负压下甲烷浓度非线性压力补偿模型

煤矿井下瓦斯抽采管道内的气体压力一般为负压,红外甲烷浓度传感器的测量原理决定了其在负压环境工作时,测值与真值的误差较大。为提高测量精度,在实验室开展了40~90 k Pa(绝对压力)不同负压环境下的甲烷浓度测量试验,并根据试验数据建立了适用于负压环境的非线性分段压力补偿模型。     

甲烷/丙烷在氧化铁表面还原NO的红外原位研究*

利用漫反射红外傅里叶变换光谱仪(DRIFTS)对甲烷/丙烷在氧化铁表面还原NO的反应进行了原位研究,分析了不同气体在氧化铁表面的吸附特点以及在有O_2条件下甲烷/丙烷还原NO的中间产物生成特性。结果表明,氧化铁对NO有着较好的吸附能力,NO能够以不同桥式硝酸盐与硝基的形式吸附于氧化铁表面。这些吸附物种热稳定性各不相同,并且可能会被氧化铁中的晶格氧氧化产生新的吸附物种,对进一步与还原剂发生选择性催化反应有着重要的作用。甲烷与丙烷在氧化铁表面还原NO的微观反应机理通过一系列路径完成。还原剂吸附于氧化铁表面,与由NO吸附形成的含氮吸附物种相互反应,形成一系列碳氢中间产物,通过进一步反应还原NO;在氧气存在的情况下,O_2会参与碳氢还原剂与含氮吸附物种的竞争反应,并形成R—COO-、CH3COO-等更多活性中间物种,这些活性中间物种通过与NO不断的反应最终还原NO为N2。     

瘤胃微生物在生物质废物资源化领域应用研究进展

瘤胃微生物作为古老的微生物体系，其多样的生物酶系及卓越的木质纤维素降解能力使其在多种领域被研究和利用。本文主要介绍了瘤胃微生物的组成，瘤胃细菌及真菌对纤维类物质的降解能力及作用，并从瘤胃微生物对不同种类富纤维素固体废弃物的水解能力及降解性能、产甲烷效率及厌氧反应器研究现状角度出发，归纳和总结了瘤胃微生物在生物质废物资源化领域应用的研究现状，并指出了其今后的研究方向。     

蜀南地区富有机质页岩孔隙结构及超临界甲烷吸附能力

以蜀南地区龙马溪组下部富有机质页岩为研究对象，通过场发射扫描电镜（FE-SEM）、低压氩气吸附实验和重力法高压甲烷吸附实验，研究页岩孔隙结构特征及超临界状态下页岩储层的甲烷吸附能力，并讨论了页岩孔隙结构对甲烷吸附能力的影响。研究表明，蜀南地区龙马溪组富有机质页岩主要发育有机质孔隙，页岩孔隙结构非均质性强，比表面积为16.846~63.738 m²/g，孔体积为0.050~0.092 cm³/g，微孔和介孔贡献页岩90%以上的比表面积，介孔和宏孔贡献页岩90%以上的孔体积。甲烷在地层条件下处于超临界状态，过剩吸附曲线在约12 MPa时出现极大值，随后开始下降。使用修正过的四元Langmuir-Freundlich （L-F）方程拟合高温甲烷过剩吸附曲线，拟合效果较好，相关系数大于0.997。页岩饱和吸附量为0.067 0~0.220 2 mmol/g，不同页岩样品吸附能力差异明显。海相富有机质页岩中，随着有机质含量的增大，有机质孔隙数量增多，且页岩中微孔比例增大，微孔的吸附能力远大于介孔和宏孔，故页岩吸附能力增强。有机质含量是影响蜀南地区海相富有机质页岩孔隙结构和甲烷吸附能力的主要因素。     

三塘湖盆地中—下侏罗统煤层甲烷风化带划分

以三塘湖盆地中、低煤阶煤层含气量和主要气体成分为基础,结合盆地构造、沉积及水文地质特征,对汉水泉凹陷和条湖凹陷煤层甲烷风化带进行了划分,并对库木苏凹陷、马朗凹陷、淖毛湖凹陷和苏鲁克凹陷煤层甲烷风化带进行了预测。结果表明,三塘湖盆地甲烷风化带深度为400~1000 m.由于受东北冲断隆起带的影响,三塘湖盆地北部甲烷风化带浅于南部。沉积方面,盆地东部淖毛湖凹陷、马朗凹陷和条湖凹陷深湖—半深湖和辫状河三角洲成煤环境优于盆地西部汉水泉凹陷和库木苏凹陷扇三角洲成煤环境,盆地东部甲烷风化带普遍浅于西部;水文地质方面,条湖凹陷和马朗凹陷中开启性局部滞留水文地质单元形成的甲烷风化带浅于其他凹陷封闭性弱径流水文地质单元的甲烷风化带。初步预测马朗凹陷北部为下一步煤层气勘探开发的优势区块,条湖凹陷北部为下一步煤系气勘探开发的优势区块。     

酸改性CoPd/TiO2催化CH4-CO2直接合成C2含氧化合物

采用酸处理方法对CoPd/TiO₂催化剂进行改性，并将酸改性催化剂用于温和条件下CH₄-CO₂梯阶转化直接合成C₂含氧化合物（乙酸和乙醇）的反应。在150～300℃考察了浸酸方式和不同种类酸处理对催化剂活性和选择性的影响。采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）和N₂吸附对催化剂进行了表征。结果表明，酸改性明显提高了CoPd/TiO₂上C₂含氧化合物的生成速率和选择性。浸酸方式对催化剂性能和结构有显著影响，先用酸浸渍载体然后再浸渍活性金属所得催化剂具有更高的活性。在H₃PO₄、HNO₃和HCl中，H₃PO₄浸渍的催化剂活性最佳，在150℃时C₂含氧化合物（乙酸和乙醇）的生成速率为3365 μg/(g·h)，选择性达到91%。     

次生生物甲烷与生物降解作用的判识——以准噶尔盆地腹部陆梁油气田为例

“次生生物气”是指原油遭受生物降解后生成的天然气，由于其成分几乎全部为甲烷，因此又称为“次生生物甲烷”。以准噶尔盆地陆梁油气田为例，基于天然气组分和稳定碳同位素组成，结合伴生原油的轻烃地球化学特征，系统研究了次生生物甲烷和生物降解作用的判识方法。研究表明：当热成因天然气与次生生物甲烷混合时，甲烷碳同位素组成变轻，天然气组分变干。同时，此类天然气通常与埋深(地温)和生物降解油藏密切相关。通过原油的轻烃化合物特征可以有效判别油藏是否遭受生物降解。次生生物甲烷的生成常常还伴随着原生热成因气中重烃气组分的选择性降解，造成天然气干燥系数变大，重烃气碳同位素组成富集¹³C，甚至发生倒转。目前使用的各类天然气成因判识图版只适用于原生热成因气，使用时必须充分考虑是否存在各类次生改造作用的影响。     

活性炭改性钼基催化剂用于高CO焦炉气加氢脱硫

以活性炭与拟薄水铝石为载体制备了Fe-Mo/C-Al_2O_3和Co-Mo/C-Al_2O_3催化剂,利用XRD和H2-TPR等方法对催化剂进行了表征,同时考察了催化剂用于高碳焦炉气加氢脱硫时的催化性能。实验结果表明,Fe-Mo/C-Al_2O_3和Co-Mo/C-Al_2O_3催化剂的平均孔径高于商业催化剂,金属活性组分分散性较好。Fe-Mo/C-Al_2O_3催化剂催化烯烃加氢饱和的起活温度低,在260℃左右烯烃加氢饱和即可充分进行,优于商业焦炉气加氢脱硫催化剂。Co-Mo/C-Al_2O_3催化剂的加氢脱硫低温活性优异,甲烷化副反应比商业催化剂弱得多。Fe-Mo/C-Al_2O_3和Co-Mo/C-Al_2O_3可分别作为一段和二段加氢脱硫催化剂,适用于高CO焦炉气工况。     

球形与粉状4A沸石的锌交换及气体吸附性能研究

以一定浓度的Zn(Ⅱ)水溶液对3mm球形4A沸石分子筛进行离子交换,获得不同交换度的ZnNaA沸石。采用XRD、SEM及273K下的CO_2吸附等温线表征了球形ZnNaA沸石的晶型、晶貌和微孔孔径分布。考察了不同交换度的球形ZnNaA沸石对CO_2、CO、CH_4和N_2的吸附性能并与相同交换度的粉状样品进行比较。研究结果表明,在初始Zn(Ⅱ)浓度为0.1mol/L、时间为60min、固液比为0.1g/mL、温度为298K交换条件下,球形4A沸石与Zn(Ⅱ)交换的离子交换度最高可达45.6%,此时球形ZnNaA(45)沸石对气体吸附容量虽略低于粉状ZnNaA(42)沸石,但是其对气体的吸附选择性稍高于粉状ZnNaA沸石。