城市污水处理厂污泥处理处置碳排放分析——以淮南市为例

淮南市近10年来城市污水厂污水排放量与日俱增,污泥产量也在不断增加,污泥处理处置工程实施碳减排方案迫在眉睫。用生命周期评价方法对淮南市4种主要的污泥处理处置路线进行生命周期碳排放分析,并以处理1t干污泥作为功能单位。分析结果表明,L4路线(机械压力脱水+运输+卫生填埋)碳排放量最多,总碳排放量为1 692.11kg CO₂,其中碳排放贡献率最大的环节是卫生填埋阶段CH₄的直接排放(756kg CO₂),且该路线碳补偿能力仅为-33.57kg CO₂;其次为L3路线(机械压力脱水+好氧堆肥+运输+土地利用),总碳排放量为818.33kg CO₂,碳排放贡献率最大的环节是间接排放中药剂的消耗(922kg CO₂);L1路线(含水率80%污泥+运输+干化+电厂协同焚烧)碳排放量较少,为431.76kg CO₂;L2路线(含水率80%污泥+运输+干化+焚烧+建材利用)碳排放量最少,仅为67.24kg CO₂,该过程碳补偿...     

基于LMDI的甘肃省碳排放影响因素分解研究

依据中国碳排放数据库,运用LMDI模型对甘肃省碳排放影响因素进行了量化分析,识别出相关因素的贡献率.结果表明,各因素对甘肃省CO₂排放变化的影响作用差异明显;经济规模的扩张对CO₂排放增长起决定作用,对甘肃省CO₂排放增长的贡献率为70.9%,能源强度下降是抑制甘肃省CO₂排放增长的关键因素,对减少碳排放的贡献率为40.8%,森林碳汇通过吸收CO₂对减少碳排放的贡献率达49.8%;在各产业中,以工业为主的第二产业是碳排放量最大的产业,年均占比80%以上.     

隧道群路段环境光照度与驾驶人瞳孔面积分析

为提高高速公路隧道群路段驾驶人行车安全,采用眼动仪等设备对被试驾驶人的瞳孔变化进行了试验研究,分析了隧道群环境光照度、隧道纵深与驾驶人瞳孔面积的相关关系;提出隧道群路段"6小段"划分方式,构建驾驶人瞳孔面积最大差值与隧道连接段长度之间的曲线模型.结果表明:隧道群路段驾驶人瞳孔面积与环境光照度呈指数变化关系,上游隧道出口视觉明适应水平及连接段长度是影响下游隧道及整个隧道群路段视觉适应的主要因素.最后,提出改善隧道群路段环境光照度的推荐值,建议当隧道间距小于50 m时,设置隧道连接段遮光棚或上游隧道照度渐变式出口;当隧道间距在50~100 m之间时,设置下游隧道照度渐变式进口.     

黑河市森林火灾碳排放的计量估算研究

根据黑河市森林调查的实测数据和1971—2011年间森林火灾的统计资料,采用地理信息系统(GIS)技术,通过大量野外火烧迹地的调查,结合实验室的控制实验,确定森林火灾碳排放的各计量参数,并利用排放因子的方法,估算了黑河市41年间森林火灾碳排放量和含碳气体排放量。结果表明:41年间黑河市森林火灾碳排放量为4.00×10⁷ t,年均排放量为9.76×10⁵ t,约占全国年均森林火灾碳排放量的8.63%; 含碳气体CO₂、CO、CH₄和非甲烷烃(NMHC)的排放量分别为1.24×10⁸、6.51×10⁶、4.30×10⁵和3.47×10⁵ t,年均排放量分别为3.01×10⁶、1.59×10⁵、1.05×10⁴和8.46×10³ t,分别占全国年均森林火灾各含碳气体排放量的7.42%、5.86%、9.37%和7.49%。研究发现针阔混交林型的森林火灾面积占总过火林地面积的42.73%,由于该林型燃烧效率较低,其森林火灾中的碳排放量仅占排放总量的29.61%,且CO₂的排放因子较低,其CO₂排放量仅占CO₂总排放量的30.11%。同时研究表明,黑河市年均碳排放对该市的碳循环与碳平衡产生重要影响,针对研究结果提出了合理的林火管理路径。     

高海拔公路隧道进口段驾驶人生理特征识别模型研究

为研究高海拔高速公路隧道进口段驾驶人生理特征变化规律及主要影响因素,提高高海拔隧道进口段行车安全性,首先,按照刺激因素对驾驶人生理特征的影响程度将高海拔高速公路隧道进口段划分为L₁、L₂、L₃,以心率表征驾驶人生理特征,并分别选取车辆距隧道口距离、隧道内照度作为驶入隧道前、后的影响因子;其次,通过实车等效试验,获取车辆位置信息、驾驶人在不同速度下的心率及隧道内照度数据;最后,运用数理统计对比分析了驾驶人在不同路段以不同车速行驶时心率指标的变化规律及差异性,并分别建立了不同车速下驾驶人心率与车辆距隧道口距离(L₁+L₂段)、心率与照度(L₃段)间的回归模型,以探索外部因素对驾驶人生理特征变化的影响程度。结果表明,不同行驶阶段,驾驶人心率存在显著差异,且驾驶人在驶入隧道前400 m至驶入隧道后350 m心率变化最明显;进入隧道前、后,在考虑了初始车速、车辆距隧道口距离与初始车速、照度等因素后,所建立的回归模型为三次曲线模型,且拟合度均较高;不同初始车速下,驾驶...     

屋顶温室全生命周期对主体建筑碳排放的影响

通过在海口一现有建筑上建立屋顶现代温室模型并模拟计算，耦合植物、能源、水对其全生命周期给主体建筑碳排放带来的影响进行定量研究.结果表明：设计使用年限为20 a，面积为840 m²的屋顶现代温室在其建材生产及运输、建造及拆除阶段产生的碳排放量为80 t，运行期间可减少主体建筑碳排放量277.02 t，其全生命周期可减少主体建筑碳排放量199.03 t，即其减碳效益为237 kg·m^-2.由此可知，合理建设屋顶温室可成为减少建筑碳排放的措施之一，助力实现双碳目标.     

园林铺装花岗石碳排放量的测度

园林铺装石材的碳排放量测度是量化园林建设中碳排放量的重要环节。为了减少园林工程CO₂排放量和能源消耗量,通过从定性评价到定量测度的转变,以园林石材中最常用的花岗石为例,基于生命周期法(LCA)将花岗石全生命周期分为石材产品生产加工阶段、规划设计阶段、建造施工阶段、使用维护阶段、清除回收阶段。在微观尺度下对碳排放量进行测度研究,建立了石材铺装过程碳排放量测度模型。通过此模型,以南京体育学院网球场花岗石铺装为例,计算其生命周期各阶段的铺装碳排放量,得出样本区2 308 m²花岗石铺装产生的碳排放量(以CO₂量计)为12 436.73 kg。分析产生碳排放的原因,并提出各阶段相应的减排措施,认为应将减排重点放在施工建造阶段和使用维护阶段。     

燃煤电厂CO2捕集驱油封存技术及应用

 燃煤电厂烟气CO₂捕集驱油封存技术是提高特低渗透油藏采收率和减少温室气体排放的有效方法。针对燃煤电厂CO₂捕集和大幅度提高低渗透油藏采收率的技术瓶颈开展研究,形成了燃煤电厂烟气CO₂捕集纯化处理技术、CO₂驱提高采收率油藏适应性评价体系、室内实验技术和油藏工程优化设计技术系列,配套了CO₂驱注采工艺和地面工程技术系列,并建成国内外首个燃煤电厂烟气CO₂捕集与驱油示范工程。实践表明,技术应用效果良好,开发的高效CO₂捕集溶剂及工艺比传统单乙醇胺（MEA）工艺捕集成本降低35%,CO₂驱油与封存示范区累计注入CO₂ 12.8万t,累计增油2.9万t,封存CO₂ 11万t。     

长隧道入口白天加强照明段长度优化

我国现行隧道通风照明标准虽对入口段照度提出要求,但相关参数过于粗糙,在实践中亦未按照规范要求进行阶梯式下降进行加强照明。为使高速公路隧道入口段加强照明满足驾驶人暗适应需求,选用31名被试进行昼间暗适应时间测定试验。被试在昼间自然光环境照度下充分适应后,进入隧道照明灯具创造的不同低照度环境中。通过视标识认时间记录,标定不同驾驶人在不同照明条件下暗适应时间。运用统计分析方法,获得不同隧道环境照度下驾驶人暗适应时间,并计算加强照明各段最优长度。结果表明:在现有隧道昼间入口加强照明条件下,加强段各阶梯长度过短,无法保证驾驶人的视觉顺适过渡;需依据驾驶人在不同照度环境下暗适应时间,结合行车速进行各段长度计算。本文提出加强照明段各阶梯长度值,在现有照度条件下,可保证驾驶人的充分暗适应时间。     

浮力与毛管力协同作用下层状咸水层中CO2运移机制

CO₂注入咸水层且压力恢复平衡之后,其运移受浮力与毛管力控制。结合随机统计地质建模和两相渗流数值模拟,探究浮力与毛管力协同作用下层状咸水层中CO₂羽流时空演化模式,阐明渗透率分布相关长度、非均质程度及边界条件的影响。结果表明：毛管力的非均质性会改变CO₂迁移路径和羽流形态,降低其波及范围,提高其孔隙内的滞留富集;相关长度增大将强化CO₂运移,水平相关长度增大可降低渗漏风险,纵向相关长度增大将提高渗漏量;非均质程度增大,在初期会减小CO₂波及体积,长时条件下孔隙内滞留高饱和度CO₂,渗漏位置数量增加;封闭边界可促使CO₂进入高毛细管入口压力孔隙,增加其波及体积,提高封存量。     

CO2辅助蒸汽驱对四种钢的腐蚀性能影响模拟

CO₂辅助蒸汽驱是稠油开采的新型方式,但有关CO₂辅助蒸汽驱注气井中井下管柱CO₂腐蚀行为的研究较少。为此,利用高温高压釜模拟CO₂辅助蒸汽驱注气井筒工况,在CO₂分压为2 MPa,240 ℃的条件下,对4种常用的油套管钢进行了失重腐蚀挂片试验,得到了模拟工况下油套管钢的腐蚀速率,利用SEM观察了4种材质的微观腐蚀形貌,并采用SEM和EDS对4种管材的腐蚀产物进行了表征。结果表明,在实验条件下,4种材质的均匀腐蚀速率均小于油田的腐蚀控制指标（0.076 mm/a）;N80钢的腐蚀形态为均匀腐蚀,而3Cr、9Cr和13Cr钢的腐蚀形态为局部腐蚀;4种钢材的腐蚀速率均满足CO₂辅助蒸汽驱注气井筒腐蚀控制要求。     

"中国式"电炉炼钢流程碳排放特点及其源解析

电炉炼钢流程，因其注入过多铁水在中国并未发挥减碳作用，本文称其为“中国式”电炉炼钢流程.对此，本文在建立研究边界的基础上，结合排放因子法，构建了“中国式”电炉炼钢流程的碳排放桑基图，探寻碳排放的路径.结果显示:采用“中国式”电炉炼钢，吨钢CO₂排放量为3.070t.其中，电炉炼钢工序CO₂排放量最大，为1.400t.特别地，代替废钢加入铁水导致CO₂排放1.419t.分析发现:中国钢铁企业处于成长期，废钢指数小，废钢资源不足;废钢回收利用系统不完善;工业用电价格高.这些因素造成电炉炼钢流程采用了过多的铁水进行冶炼.     

烧结镁砂煅烧竖炉内气固传热特性数值分析

以年产5×10⁴ t烧结镁砂竖炉为研究对象,基于多孔介质理论,建立竖炉内三维稳态气固流动传热模型,并模拟研究竖炉热工参数对床层内气固传热过程的影响.研究结果表明:冷却风流量每增加10%,出口烟气温度降低50℃,出口球团温度降低80℃;冷却段长度每增加5%,出口球团温度降低25℃.以竖炉出口烟气温度和球团温度为优化目标函数,得到竖炉最适宜结构和操作参数,即煅烧风流量为2 606.67 m³/h,冷却风流量为2 203.34 m³/h,预热煅烧段长度为6.64 m,冷却段长度为11.70 m.在此竖炉运行工况下,出口球团温度为288.75℃,出口烟气温度为414.32℃.     

含杂质超临界CO2管道止裂分析及控制方案

管道输送作为CCUS技术的关键环节,在超临界高压环境下输送CO₂时,由于含杂质CO₂特殊的相特性,一旦发生泄漏,压力会维持较高值且温度急剧下降,输送管道易发生裂纹扩展,造成断裂事故。基于延长油田一期36×10⁴ t/a超临界CO₂管输预研方案,根据减压波速度计算模型和管道裂纹延性扩展止裂判据,采用修正后的Battelle双曲线法对管道进行止裂分析,对无法满足止裂要求的设计方案进行增加壁厚试算。结果表明：材质为X80、尺寸为Φ140 mm×6.0 mm的L12管线韧性值满足工况下裂纹控制的要求;而同样材质等级、壁厚组合为Φ168 mm×6.0 mm的L11管线所提供的止裂压力低于平台压力,无法保证管线发生裂纹延性扩展时能够自行止裂。对于L11管线,通过将管道壁厚增加至7 mm,其他设计参数不变,可以实现裂纹自行止裂。该研究可为实际工况下Battelle双曲线法在超临界CO₂管道断裂控制的应用提供理论基础与实际范例。     

CO2在页岩储层中的绝对吸附量及其影响因素分析

准确测定页岩对CO₂的吸附能力是研究页岩能否长期稳定封存CO₂以及评价注CO₂提高页岩油气采收率的关键。基于质量守恒原理,在考虑CO₂吸附相体积对吸附系统自由空间体积影响的基础上,推导了绝对吸附量与吉布斯吸附量之间的转换关系式。并通过开展重量法等温吸附实验,研究了黏土矿物含量、CO₂注入压力、相态类型、温度和页岩颗粒粒径对CO₂吸附量的影响。实验结果表明,液态CO₂比气态和超临界态具有更高的吸附量,且CO₂吸附量随注入压力的增加先快速增大后趋于稳定,随温度的升高而降低,但受颗粒粒径影响较小。CO₂绝对吸附量大于吉布斯吸附量,两者差值随页岩黏土矿物含量和页岩颗粒粒径的增加而增大,随储层温度的升高而降低,随CO₂注入压力的增加先增大后减小。当CO₂为液态时两者差值最大,其次为超临界和气态。目标区页岩CO₂吸附能力与已成功实施封存的...     

能源消费背景下河南省碳排放测算及碳达峰预测

区域碳减排对中国实现“双碳”目标起着重要作用，预测区域能源消费碳达峰时间及峰值大小对实现“双碳”目标具有重要意义.以河南省为例，运用IPCC法测算2000-2019年河南省能源消费碳排放量，基于STIRPAT扩展模型及岭回归法分析能源消费碳排放影响因素，并预测不同情景下2020-2040年全省达峰值及达峰时间.结果表明：(1)2000-2019年河南省能源消费CO₂排放量及人均CO₂排放量均呈倒“U”型趋势，碳排放强度呈现持续下降趋势.(2)正向影响因素对能源消费碳排放量作用程度大小依次为产业结构(1.900%)、城市化率(0.602%)、人均GDP(0.231%)和能源强度(0.079%),负向影响因子的作用程度大小依次为人口规模(-2.659%)和能源结构(-0.888%).(3)碳达峰值范围均在1.73～1.86亿t之间，达峰时间均出现在2029年.在节能情景下达峰值最低，约为1.73亿t;在无序情景下达峰值最高，约为1.86亿t.综合6种情景发现，人均GDP、城市化率和能源结构呈中低速增长，且人口规模、能源强度和产业结构呈中高速发展，...     

苏北盆地溱潼凹陷页岩油SD1井万吨级CO2压吞矿场试验及效果评价

通过调研页岩油CO₂压吞提高采收率机理,结合SD1井地质背景和室内岩心CO₂吞吐实验,利用数模分析确定CO₂压吞最佳参数组合,最终成功进行万吨级CO₂压吞矿场试验,研究结果表明：SD1井脆性矿物含量较高,压裂后形成的密集缝网体系有利于进行大规模CO₂压吞试验,数模结果的注CO₂最小混相压力为45.14 MPa;随着驱替吞吐次数增加,页岩油动用程度逐渐增大,但增幅逐渐放缓;应选择的最优压吞参数组合为自喷后期的注入时机,1.7×10⁴ t的注入量,550～600 t/d的注气速度,50 d的焖井时间或实际井口单日压降小于0.1 MPa时开井放喷;注入CO₂推进方向基本不发生变化,近似向四周均匀推进,覆盖范围大,有利于提高动用程度;停注后3 d,平面波及面积为81 671.04 m²,较停注时增加8.82%,波及体积为4 316 273.73 m³,较停注时仅增加0.1%。矿...     

基于路面亮度曲线的公路隧道敞开式遮阳棚设计

公路隧道出入口常设置两侧敞开式遮阳棚以改善隧道接近段的亮度过渡和通风问题。本文基于不同太阳辐射角度和强度下的遮阳棚内路面亮度曲线的分析,研究了遮阳棚的侧向敞开高度、敞开位置以及顶棚玻璃透光率等设计参数对棚内路面亮度曲线的影响。结果表明：侧向敞开高度对遮阳棚内路面亮度曲线的影响最为显著,敞开高度越小,遮阳棚内平均路面亮度越小;当敞开高度一定时,通过调节敞开位置和改变顶棚玻璃透光率可进一步优化路面亮度曲线,使其更接近人眼视觉适应曲线。基于合理的参数化设计,本文对三种减光方式的敞开式遮阳棚进行了工程实例分析,这可为改进类似敞开式遮阳棚的减光设计提供指导。     

锆酸锂的合成及其吸收CO2性能研究

以纳米级四方相ZrO₂(t)为反应物,采用高温固相法合成了在高温下可直接吸收CO₂的Li₂ZrO₃材料。用扫描电子显微镜（SEM）、X-射线粉末衍射仪（XRD）分别分析了所合成材料的表面与结构特征,使用热重分析仪（TG）研究了Li₂ZrO₃材料吸收CO₂的性能。实验结果表明,吸收温度影响材料吸收CO₂的性能,500℃下Li₂ZrO₃材料具有最佳的CO₂吸收性能。此外,CO₂气体流量、Li₂ZrO₃材料样品重量以及升温速率均影响材料吸收CO₂的性能。     

山区高速公路隧道群路段安全评价

为提高山区高速公路隧道群路段的行车安全性,通过对隧道群路段特征断面车辆速率及驾驶员心理、生理指标变化特征的分析建立了隧道群路段结构物长度和几何线形指标对车辆速率差以及驾驶员心率增长率的影响关系模型.结果表明,对于由2座隧道组成的隧道群,隧道连接段小型车的最大速率差受前一隧道和连接段的长度影响较大,大型车的最大速率差受连接段的长度以及纵坡影响较大;在第1座隧道的出口,驾驶员心率增长率受前一隧道和连接段长度的影响较大,而在第2座隧道的进口,驾驶员心率增长率受连接段长度以及隧道进口平纵线形综合指标的影响较大.在对关系模型进行验证分析的基础上,结合国内外相关研究成果,提出了基于速率差和心率增长率的隧道群路段安全评价方法.