和计算培养期间土壤CO_(2)日均排放通量、累积排放量和排放率、土壤微生物量碳含量。结果表明,与施用生物炭相比,施用等碳量秸秆显著增加了CO_(2)累积排放量,其增幅为50%~337%;与不施用有机物料的对照相比,随着秸秆施用量增加,CO_(2)累积排放量显著增加了92%~463%,而随着生物炭施用量增加,其增幅仅为28%~39%。培养前30 d内,CO_(2)日均排放通量和累积排放量最高,其后逐渐降低,趋于平缓。随着秸秆添加比例降低和生物炭添加比例增加,CO_(2)日均和累积排放量、排放率和土壤微生物量碳含量显著减少;随着培养时间延长,CO_(2)日均排放通量逐渐降低,而累积排放量则逐渐增加。总之,将秸秆与生物炭按比例混合施用,一方面秸秆矿化过程产生的CO_(2)能够满足秋冬茬设施蔬菜对CO_(2)的高需求;另一方面,生物炭可以快速提升土壤碳储量,并且可以避免蔬菜残茬直接还田可能造成土传病害的扩散,有利于设施菜田土壤-植物碳循环和生产体系的可持续性。然而,上述研究结果仍需在大田条件下进一步验证,并根据种植茬口和土壤环境条件调整秸秆和生物炭添加量及其比例。

不同通风方式对幼儿园教室CO_(2)浓度影响的研究

幼儿园教室新风量不足会导致室内CO_(2)浓度偏高,加大新风量,能有效降低室内CO_(2)浓度。通过工程验证了采用人体CO_(2)释放量的理论计算来设计幼儿园新风量的准确性,同时通过对比国内现行涉及通风设计的标准,总结出了室内通风要求的技术参数缺乏一致性并存在明显分歧,建议加强相关标准在通风设计参数方面的统一性工作,并推荐采用人体CO_(2)释放量作为新风量选取的设计参数。

CO_(2)稀释条件下微波辅助点火对早期甲烷空气球形火焰的影响

在定容燃烧弹中利用甲烷空气球形火焰探索了微波辅助点火(MAI)技术在CO_(2)稀释条件下的点火性能。通过对比环境压力0.2 MPa下点火后火焰核心半径以及形貌等特征,评估了MAI在CO_(2)稀释比0~20%以及当量比0.6~1.4范围内较火花点火(SI)模式的增强效果。试验结果表明,脉冲重复频率为1 kHz的微波可以在火焰表面诱发褶皱并使火焰明显变形。在当量比0.75的条件下,采用MAI模式将CO_(2)稀释比极限拓展到了16%,而在此条件下SI模式无法点燃混合气。随着CO_(2)稀释比由0增大到16%时,微波诱发的火褶皱愈发不明显,而微波对火焰半径的增量在CO_(2)稀释比为4%时达到峰值。这被认为是随着CO_(2)稀释比的增加,微波引起的反应动力学增强与热效应之间此消彼长共同作用的结果。8%的CO_(2)稀释比明显缩小了SI点火的可燃当量比范围,而MAI可以维持相同的点火当量比范围。

基于OH^(*)化学发光特性的CH4/O_(2)扩散火焰燃料稀释效应研究

利用高分辨率相机成像系统获得了CO_(2)稀释的CH_(4)/O_(2)扩散火焰OH^(*)化学发光分布.揭示了不同稀释水平下OH^(*)层峰值特性以及外锋面半径的变化,并基于此探究了CO_(2)稀释燃料对火焰反应区和结构特性的影响.结果表明,OH^(*)化学发光峰值强度与CO_(2)稀释水平存在线性关系.当达到某一阈值稀释水平时,反应区从轴线处断开,火焰反应区分布形态的变化导致火焰高度迅速下降.随着稀释水平的提高,发生OH^(*)峰值的位移.OH^(*)表征的火焰外锋面可拟合为一段圆弧,拟合圆半径可用于表征火焰弯曲程度.随着稀释水平逐渐升高,火焰外锋面圆半径逐渐增大.

不同稀释剂条件下甲烷非催化部分氧化数值模拟

以工业装置中O_(2)与CH4体积比为0.69的操作条件为基础,使用ANSYS Fluent16.1进行数值模拟,采用基于雷诺平均方程(RANS)的Realizable k-ε湍流模型,以及涡耗散概念(EDC)模型耦合GRI3.0详细化学反应机理来模拟转化炉内湍流燃烧与化学反应过程。考察了3种稀释剂(N_(2)、H_(2)O、CO_(2))对转化炉内温度、自由基(·OH、·CH_(2)O)分布以及炉膛火焰反应区分布的影响。结果表明:N_(2)和H_(2)O稀释对转化炉内温度、自由基及反应区分布的影响差别很小,CO_(2)稀释的影响最显著。在CO_(2)稀释下,炉膛内的最高火焰温度降低了约50 K;·OH和·CH_(2)O自由基峰值分别降低了约33.0%和24.5%。此外,CO_(2)稀释的3种不同效应对转化炉内温度和自由基分布的影响大小依次为:稀释效应>热效应>化学效应。

CO_(2)施肥降低黄瓜全株矿物质元素含量的机理研究

本研究通过N供应浓度(2、7、14 mmol/L)和CO_(2)施肥(400、625、1200μmol/mol)处理的水培试验一、硝态氮与铵态氮比(14∶0、13∶1、11∶3和8∶6)和CO_(2)施肥(400、800、1200μmol/mol)处理的水培试验二以及不同氮添加(0.06、0.24 g/kg风干土)与CO_(2)施肥(400、800、1200μmol/mol)的水稻土土培试验三共同探讨CO_(2)施肥和氮素供应如何影响黄瓜全株元素含量,进而阐明CO_(2)施肥降低植株元素含量的机理。结果表明:氮素供应充足时,CO_(2)施肥对植株的生长速率提高最大,也降低试验一黄瓜苗期全株几乎所有元素的含量;同样,在试验二初果期的硝态氮与铵态氮比为8∶6处理下,800μmol/mol CO_(2)施肥强烈促进植株生长,降低几乎全株所有元素的含量;土培可能由于养分供应不足,植株干物质积累对CO_(2)施肥的响应较低,植株的生长速率与元素吸收速率差异小于水培试验,元素含量的降低也较小。因此,当CO_(2)施肥对干物质积累的促进作用强烈时,稀释作用对植物组织元素含量下降的解释能力最强。但CO_(2)施肥对大量元素、微量元素和非必需元素含量的影响并不一致,稀释作用对不同元素含量变化的解释能力有限。进一步的,向根表移动、受质流驱动的元素(N、K和Na)含量受CO_(2)施肥抑制的程度更高,与氮素代谢密切相关的元素含量(比如Ca和Mg)受CO_(2)施肥的影响也更强烈。因此,CO_(2)施肥对元素含量的影响一方面受稀释作用的影响,另一方面也可能与元素受蒸腾作用的影响程度和氮代谢的相关程度有关。

二氧化碳倍增对植物叶片^(15)N自然丰度的影响

大气CO_(2)浓度上升通常会提高植物生产力并伴随叶片氮含量的下降。然而大气CO_(2)如何影响叶片^(15)N丰度及其相关机理还不清楚。以小麦和向日葵为实验材料,测定了两个CO_(2)浓度(410与820μmol•mol^(-1))处理下叶片的氮同位比值(δ^(15)N)和氮含量。结果表明:小麦和向日葵叶片氮含量随CO_(2)浓度升高呈下降趋势,然而δ^(15)N对CO_(2)浓度倍增的响应存在差异。在高CO_(2)浓度处理下小麦叶片δ^(15)N显著下降6.5‰,而向日葵叶片δ^(15)N小幅上升2.1‰,且叶片和地上部生物量显著增加。基于此,小麦的氮营养特征符合氮同化受限假说,而向日葵符合稀释效应假说。小麦叶片δ^(15)N随叶龄或者细胞年龄的增加而显著下降,因此在利用^(15)N来研究植物氮代谢时需要区分叶龄的影响。整合分析结果表明,CO_(2)浓度升高导致非豆科C_(3)植物的δ^(15)N显著下降达0.3‰,与小麦的研究结果相符。综上所述,限制硝态氮同化是CO_(2)影响植物氮代谢和^(15)N丰度的重要机制。

二氧化碳、水和氮气稀释条件下甲烷MILD氧燃烧的实验研究

中度与极度低氧稀释(moderate or intense low-oxygen dilution,MILD)氧燃烧技术能同时实现低碳和超低NO_(x)排放,是一种创新性的燃烧技术。通过实验方法研究了不同稀释剂(N_(2)、CO_(2)和H_(2)O)、氧气浓度、当量比和氧化剂预热温度下甲烷非预混MILD氧燃烧和排放特性。实验发现,N_(2)、CO_(2)和H_(2)O稀释的所有工况中均没有观察到火焰。但N_(2)稀释时,炉内温度和NO排放都比较高,且当氧浓度、当量比或氧化剂温度增加时,NO排放急剧升高(>100×10^(-6)),因此无法实现较好的MILD氧燃烧。与之相比,CO_(2)或H_(2)O稀释下,炉内温度较低,NO排放也非常低(<10×10^(-6));并且NO排放对氧浓度、当量比和氧化剂温度的变化不敏感,能在更宽的范围内建立起低排放的MILD氧燃烧。此外,CO_(2)稀释时会产生较高的CO排放(>20×10^(-6)),但H_(2)O稀释下几乎没有CO排放,且NO排放最低(≈1× 10^(-6))。因此,H_(2)O稀释最有利于实现超低排放的MILD氧燃烧。但实际炉膛应用时需要注意防止H_(2)O稀释造成的炉壁汲水和因此导致的热效率降低、甚至熄火。

局麻药浓度稀释的简捷心算法

临床工作中,经常需要将局麻药原液稀释成一定浓度使用。几年来,笔者摸索出了一种用心算即可迅速得到所需浓度稀释的用药量的方法,现介绍如下。1 计算原理 根据化学中“溶液稀释前后溶质不变”的原理,可知原液容量×原液浓度=稀释后容量×稀释后浓度。为便于计算,设定?..

数字化实验在探究Na2CO3和盐酸反应过程中的应用

众所周知,Na2CO3和盐酸反应的过程应分为2步：Na2CO3＋HCl=NaHCO3＋NaCl（CO3^2-）＋H^＋=HCO3^-）;NaHCO3＋HCl=H2O＋CO2↑＋NaCl（H^＋＋HCO3^-=H2O＋CO2↑）.

微生物多样性损失对农田土壤CO_(2)和N_(2)O排放功能稳定性的影响

生物多样性与生态系统稳定性的关系一直是生态学领域的研究热点,然而已有研究主要关注地上植物系统,对地下土壤系统尚不够重视。本研究通过逐步稀释法获得3种微生物多样性不同的土壤悬液(100、10^(-2)、10^(-6)),重新接种后考察农田黑土与红壤CO_(2)和N_(2)O排放功能在铜污染和热胁迫下的稳定性(用抵抗力和恢复力来表征)。结果表明:黑土CO_(2)排放的功能稳定性在不同微生物多样性处理下没有差异,N_(2)O排放对铜污染和热胁迫的抵抗力和恢复力均在10-6多样性处理下发生明显下降;红壤N_(2)O排放对铜污染和热胁迫的抵抗力和恢复力在10^(-2)多样性处理下开始显著下降,而CO_(2)排放的功能稳定性在10^(-6)多样性处理下显著下降。说明微生物多样性损失对农田土壤功能稳定性的影响会因土壤类型和所选取的土壤功能而不同,当土壤养分含量较高、微生物群落中耐胁迫种类较多时,土壤CO_(2)和N_(2)O排放的功能稳定性相对较高;环境干扰后土壤的一般性或广谱性功能(如CO_(2)排放)的稳定性要显著高于特殊性或专一性功能(如N_(2)O排放)。

高压下CO_2稀释的CO/H_2/Air火焰贫可燃极限处的辐射重吸收效应的数值研究

本文分别采用考虑辐射重吸收的谱带辐射(SNBCK)模型及未考虑辐射重吸收的光学薄辐射(OPT)模型,对0.1～4 MPa,CO_2稀释比为0%和20%的一维预混层流合成气/空气火焰进行数值分析,研究辐射重吸收效应对可燃极限及极限处的火焰传播速度和温度的影响。结果表明,辐射重吸收效应能有效拓宽贫可燃极限,提高燃料中CO_2比例或提高CO/H_2比例都会加剧上述效果。辐射重吸收效应随压力增大而逐渐增强,并造成可燃极限处最大火焰温度随压力先增加后减小,在1 MPa左右达到峰值。

空净一体机送风速度、角度变化对净化能力的影响研究

为了研究在空净一体机和换气系统联合运行时空净一体机的送风速度、角度变化时系统对PM2.5和CO_(2)净化能力的影响,本文通过实验研究验证模拟的准确性,再通过利用Fluent软件进行拓展模拟,最后得出空净一体机送风角度变化的影响大于送风速度的结论,并给出在室内同时有PM2.5和CO_(2)净化需求时宜采用大角度、CO_(2)浓度较低但PM2.5浓度较高时采用中角度、两者浓度都较低时采用小角度运行的建议。

H_2对Ar稀释SiH_4等离子体CVD制备多晶硅薄膜的影响

以SiH4,Ar和H2为反应气体,采用射频等离子体化学气相沉积方法在300℃下制备了低温多晶Si薄膜.实验发现,反应气体中H2的比例是影响薄膜结晶质量的重要因素,在适量的H2比例下制备的多晶Si薄膜具有结晶相体积分数高,氢含量低,生长速率快、抗杂质污染等特性.

元素分析-同位素比值质谱法同时测定蔬菜中碳、氮同位素的前处理方法优化

为探究过筛目数和热风干燥对蔬菜中碳、氮同位素的影响规律,本试验在验证了基于CO_(2)稀释的元素分析-同位素比值质谱(EA-IRMS)法可靠性的基础上,研究了过筛目数(20、40、60、80、100、200目)、杀青(105℃,30 min)与未杀青处理、热风干燥温度(45、60、75℃)对6种蔬菜(菠菜、豇豆、韭菜、莲藕、茄子、马铃薯)δ^(13)C、δ^(15)N值的影响。结果表明,以89%CO_(2)稀释比例下EA-IRMS同时测定δ^(13)C、δ^(15)N值的标准偏差满足检测精度要求;当过筛目数超过80目时,6种蔬菜样品的δ^(13)C、δ^(15)N值均趋于稳定且达到测定精度要求;以真空冷冻干燥处理所测的δ^(13)C、δ^(15)N值为参照,采用不同热风干燥温度(45、60和75℃)处理的茄子、菠菜、莲藕和杀青后韭菜中δ^(13)C、δ^(15)N值均无显著差异,但未杀青的韭菜在45℃热风干燥后其δ^(13)C、δ^(15)N值与参照值之间有显著差异(P<0.05),且热风干燥处理的豇豆(δ^(13)C和δ^(15)N值)和马铃薯(δ^(13)C值)与参照值相比也表现出不同程度的差异。因此,采用89%CO_(2)稀释比例下EA-IRMS法同时测定蔬菜中δ^(13)C、δ^(15)N值是可行的;蔬菜样品在进行碳、氮同位素测定前应以不低于80目的过筛处理。茄子、菠菜、莲藕和韭菜蔬菜样品在制备过程可采用热风干燥方式,其中韭菜需进行杀青处理,而豇豆、马铃薯则建议采用真空冷冻干燥方式。本研究为蔬菜样品中碳、氮同位素同时测定及样品制备提供了一定的参考。