甲烷催化燃烧NOx排放特性的数值模拟

采用详细表面反应机理与气相反应机理GRI 3.0对甲烷-空气混合气体在微型管道内的催化燃烧过程进行二维数值模拟,讨论了不同甲烷浓度对NO_x排放量的影响,并对不同孔径内的浓度场、温度场与流场进行了研究。模拟结果表明：甲烷浓度的提高增加了反应器的排烟温度和NO_x排放量;孔道内径通过影响气相反应速率和催化反应速率改变了孔道内的温度场和速度场,进而影响了NO_x的生成;孔径的减小使得反应器的单位面积放热量和NO_x排放量均降低。以上结果可为优化催化反应器设计、降低其NO_x排放量提供参考。     

甲烷无氧芳构化催化剂的X光电子能谱分析

通过对甲烷无氧芳构化反应不同焙烧温度催化剂进行X光电子能谱分析，发现600℃焙烧温度，催化剂中Mo(3d5)的结合能较400℃和700℃高，同时Mo的相对含量较高，在活性评价中，600℃焙烧的催化剂活性最好，说明了高价钼氧化物是催化剂活性物种的初始形态；同时发现高温焙烧（高于600℃）引起分子筛骨架脱铝，焙烧温度达700℃时，骨架脱铝变得严重，引起催化剂酸性下降，导致催化剂活性下降，而Si元素在700℃以下焙烧时相对稳定，分子筛基本骨架结构没有被破坏。     

固体氧化物电解质膜反应器中甲烷氧化偶合反应动力学

研究了固体氧化物电解质膜反应器 ( Ag| YSZ| Ag)中甲烷氧化偶合动力学和外加电流对反应结果的影响 ,提出了该反应系统中甲烷偶合反应网络。用幂指数拟合实验数据 ,得出甲烷总消耗速率、生成 C2 烃和深度氧化速率的动力学方程式 ,并估算了动力学参数。用固体电解质电势分析法监测了反应过程中 Ag催化剂电极表面氧活度 ,结果表明 ,反应室中气相氧与 Ag催化剂电极上的氧并未形成热力学平衡 ,氧的吸附速率小于或接近催化剂电极上氧消耗速率。本实验条件下 ,外加电流 (电压 )并未显著影响甲烷的氧化偶合反应     

用[LiCI、TiO_2/Al_2O_3]催化剂进行甲烷氧化偶联反应

本文报导了用机械混合法调制的 LiCl/TiO_2及 LiCl·TiO_2/Al_2O_3催化剂在甲烷氧化偶联反应过程中的活性和选择性、以及 C_2收率等。同时,还详细地测定了温度、甲烷分压等各种反应条件对催化剂活性和选择性的影响。实验结果表明,当 LiCl 含量为20%(mol 此).在 T=750℃,P_(CH4)=0.2atm.P_(CH4):Po_2=3:2的条件下进行甲烷氧化偶联反应时,用这两种催化剂,可使乙烯的选择性提高到85%,乙烯的收率分别达到27%和29%。     

利用钻屑解吸法测定煤层瓦斯压力的应用

本文在实验的基础上,根据煤屑瓦斯解吸规律,测定了煤钻屑解吸指标同煤层瓦斯压力的关系,进而确定了红岭煤矿的煤层瓦斯压力.经实际考察,确定的煤层瓦斯压力值可作为评价煤层瓦斯含量和煤层突出危险性鉴定的参考值.     

Geothermal field and its relation with coalbed methane distribution of the Qinshui Basin

The average geothermal gradient in the Qin-shui Basin, Shanxi Province, North China, estimated from temperature logging data of 20 boreholes is 28.2±1.03℃/km. The thermal conductivities of 39 rock samples are measured and 20 heat flow values are obtained. The estimated heat flow ranges from 44.75 mW7m2 to 101.81 mW/m2, with a mean of 62.69±15.20 mW/m2. The thermal history reconstruction from the inversion of vitrinite data, using Ther-model for Windows 2004, reveals that the average paleo-heat flow at the time of maximum burial in late Jurassic to early Cretaceous is 158.41 mW/m2 for the north part, 119.57 mW/m2 for the central part and 169.43 mW/m2for the south part of the basin respectively. The reconstruction of the buried history of the strata indicates that the age for the end of sedimentation and the beginning of erosion for the basin is 108-156 Ma, and that the eroded thickness of the strata is 2603 m in the north, 2291 m in the central, and 2528.9 m in the south of the basin respectively. The "higher in the north and the south, lower in the central" distribution pattern of the paleo-heat flow coincides with the distribution of the coal-bed methane spatially and temporally, which shows that the coal-bed methane is controlled by the paleo-geotem-perature field in the basin.     

低温沼气发酵促进剂的研究

通过低温野生菌群和低温厌氧颗粒污泥菌群筛选,及其后续的互补复合优化,选育出了低温沼气发酵功能菌群。沼气发酵实验结果表明,该菌群采用后最高日产气量均明显高于单独采用野生菌群和厌氧颗粒污泥菌群,具有显著改善低温沼气发酵性能。以此为基础研制的低温沼气发酵促进剂,在13℃下可使产气率平均提高46.6%,10℃下产气率平均提高41.1%。沼气池试验中,低温沼气发酵促进剂可显著提高沼气的甲烷含量,可使甲烷含量平均提高24%。     

预处理对造纸污泥和餐厨垃圾混合发酵的影响

为揭示联产氢气和甲烷复合工艺中预处理对物料液化水解率及系统产气性能的影响,利用不同浓度的酸(H2SO4)、碱(NaOH)预处理造纸污泥和餐厨垃圾混合物,在中温-高温条件下将预处理后的物料进行混合发酵联产氢气和甲烷,研究了不同浓度的酸/碱预处理后,造纸污泥和餐厨垃圾混合发酵联产氢气和甲烷性能.结果表明:酸/碱预处理对物料产生了明显的水解作用,物料中的大分子物质被降解为小分子颗粒;预处理对混合发酵产氢阶段具有明显的促进作用,其中以添加10%NaOH(以物料总固体计)的碱预处理效果最佳,其氢气产率较未经预处理的对照(CK)提高了50.20%,挥发性固体(VS)去除率达到了16.06%;预处理在产氢后的产甲烷阶段对甲烷产率没有明显的促进作用,各反应器的甲烷产率与CK相近或低于CK,VS总去除率也以CK为最高.     

热力耦合作用下煤样瓦斯渗透特性数值模拟

针对含瓦斯煤渗透率在热力耦合作用下的演变规律,利用多物理场耦合控制方程建立相应的数值模型,对实验工况进行数值求解.将实验及数值模拟结果进行对比分析得出如下结论:1综合不同瓦斯压力情况下的轴压、围压对渗透率影响,模拟结果中渗透率普遍高于实验数据;2模拟计算得到的围压与渗透率之间呈指数关系,与实验结果的吻合度较高;3利用COMSOL Multiphysics数值模拟研究热力耦合情况下含瓦斯煤渗透率的影响规律,轴压处于高应力场下的模拟吻合度高于低应力场,采用单孔瓦斯渗流模型对高应力场的计算吻合度更好。