差分吸收式甲烷气体传感系统研究

该系统在系统设计、光源处理、气室的选择等方面对传统的实验系统进行了改进.消除了光源波动和光路干扰,解决了其他气体对甲烷气体测量的交叉干扰,测量精度也随之提高.经多次试验,系统重复性、稳定性良好.通过更换光源或不同中心波长的滤波片,该系统还可用于其他气体的测量,有很好通用性.     

微乳中甲烷水合物的生成反应

以辛烷、十二烷或十六烷为油相,非离子表面活性剂Tween80和Span80按1:1质量比复配的复合型表面活性剂为乳化剂,PEG-400为助乳化剂制备高分散的油包水型(W/O)微乳,并在其静态体系中生成甲烷水合物,把它和纯水体系以及表面活性剂体系(含等量的乳化剂)进行了对比.结果表明:在微乳中甲烷水合物的诱导时间缩短,生成速率和耗气量明显增加,生成的水合物成粒状,含水率低.另外,选择油相时应选取不生成水合物,在水中溶解度小而且对甲烷溶解度尽量大的有机溶剂,并对微乳液中甲烷水合物的生成机理进行了探讨.     

煤矿井下长巷道瓦斯传感器间距设计

为了解决瓦斯传感器空间布设位置标准问题,为煤矿安全的规范提供理论依据,采用了理论推导和示例相结合的方法,研究了瓦斯涌出源稳定情况下,依据相似原理求出了瓦斯与空气的混合距离.结果表明:巷道瓦斯平均浓度与风速、巷道截面积、瓦斯涌出强度、传感器间距之间存在一定的函数关系,矿井监控系统所需要的最短响应时间是目前迫切需要解决的问题.该成果对提高瓦斯监控系统运行效率,节省经济成本,有着重要的参考价值和指导意义.     

接种量对泔脚发酵产氢余物甲烷化的强化研究

 以城市生活垃圾厌氧消化污泥为接种物,考察了15％、30％、45％、60％的接种量对泔脚发酵产氢余物中温（36℃）批式厌氧消化的影响。结果表明：泔脚发酵产氢余物的产沼能力随着接种量的增大而增强。结合Gompertz模型拟合结果及理论分析,60%的接种量为泔脚发酵产氢余物沼气化的最佳接种量,其沼气化的延迟时间λ、产甲烷率、生物气中甲烷的最高体积含量分别为：4.37d,388.72mL/g,80.4％。消化结束后,除产沼过程失败的15％接种量以外,厌氧消化余物的pH值在 6.70～7.00之间,这为沼气中甲烷的高体积含量（高于常规厌氧消化的最高甲烷体积含量75%）提供了证据。     

巷道风流中瓦斯逆流现象的数值模拟

根据计算流体动力学理论,研究巷道在不同风速、不同倾角下的瓦斯逆流现象;分析巷道风流中瓦斯逆流区的长度、浓度分布以及瓦斯层厚度的变化;得出倾斜巷道中瓦斯逆流的一般规律.结果表明:在下行通风风速较小的情况下,当瓦斯从顶板涌出时,巷道中将出现明显的瓦斯逆流现象;在发生瓦斯逆流时,风速越高,瓦斯逆流的区域越小,瓦斯层的厚度越薄、长度越短;下行通风有利于空气和瓦斯的混合,且倾角越大,瓦斯与空气混合的能力越强,顶板逆流瓦斯层的范围越小.     

考虑有效应力和煤基质收缩效应的渗透率模型

针对煤层气的生产过程中所存在的两个相反的效应：（1） 储层压力下降,有效应力增加,煤层裂隙压缩闭合,渗透率降低;（2） 煤层气解吸,煤基质收缩,煤层气流动路径张开,渗透率升高;建立了包含煤基质收缩效应的煤层孔隙度和渗透率理论模型,模型与已有的一些研究结果反映的规律一致。根据模型得出在体积应力恒定条件下,渗透率随孔隙压力变化存在一临界压力,孔隙压力小于临界压力时,渗透系数随孔隙压力的增加而减少,孔隙压力大于临界压力时,渗透系数随孔隙压力的增加而增大,给出了该临界压力的计算式。对不同情形下渗透率对孔隙压力的变化响应进行了讨论,结果表明,临界压力的存在与否与影响渗透率的多种因素有关,应对影响煤层渗透性的众多因素进行动态耦合研究。     

基于全光缓存器的光纤传感甲烷多点监测系统

当前的光纤甲烷传感器通常使用长距离准直器,导致探头体积大、安装对准不易等问题.本文提出一种基于全光缓存器的光纤甲烷检测系统,利用全光缓存器多波长多圈缓存的特性,可将探测长度缩短为5 cm,是国内外现有方案的1/6～1/10.本方案能有效缩小探头体积,同时保证检测精度.     

甲烷在直流放电等离子体中形成自由基研究

采用发射光谱分析法对直流辉光放电等离子体裂解甲烷所产生的自由基H·(656.3nm),CH3·(724.6nm),CH2·(341.9nm)及CH·(431.42nm)的发射光谱强度进行了在线测量和分析描述.结果表明:在甲烷等离子体空间存在激发态的甲基、亚甲基、次甲基、氢自由基,各自由基的形成规律具有相似性,即其光谱强度都有一个开始时大幅上升,达到峰值后下降或稳定,最后伴有强度的小波动逐渐进入准动态平衡过程,但各自由基的成分比例在放电的不同时间是不同的,且随放电条件而异;各自由基的形成规律受进料量(气压)的影响是不同的.     

微反应器中双-(4-N,N-二甲基氨基苯基)甲烷的连续合成

以N,N-二甲基苯胺和甲醛为原料,以对氨基苯磺酸为催化剂,在微反应器中连续合成双-(4-N,N-二甲基氨基苯基)甲烷.通过对反应温度、停留时间、原料物质的量配比、催化剂用量等反应因素的考察,确定了较优的工艺参数:反应温度为120 ℃,停留时间为90 s,n(甲醛):n(N,N-二甲基苯胺)=0.6:1.0,n(催化剂):n(甲醛)=3%,此时反应收率为95.2%,产品HPLC纯度为98.2%.与传统间歇釜式合成工艺相比,连续流工艺实现了双-(4-N,N-二甲基氨基苯基)甲烷合成反应的连续稳定进行,大大缩短了反应时间,适合工业化生产.     

非平衡吸附单相煤层气井底压力

为了给煤层气勘探和开发提供科学依据,必须对煤层气井井底瞬时压力进行分析。根据煤层气的地质特征及煤层气的产出机理,以多孔介质不定常渗流理论为基础,按垂直井、无限大煤层考虑,在一定的假设条件下,建立了非平衡吸附单相煤层气的数学物理模型,研究了非平衡吸附煤层气井底压力与煤层之间的关系,给出了煤层气井井底瞬时压力分析方法和步骤,从而可获得有关煤层气参数和井筒参数,为煤层气的开发提供理论依据。