温室CO2浓度数据记录仪的设计与实现

为了实现温室CO2浓度的自动测量和存储,设计了一种基于单片机的CO2浓度数据记录仪.记录仪采用STC12C5A32AD单片机作为微处理器,以时钟模块、传感器模块、显示模块、存储模块,通讯模块等部分分别完成定时、浓度测量、数据显示、存储及数据输出功能.在软件设计上,通过选用数字滤波方法提高传感器的测量精度,固定点测量结果表明其标准差低于4%.实验结果表明,测量仪能够完成温室CO2浓度的自动测量和存储,并可任意调整测量的间隔时间,提高了温室环境因子研究中浓度测量工作的自动化程度.     

CO2/N2稀释对H2/CH4层流火焰传播特性的影响

利用本生灯-纹影系统实验研究含有CO₂,N₂的掺氢天然气层流预混火焰传播速度,并应用GRI-3.0机理模拟计算不同组分预混燃气绝热火焰温度、敏感性系数及重要自由基浓度等,详细讨论CO₂,N₂的稀释效应.研究表明,GRI-3.0机理能较好地预测掺氢天然气层流预混火焰传播速度;CO₂,N₂稀释组分会显著抑制掺氢天然气层流预混火焰速度及其绝热火焰温度;与N₂相比,CO₂不仅具有较强的热力学效应,且随着CO₂稀释比的增加,火焰中重要自由基H浓度显著减少,抑制氧化反应H+O₂O+OH对燃烧的主导促进效应,使预混燃料的层流火焰传播速度显著降低.     

CO2原油体系中的PR状态方程改进方法

针对现有工程应用中的状态方程描述油藏条件下CO₂-原油非理想体系时不能同时兼顾精度和计算简便性要求的问题,开展了对PR立方型状态方程修正研究。基于热力学和流体相平衡原理,考虑温度、压力和非烃组分相互作用等影响因素,采用将无因次系数由常数项改进为与对比温度相关联函数项的方法,对PR状态方程进行修正,改善液体密度及重组分特征的预测效果。以油田现场油样实测组分数据为基础,在油藏温压条件下,对PR状态方程修正前后计算油气组分等参数的精度进行了对比。结果表明,新的状态方程在不失计算简便的前提下,计算精度显著提高,相对误差下降到5%以下,满足工程应用要求,在预测油藏条件下流体相态方面具有更好的实用价值,为CO₂驱数值模拟提供支持。     

大米草对CO2浓度的光合和蒸腾响应

以大米草（Spartina anglica Hubbard）为材料,研究在不同CO2浓度下其净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、胞间CO2浓度（Ci）、气孔导度（Gs）、叶面饱和蒸气压亏缺（Vpdt）以及水分利用效率（WUE）的变化。结果表明,CO2浓度从50μmol·mol^-1增至1000μmol·mol^-1的过程中,大米草Pn、Ci、Vpdl和WUE逐渐增大,Gs和Tr逐渐下降。低于环境CO2浓度范围内时,大米草对CO2浓度的升高比较敏感,反之则不明显。WUE和Tr对CO2浓度升高的响应极显著（P〈0．01）。CO2浓度升高能够明显降低单位面积叶片的蒸腾失水,提高光合速率和水分利用效率,增强大米草的竞争优势。     

X65碳钢的H2S/CO2腐蚀控制因素研究

目前,H₂S/CO₂腐蚀过程的控制因素判定依据主要参考Dunlop等的研究结果,但该判定结果经常与油田实际腐蚀情况不相符。为找到造成偏差的主要原因,更好地指导生产实践,采用动态高温高压釜,使用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射（XRD）等手段对X65碳钢在H₂S/CO₂共存体系中的腐蚀控制因素进行了研究。结果表明,不同温度下平均腐蚀速率随H₂S/CO₂分压比（p_H2S/p_CO2）的变化呈现两种不同的规律,这与腐蚀产物的膜形态和组成密切相关;腐蚀控制因素与p_H2S/p_CO2有关,而p_H2S/p_CO2临界值大小与温度密切相关。对于H₂S腐蚀控制,当温度低于40℃时,Dunlop等的研究结果仍然适用;当温度从40℃升高至60℃时,本研究的p_H2S/p_CO2临界值由0.05升高到0.10。对于CO₂腐蚀控制,本研究的p_H2S/p_CO2临界值在85℃以上时由原来的0.002逐渐升高到0.003。根据以上研究结果,修正了X65碳钢的H₂S/CO₂腐蚀过程的控制因素与p_H2S/p_CO2及体系温度的关系图。     

SO2/CO2气体对纯镁及AZ91D合金的保护行为

为探究气体保护纯镁及镁合金免于氧化及燃烧的机制,研究了体积分数为3%SO2和97%CO2混合气体在非封闭熔化炉中对熔融纯镁及AZ91D合金的保护行为。借助具有能谱测定(EDS)的扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分别分析了熔融纯镁及AZ91D合金表面膜的显微组织、化学成分及相组成。结果表明:在680℃AZ91D合金表面膜密集连续,其厚度约为2μm,而纯镁表面膜厚度约为1μm,混合气体对AZ91D合金的保护效果优于纯镁。两种熔体表面膜由MgO、MgS及少量单质C相组成。除AZ91D表面膜含有少量Al外,两种表面膜均含有S、C、O及Mg元素。     

氨法吸收燃煤烟气中CO2的研究

针对燃煤过程中通过烟气释放的CO2对环境污染问题,围绕如何控制烟气中CO2的排放问题系统地研究,以期为燃煤烟气的净化提供积极有效的途径。目前,氨法吸收燃煤烟气中的CO2相对优势较大,具有高效率,低能耗,副产物资源化等优点。采用氨法吸收模拟烟气中的CO2,考察反应温度、氨水浓度、气体浓度、高碳化氨水等条件对反应速度和脱除率的影响。结果表明,随温度和氨水浓度的增大,反应速率增大,脱除率增加;气体浓度增大,吸收速率增大,脱除率减小;不同碳化度氨水(R=0～200)对CO2吸收有影响,碳化度(R)越小吸收效果越好。     

H2S对石灰石循环煅烧/碳酸化法吸收CO2的影响

为了研究石灰石煅烧/碳酸化循环法捕集CO2过程中H2S对吸收剂性能的影响,利用固定床反应器进行了煅烧石灰石吸收H2S的试验,研究了H2S流量、体积分数和反应温度3个因素与穿透时间和CaO转化率之间的关系,确定了600℃是石灰石煅烧/碳酸化法实现硫碳共脱的理想反应温度。在600℃时,考察了CaO同时脱除CO2和H2S的多次循环反应特性,结果表明:CaO对H2S有良好的脱除效果,而吸收CO2的能力则随循环次数增加不断下降。研究了煅烧气氛(氮气或空气)对CaO循环反应特性的影响,对比试验结果发现:H2S的存在使得空气煅烧条件下20次循环反应后CaO吸收CO2转化率比氮气煅烧时的转化率下降了41.3%。研究分析表明:空气煅烧时,CaS会与O2反应生成CaSO4,堵塞颗粒内部孔隙,使得CaO循环转化率迅速下降。     

CO2浓度升高对冬小麦叶片特性及蒸散影响研究初报

利用开顶式气室(OTC)设置不同CO2浓度处理,观测分析了CO2浓度升高对冬小麦叶片特性与蒸散的影响。结果表明,CO2浓度增加100%、50%和25%后冬小麦叶面积指数(LAI)、叶重、厚度及蒸散量均有不同程度的增加。其中,在叶片发育最旺盛的抽穗期LAI和叶重分别增加23%、11.4%、5.6%和21.3%、9.4%、4.3%;抽穗后,冬小麦平均旗叶面积和叶厚分别增加25.1%、8.4%、4.1%和12.9%、8.8%、7.5%;而旗叶叶绿素无明显变化;蒸散量在拔节-孕穗期略有增加,在孕穗-抽穗期分别增加33.8%、26.8%、11.9%,在开花-乳熟期分别增加了44%、23.9%、8.3%。可见,CO2浓度增加有利于冬小麦生物量的积累,但同时增加了农田生态系统的耗水量。     

CO2浓度增加对西北太平洋热带风暴气候特征的影响

为了研究CO2浓度变化对西北太平洋热带风暴气候特征的影响,采用全球大气海洋耦合环流模式GFDL CM2.1 3个CO2排放情景下的数值试验资料,提出了适合模式的识别模式热带风暴的标准,并采用NCEP再分析资料和年鉴资料检验了标准的合理性,分析了模式热带风暴在CO2浓度增加后气候特征的变化.结果表明,所提标准是合理的,所识别的模式热带风暴在暖心平均结构等方面与NCEP热带风暴平均结构相似性高;CO2浓度增加后,模式热带风暴频数减少,强度增强,强热带风暴增多,主要源地和活动地区西移,季节分布和持续时间的分布形势没有明显变化.     

高精度F-P干涉具在CO2浓度反演中的研究

为了对大气中CO₂浓度的分布进行高精度的实时监测,并与被测区域2维图像构成光谱数据立方,设计了一种基于高精度数字控制的F-P干涉系统.通过对F-P两镜间微位移的高精度数字控制,实现光程差的周期性扫描,从而得到光谱数据立方.通过仿真分析了控制命令与压电信号的时序逻辑,并对光谱抽样进行了模拟计算.实验中系统的光谱调制带宽为761.52～762.56 nm,光谱分辨率为0.01 nm,测试CO₂浓度范围为10～400 ppm,由TSI-7575型高精度CO₂检测器标定.结果显示:该系统相对误差的平均值为1.04%,绝对误差平均值为1.52 ppm,符合设计要求.     

高浓度CO2对柴油着火延迟特性的影响

为了研究柴油在高浓度CO2下环境中的着火延迟特性,提出了适用于该环境下的着火延迟时间公式。该公式考虑了CO2的热效应和第三体效应对着火延迟的影响,分析了CO2摩尔浓度与着火延迟的关系,运用chemkin模拟了CO2对OH自由基生成速率的影响。对该环境下柴油的着火问题进行了定容燃烧弹的可视化实验研究和仿真计算。结果表明：着火延迟时间公式在CO2浓度小于60%时能够有效表达CO2对着火延迟时间的影响;CO2浓度大于60%时,反应H2O2+M→2OH+M中的第三体效率降低导致着火延迟增长变慢。     

La和Cu共掺纳米TiO_2光催化转化CO_2研究

采用溶胶-凝胶法制备了La、Cu共掺杂的纳米TiO2粉体,并用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HR-TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等技术表征了La/Cu/TiO2催化材料的结构和形貌.研究了不同La元素掺杂量对CO2还原产物甲醛生成量的影响.结果表明,质量分数0.1%La/0.6%Cu/TiO2材料的光催化还原CO2性能最佳,以0.2,mol/L NaOH作为还原剂、300,W高压汞灯(主波长为365,nm)为辐照光源、光催化反应6,h时,甲醛的生成量最大,可达304.49,μmol/gcat.     

CeO2: an active and selective catalyst for the oxidative dehydrogenation of ethane with CO2

It was assumed that the homogeneous dehydrogenation of CiHg occurred in the gas phase was independent of the presence of catalysts and this is applicable to the oxidative dehydrogenation of ethane with CO2 over CeO2 . On the basis of this assumption, a method was developed to analyze the contribution of C2rtj formation from heterogeneous catalysis. In this study, ceria was found to be active and selective for the oxidative dehydrogenation of ethane with CO2 and the selectivity to C, H4 was above 60 % and the actual contribution for C, H4 formation from heterogeneous catalysis was about 55%— 75% in the range of 953—993 K.     

低温CO_2吸收系数与温度的关系

针对HITRAN数据库缺乏CO_2在低温条件下的吸收谱线研究数据的问题,对波长位于1 572.34 nm处的低温下CO_2吸收谱线进行了研究,得到250～500 K范围内CO_2吸收系数的温度依赖经验公式.将该经验公式与文献中的实验数据进行计算对比,得到了气体质量分数平均误差为3.305%的对比结果.     

CO2-泡沫体系的高温P-V特性研究*

为满足吉林油田特低渗透区块CO2泡沫驱的要求,利用法国ST公司生产的高温高压全可视PVT测试仪,将室内静态实验筛选出的泡沫体系,进行高温P-V特性实验测定,以判断在地层的高温高压环境该泡沫体系是否能够稳定存在。实验结果表明:温度一定时,低压与高压时,PVT筒内形成泡沫的尺寸不同;低压时泡沫尺寸较大,且体系不稳定,停止搅拌立即析液;随着压力升高,PVT筒内形成的泡沫越来越细小,稳定性提高,停止搅拌析液速度减慢。通过实验观测发现,100℃时形成稳定泡沫的临界压力为30 MPa;同时该压力也是泡沫体系的P-V、P-ρ关系曲线的变化趋势变缓的转折点。最后研究发现,通过地面检测泡沫体系的密度可以判断地面发泡时是否已形成稳定的泡沫。     

CO_2在油水混合物中的溶解度及饱和CO_2油水的密度

采用PVT法,在高压条件下测定了CO2在大庆原油和地层水中的溶解度,并计算了饱和CO2油、水相的密度和膨胀系数.实验结果表明:在实验条件下,CO2在原油和地层水中的溶解度随压力的升高而增大,饱和CO2油、水相的密度随CO2溶解度的增大而线性增大.饱和CO2液相的膨胀系数受实验压力和CO2溶解度的影响较大,受液相组成的影响很小.实验还测定了CO2在不同油水体积比混合物中的溶解度,发现恒定温度下CO2在油水混合物中的溶解度只与压力和液相组成有关,而不受其他条件影响.     

大气CO2浓度和温度变化对石莼生长及其叶绿素荧光特性的影响

【目的】为了研究大型海藻在全球气候变化背景下的生态功能,探讨大气 CO2浓度升高和温度变化对石莼（Ulva lactuca）生长及其叶绿素荧光特性的影响。【方法】在4种条件（390μL／L CO2＋15℃;700μL／L CO2＋15℃;390μL／L CO2＋25℃;700μL／L CO2＋25℃）下培养石莼,10 d后测定藻体生长、叶绿素荧光参数以及生化组分。【结果】经10℃低温6 h处理,石莼受到光抑制;经35℃高温6 h处理,25℃正常空气条件下生长的石莼表现出较高的最大光量子产量（Fv／Fm）,光能利用效率（α）,非光化学淬灭（NPQ）和光化学淬灭（qP ）,25℃高CO2浓度条件下生长的石莼最大相对电子传递速率（rETRmax）和饱和电子传递速率（Ek ）大于其他生长条件下的石莼;经40℃高温处理6 h,15℃生长的石莼光合机构受损;相对于25℃与正常空气条件下生长的石莼,25℃与高CO2浓度条件下生长的石莼Fv／Fm、a、NPQ和qP 的下降程度较小,而且具有较高的rETRmax 和Ek。【结论】高CO2浓度促进石莼的生长,但其对石莼可溶性蛋白（SP ）、可溶性碳水化合物（SC ）、叶绿素 a （Chl a）和类胡萝卜素（Car ）等生化组分含量影响具有温度依赖性。另外,CO2浓度升高使得石莼抗高温的能力增强。