甲烷,丙烷和甲烷／丙烷混合燃料层流火焰传播速度的测定

实验对甲烷、丙烷和60％甲烷/40％丙烷(气体体积百分数)的火焰传播速度进行了测量。实验在室温和大气压下采用圆管法进行。结果表明,60％甲烷/40％丙烷的层流火焰传播速度在相当宽的当量比范围内,夹于甲烷和丙烷的层流火焰传播速度之间。对这个现象,文章用对火焰传播速度起决定作用的阿仑尼乌兹因子作了粗略的分析。实验还发现,在富燃料区,混合燃料的火焰传播速度将大于甲烷或丙烷的火焰传播速度。     

基于PIC单片机的矿用甲烷传感器的设计

针对传统的甲烷传感器测量精度低、稳定性差、缺乏智能性等问题，介绍了一种智能甲烷传感器的设计方案。该传感器采用多个甲烷气敏元件，以PIC16F877单片机为控制核心，采用C语言进行程序设计。通过单片机控制甲烷传感器，实现对井下甲烷浓度实时采集、处理，并当所测甲烷浓度超过设定的报警上、下限时自动报警，使矿工能够及时脱离危险，是煤矿传感器设计的首选器件。     

甲烷、煤尘复合体系燃烧特性及火焰结构的实验研究

利用高速摄像机、超细热电偶、离子电流探针、光电二极管等对管道内甲烷、煤尘复合体系中传播火焰进行了实验研究，对火焰传播特征和火焰结构进行了分析．结果表明，甲烷、煤尘复合体系中初期的火焰主要由甲烷空气的气相火焰构成，随着传播过程的进行，煤粒逐步开始参与燃烧，形成甲烷、煤尘的复合火焰．复合火焰中，煤粒热解和燃烧过程持续时间较长，火焰区域在传播过程中不断被拉长，火焰在较大的区域存在．甲烷、煤尘复合火焰的预热区厚度大约为2.57cm，预热区的后面是化学反应区，在这个区域中，化学反应强度迅速上升，温度也随着迅速升高，同时发出较强的光．对甲烷、煤尘复合体系火焰传播过程进行研究，可以为防止煤矿井下瓦斯、煤尘爆炸提供理论基础和技术支持.     

甲烷控制氧化历程

对甲烷在气相中的转化及甲烷多相催化氧化进行了较详细的论述，并对甲烷氧化缩合的反应历程及其氧化缩合的动力学规律进行了分析与讨论。     

微型甲烷检测报警仪的研制

论述了甲烷检测技术的基本原理，确定了微型甲烷检测报警仪的电路结构，并对关键电路进行了分析，给出了实用电路。     

厌氧甲烷氧化及其影响因子的研究进展

厌氧甲烷氧化(anaerobic oxidation methane, AOM)对降低全球甲烷排放具有重要意义，是当前生物地球化学循环的研究热点之一。基于此，综述了以不同电子受体参与的AOM反应，包括硫酸盐还原型厌氧甲烷氧化、反硝化型厌氧甲烷氧化和金属离子型厌氧甲烷氧化，对参与不同类型AOM的相关微生物种类及代谢途径进行梳理，重点总结影响因子包括甲烷浓度、氧化还原电位、温度、pH值及盐度对AOM的影响，最后展望了应拓宽研究区域，探寻更多参与AOM的电子受体及其他反应耦合体系，以期为进一步研究甲烷氧化过程在碳、氮、硫及金属离子生物地球化学循环中的重要意义提供参考。     

煤矿用非色散红外甲烷传感器测量结果不确定度评定

矿用非色散红外甲烷传感器是近几年煤矿井下普遍使用的一种先进的气体检测仪器,具有检测精度高,响应时间快,检测范围宽,性能稳定,不受检测环境中其他气体的干扰,寿命长等特点.随着矿用非色散红外甲烷传感器在煤矿安全监控领域得到广泛的应用,对计量检定中的测量结果准确度提出了新的要求.本文根据JJG(皖)37-2012《非色散红外甲烷传感器检定规程》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》,详细介绍了煤矿用非色散红外甲烷传感器示值误差测量结果的不确定度评定方法.     

甲烷水合物拉曼光谱特征及其在流体包裹体分析中的应用

甲烷水合物具有明显的拉曼光谱特征，但会受到压力和组成的影响，压力主要影响甲烷水合物拉曼峰强度，而组成会影响甲烷水合物的类型以及特征峰的拉曼位移。流体包裹体中甲烷水合物形成时的温度和压力是流体包裹体分析中的重要参数。采用原位拉曼光谱技术对南黄海盆地栖霞组地层石英脉中的天然CH4-H2O体系流体包裹体进行了分析。实验结果表明，利用激光拉曼光谱技术可以获得包裹体中甲烷水合物的拉曼光谱信号。该研究包裹体中的水合物为I型甲烷水合物，其形成温度为7．5℃（280．65K）；结合甲烷水合物相平衡关系计算得到包裹体中甲烷生成的压力为5．6MPa。原位拉曼光谱技术不仅可以准确识别甲烷水合物的类型，而且也可定量获取包裹体中水合物的生成条件。     

铜锰负载型堇青石整体催化剂表面低浓度甲烷催化燃烧本征动力学研究

采用等温积分反应器，在常压、600~700℃和甲烷体积分数0.1%~1%的条件下，对国产铜锰负载型堇青石整体催化剂上低浓度甲烷催化燃烧本征动力学特性进行了系统的实验研究。以单纯形法对动力学实验数据进行最优化参数估计，建立了低浓度甲烷催化燃烧双曲型本征动力学模型，数理统计和残差分布检验结果表明，所建模型与实验结果良好相容，是适宜和可信的。     

新型智能甲烷检测仪的研究

该项目对传统电桥检测电路进行了根本性的改进，创新采用了电流补偿恒温控制检测方法和双桥检测法，实现了恒温甲烷检测和环境温度补偿，使甲烷检测仪的主要性能指标有了突破性的提高。与国内外同类产品相比，该项目研究的新型智能甲烷检测仪主要有以下特点：①检测范围大；②检测精度高；③测值稳定性好；④改善了甲烷催化敏感元件的工作条件，     

Research progress in studies on the coalbed gas geochemistry

The current situation of geochemical studies on coalbed gas is reviewed in this paper. Generally, coalbed gas is compositionally dominated by methane with δ¹³C₁ values ranging approximately from -80‰ to -10‰. However, few isotopic studies have been carried out on other components of coalbed gas except for hydrogen and carbon dioxide, whose δD_CH4 values available for utilization vary from -333‰ to -117‰, and δ¹³C_CO2 values from -29.4‰ to +18.6‰. Two major types of coalbed gas, thermogenic gas and secondary biogenic gas, have been identified, and there are also some other classification criteria. Compared with conventional natural gases, coalbed gas has a wide distribution range of δ¹³C₁ and δ¹³C_CO2 values, especially possessing some extremely heavy values. Current problems that remain unsolved in the coalbed gas geochemistry include the variation mechanism, controlling factors and application of carbon and hydrogen isotopes of methane, the relation between the values of δ¹³C₁ and Ro, the systematic classification scheme and criterion of genetic types, and the application of the coalbed gas geochemistry in evaluating target districts of the coalbed gas exploration.     

塔里木盆地塔东英南2气藏气源分析

英南2凝析气藏天然气属富氮湿气,烃类气体体积分数一般为78.86%~87.67%;甲烷68.92%~76.67%,重烃气体为9.17%~14.01%,非烃气体氮气为13.89%~21.07%,甲烷和乙烷的碳同位素分别为-38.6‰~-36.2‰和-30.9‰~-34.7‰.根据天然气组分、天然气碳同位素的特征,认为英南2凝析气藏的天然气来源于高过成熟的下古生界海相寒武系—下奥陶统腐泥型干酪根形成的原油裂解气,同时应用ln(C2/C3)-ln(C1/C2)及δ13C2-δ13C3与ln(C2/C3)判识模式也印证了英南2气藏气源为原油裂解气,气藏凝析油中存在高含量的金刚烷,指示原油经历了裂解,裂解程度为80%~90%.     

综采工作面的瓦斯涌出规律及涌出量的预测

根据综合机械采煤的特点和瓦斯流动理论,将瓦斯涌出源划分为煤壁(围岩)瓦斯涌出、落煤瓦斯涌出、采空区(残煤)瓦斯涌出及上下邻近层(未采分层)瓦斯涌出4个部分。针对现有回采工作面瓦斯涌出量预测计算方法存在的问题,以煤层瓦斯流动理论和实测数据分析为基础,系统的研究了综采工作面涌出源瓦斯的涌出规律,结合综合机械化采煤具有采、装、运连续作业的特点,分别对各瓦斯涌出源的瓦斯涌出量进行预测,进而建立了一种适应性范围广且准确率高的综采工作面瓦斯涌出量预测模型,对制定瓦斯防治方案,进而根治矿井瓦斯具有重要的实际意义。并且运用该模型对潞安集团新建的屯留矿进行了瓦斯涌出量的预测。     

Secondary biogenic coalbed gas in some coal fields of China

The secondary biogenic coalbed gas, a new genetic and energy source type of coalbed gas in China, has been found in Xinji, Liyazhuang and Enhong areas. The essential characteristics of this type of gas are: (i) the major component of the gas is methane, with C1/C1-5 value higher than 0.99, indicating that the gas is part of dry gas; (ii) theδ13C1 value is in the range of -61.7‰to -47.9‰, mostly lower than -55‰, which is much lower than the estimatedδ13C1 value of thermogenic methane according to the thermal evolution degree of the coal rocks (with R0 value from 0.87% to 1.43%), showing the characteristics of the secondary biogenic gas; (iii) theδ5D value of methane ranges from -244‰to -196‰; (iv)δ13C 2 value ranges from -26.7‰to -15.9‰andδ13C 3 value ranges from -10.8‰to -25.3‰, indicating that the heavier hydrocarbons have a thermogenic origin; (v) the content of CO2 is very low, andδ13CCO2 value changes greatly, reflecting a characteristic of secondary change; (vi)δ15N2 value ranges mainly from -1‰to +1‰, indicating N2 derived significantly from air. The negative linear correlation between the contents of N2 and CH4 reflects the activity of bacteria bearing surface water infiltrating into coal beds. The comprehensive tracing indices show that the coalbed gas in the studied areas is the mixed gas of primarily secondary biogenic gas and a part of remnant thermogenic gas. The uplift of coal beds and the development of faults in the studied areas create favorable conditions for the formation of the secondary biogenic gas.     

褐煤储层含气量计算

因我国褐煤中煤层气赋存特征认知程度较低,影响了较低煤级煤层气的开发,褐煤中含气量的研究显得尤为关键。基于此,文中对采自内蒙古海拉尔盆地4个褐煤H1,H2,H3,H4样品进行煤岩煤质分析,25℃平衡水等温吸附实验。计算埋深在400～2 000 m吸附气含量;模拟在储层温度、压力、矿化度、密度条件进行甲烷溶解度的测定结果表明甲烷溶解度随压力、温度的同时增加而增大(低于80℃),基于实验结果,计算了不同埋深(温度、压力)下褐煤储层的水溶气含量;测定4个褐煤样品孔隙度,根据马略特定律计算游离气含量。由吸附气、水溶气及游离气含量计算褐煤含气量。结果表明,埋深小于1 000 m的褐煤含气量随埋深增加而增大;埋深大于1 000m随埋深增加而减少。H1含气量较低,H2,H3,H4含气量较高,400～2 000 m埋深的褐煤含气量介于2.57～6.99 m3/t之间,且均随埋深增加而增大。含气量中吸附气、水溶气、游离气含量比例分别为78.7%,9.3%,12.0%.     

气体水合物生成特性实验研究

实验研究了添加剂对甲烷气体水合物形成过程的影响。发现微量的表面活性剂降低了甲烷气体水合物在静止反应器中形成的诱导时间,并使水合物快速形成和生长,提高了水合物形成过程中的填充密度。阴离子表面活性剂（十二烷基硫酸钠）对水合物生长的促进作用比非离子表面活性剂（烷基多糖苷）强。液态烃环戊烷降低了水合物形成的诱导时间,但环戊烷不能提高水合物的填充密度。     

饮料中甜蜜素的气相色谱测定

探讨气相色谱法测定饮料中的甜蜜素,利用甜蜜素在硫酸介质中与亚硝酸反应后生成环己醇亚硝酸酯,用正己烷提取后,利用气相色谱法进行测定,在浓度 0. 25 ~1. 25ug范围内有良好线性 (r=0. 9999),加标回收率:83%。     

瓦斯抽放管路流量测量的多孔孔板流量计性能

针对标准孔板流量计对瓦斯抽放管路直管段长度要求严格、制作成本高的问题,基于多孔孔板的结构与原理,提出采用多孔孔板流量计测量瓦斯抽放管路流量的方法。实验表明,多孔孔板流量计对直管段长度要求低,量程范围宽,线性度高,可在煤矿企业推广应用。     

压缩煤层气替代水煤气试验研究

通过对煤层气和水煤气的比较，阐明了煤层气替代水煤气的优势，介绍了煤层气的输送及压缩、减压与供气工艺流程，提出了古书院矿煤层气替代水煤气工程的具体实施步骤及内容。     

化学气体灭火剂作用下甲烷射流火焰行为

在传统的消防救援中,针对天然气管道泄漏火灾往往采取细水雾等外部灭火的方式,但由于天然气管道泄漏所引发射流火的火焰高度高、热辐射量大,通过具有优异扩散和灭火性能的化学灭火气体以内部抑制燃烧的方式具有较大的研究价值。本文以甲烷射流火焰模拟天然气管道泄露火灾,研究了五氟乙烷对不同管径、不同流速甲烷射流火焰的抑制作用,并以哈龙1301作为对照组实验,解析了五氟乙烷加入后甲烷射流火的火焰形态、火焰高度、火焰温度的变 化特征,以探究五氟乙烷对天然气管道泄漏引起的射流火焰的抑制效应。研究表明：在一定范围内,燃气流量越大,发生甲烷射流火吹熄所需要的灭火剂浓度就越少;在五氟乙烷作用下,甲烷射流火焰熄灭前高度大于未通入灭火剂的火焰高度。在相同口径下,燃料的流量越大 ,所需的气体灭火剂浓度越少。该研究结果揭示了甲烷射流火焰在五氟乙烷作用下的变化趋势,为选择作用于射流火焰的高效清洁化学灭火气体提供了研究基础。