化学与能源论文范文参考关于化学与能源的优秀论文范文【10篇】VIP

化学与能源论文范文参考关于化学与能源的优秀论文范文【10篇】 鄂尔多斯盆地是我国的一个巨型能源矿产聚集盆地,不同时代、不同类型的多种能源矿产同盆共存,为地质工作者从事科学研究提供了一个内容丰富的大型试验场.开展该盆地能源矿产地球化学及相关流体研究,不仅对丰富成藏(矿)理论本身具有重要作用,而且对寻找能源矿产新基地、扩大能源战略储备都有十分重要的意义.本文以国家973项目多种能源矿产共存成藏(矿)机理与富集分布规律(xxCB214600)为依托,通过对鄂尔多斯盆地能源矿产地球化学特征的研究获得了以下新的认识. 传统解决能源利用与环境污染之间矛盾的思路往往局限于“先污染,后治理”的链式思路,即化石燃料燃料采用简单的直接燃烧方式转换成热能,然后再组织热力循环实现热转功.对于化石燃料燃烧产生的污染物则采用基本独立于热转功过程之外的化工分离过程进行处理.由于化石燃料在能源系统中转化利用后所排放的C02浓度很低,而且CO2的处理量大,导致CO2减排能耗过高,减排成本居高不下. 本论文围绕多能源互补回收CO2的化学链燃烧,以太阳能与燃料化学能综合梯级利用为突破口,将中温太阳能热化学过程与化学链燃烧过程相结合,从太阳能驱动化石燃料转化与CO2产生源头着手,实现中温太阳能高效热发电和动力系统中C02零能耗捕集.本文从太阳能与化石燃料互补回收CO2的化学链燃烧机理研究、实验验证和新型氧载体的制备与系统集成三个方面开展了相关工作. 在燃料化学能梯级利用与CO2分离一体化理论的基础上,建立了燃料转化过程Gibbs自由能变化、燃料化学能梯级利用程度和CO2浓度富集度的关联式,探索了化学链燃烧过程的能量释放机理；通过与燃烧前分离CO2的能量释放过程的对比,指出化学链燃烧过程具有燃料化学能梯级利用与CO2零能耗捕集的一体化特征.探讨了中温太阳能热化学过程与化学链燃烧过程的耦合作用机制,阐明了化学链燃烧过程对中温太阳能集热品位的内在提升作用,揭示了太阳能与化石能源互补回收CO2的综合效应. 对化学链燃烧过程进行了相关实验研究,采用溶解法制备了基于Fe、Ni、Co的不同氧载体材料,分析比较了各氧载体的反应性能,分析了反应温度、反应气组分、氧载体粒径等关键参数对CoO/CoAl2O4氧载体反应性能的影响,研究了反应气加湿对积碳的抑制作用以及氧载体的循环再生能力,拓展了化学链燃烧在替代燃料和新能源领域中的利用.为进一步提高氧载体的反应速率,缩短反应时间,通过考察不同助剂对氧载体反应性能的影响,研究制备了一种中温条件下具有高还原反应性能的新型氧载体材料(CoO+PtO21.0%)/CoAl2O4.研究结果表明,新材料与DME还原反应过程的表观活化能为85kJ/mol,相比CoO/CoAl2O4材料降低了43kJ/mol,还原反应速率相应地提高了近4倍之多,通过对助剂含量对氧载体反应特性影响的研究发现,(CoO+PtO2)/CoAl2O4氧载体中助剂PtO2的理想含量应为1.0%,新材料与DME还原反应的最佳加湿比为H2O/DME等于1.0,低于CoO/CoAl2O4还原反应过程的加湿比(H2O/DME等于2.0). 基于中低温太阳能和燃料化学能综合互补利用的原则,提出了一种利用中低温太阳热能驱动甲醇化学链燃烧动力系统,探讨了燃料化学能与物理能综合梯级利用的多能源互补动力系统的集成机制,揭示了中低温太阳能集热品位提升和热转功效率提高的本质,分析了新系统特性规律和关键参数对循环性能的影响. 本论文的研究上作为从多能源互补综合梯级利用和新型燃烧方式耦合的角度实现低能耗回收CO2提供了理论和实验支撑. 将水生植物水葫芦作为能源植物利用已受到越来越多的关注.与陆生能源作物相比,水葫芦具有生长速度快、繁殖与适应能力强、能修复水体多种污染物的特点.此外,还具有不占用耕地、无需施用化学品等优势,因而,水葫芦能源化利用已成为生物质能技术研究领域最具吸引力的一个重要方向. 本文对水葫芦的厌氧发酵产甲烷特征进行了研究,比较了不同水域、不同采收频次对水葫芦产甲烷的影响以及水葫芦不同器官的厌氧发酵产甲烷特性,研究了温度、接种量、微量元素添加、酸化预处理对水葫芦厌氧发酵的影响,并采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术研究了水葫芦厌氧发酵过程中微生物区系的变化.针对水葫芦厌氧发酵工程中存在易漂浮、易堵塞管道和滞留时间长等缺点,提出了先将水葫芦挤压脱水,再对挤压汁、渣分开进行厌氧发酵的工艺技术.同时,采用生命周期法(LCA)对水葫芦能源化利用方式进行了环境影响评估. 论文取得的主要研究结果如下： 1.比较了云南滇池草海、白山湾、江苏太湖以及江苏农科院2号塘四种不同氮、磷浓度水体生长的水葫芦产气量,结果发现水葫芦的产气量和其生长水体氮磷浓度呈显著相关性.富营养化程度最高的云南滇池草海的水葫芦产甲烷量最高,为264 mLCH4/gVS,是理论产甲烷量的70%；水质最好的滇池白山湾生长的水葫芦产甲烷量最低,为172mL CH4/gVS,仅为理论产甲烷量的45%；太湖、2号塘水体氮、磷浓度相近,其水葫芦产甲烷量也较接近,分别为229mL CH4/gVS和235mL CH4/gVS,分别占理论产气量的68%和66%.水葫芦厌氧发酵主要利用其中的纤维素、半纤维素和粗蛋白.无论是哪种组分,白山湾水葫芦的降解率均最低.在厌氧发酵过程中,四种水体水葫芦产生的有机酸均以乙酸和丙酸为主；草海水葫芦发酵产生的有机酸浓度最高,可达2466 mg/L,白山湾水葫芦最低,仅为915 mg/L.研究发现水体氮、磷浓度影响水葫芦化学组分含量的差异及结构组成(根冠比),可能是影响水葫芦厌氧生物降解性能及产气量差异的主要因素. 2.为验证根冠比对水葫芦产气的影响,对水葫芦不同器官根、茎、叶进行了中温批式厌氧发酵比较.结果表明,水葫芦不同器官的化学组分含量差异显著,可生物降解性也不同,从而导致产甲烷量差异显著.水葫芦叶有机碳、蛋白质含量最高,产甲烷量也最高,达246 mL CH4/gVS,水葫芦茎产甲烷量为177 mL CH4/gVS,根系粗蛋白含量最低,木质素含量最高,其产甲烷量最低,为110mL CH4/gVS.水葫芦根的可生物降解性最低,在厌氧发酵过程中,无论是SCOD还是VFA,在水葫芦根发酵液中的浓度均远低于水葫芦茎和叶,且纤维素、半纤维素的降解率也不及茎、叶的50%.分析表明水葫芦根部木质素含量过高可能是造成水葫芦根可生物降解性能差的主要因素.PCRDGGE分析表明,水葫芦根、茎、叶发酵污泥的细菌种群相似性较低,水葫芦叶发酵污泥的细菌多样性丰富度最高,水葫芦根最低,而古菌多样性差异较小且相似性较高,无论是细菌还是古菌,水葫芦根部的厌氧微生物种群结构与水葫芦茎、叶的差异较大. 3.采收频次不同,影响水葫芦的生物量及化学组成.一次性采收与分期多次采收的水葫芦相比,木质素含量增加,粗蛋白、总氮、总磷、总钾含量下降,两者产气量相差显著.一次采收性水葫芦的原料产气率为231 mL/gTS (268 mL/gVS),而多次采收的水葫原料产气率达到336 mL/gTS (517 mL/gVS),因此,对水葫芦进行定期多次采收,不仅可以提高水葫芦生物量带走更多的水体氮磷,还可以获得更高的产能效率. 4.接种量、发酵温度、微量元素、酸化预处理都对水葫芦厌氧发酵产气有影响.接种对厌氧发酵的启动至关重要,且接种量越大,产气速率也越快,通过实验比较,最佳接种比例为1：1(VS之比)；高温(55)发酵可以提高产气速率,缩短产气周期,但总产气量、原料降解率与中温(35)发酵无明显差异；添加Fe、Co、Ni可以提高产甲烷速率,但对总产气量无影响,对三种微量元素的影响力分析表明Fe2+,Co2+,Ni2+；酸化预处理可以提高原料产气率,其中,酸化处理3d的水葫芦干物质产气率比新鲜水葫芦提高了10.4%. 5.对水葫芦进行固液分离,分别以水葫芦、水葫芦挤压汁为底物,在室内2个CSTR反应器内进行了运行比较研究.结果表明,以水葫芦为底物直接进行厌氧发酵,适宜有机负荷为2.0 kgVS/m3/d,原料产气率为267 mL/gVS,平均容积产气率为0.61m3/m3/d,水力滞留时间(HRT)为27 d,平均甲烷含量为58%；而以水葫芦挤压汁为底物,有机负荷可达6kg COD/m3/d,原料产气率为231 mL/g COD,容积产气率可达1.4 m3/m3/d,平均甲烷含量为66%,水力滞留时间仅需2.4d,COD平均去除率达85%,MLVSS平均去除率可达88%.PCR-DGGE分析表明,水葫芦挤压汁有机负荷的提高对厌氧微生物多样性影响不大,但影响其种群结构,尤其是产甲烷菌群结构. 6.水葫芦挤压渣厌氧发酵产气量为398 mL/gTS (445 mL/gVS),甲烷含量可达59%,其产气潜力与新鲜整株水葫芦相当.3个批次挤压渣发酵运行中试结果均表明,在环境温度条件下,采用渗滤液回流方式,经厌氧发酵30 d,其水葫芦挤压渣产气量均可达到产气潜力的75%左右,最高容积产气量达0.6 m3/m3/d,平均容积产气率为0.25 m3/m3/d. 7.采用生命周期法对水葫芦厌氧发酵能源化利用评价结果为：全球变暖、环境酸化、富营养化影响指数分别为2.1,10-3、4.89x10-2和1.98,10-1；与能源作物发电及传统火力发电相比较,水葫芦厌氧发酵能源化利用方式中C02、SOX、NOx等污染物排放量均较低,对环境的负面影响最小,但水葫芦能源利用的生命周期效率仅为0.09,低于能源作物热电联用的技术途径(0.119).水葫芦厌氧发酵能源化利用中,石化能源消耗、堆肥及沼液沼渣施用过程中氨挥发损失,是影响水葫芦能源转化效率与环境影响指数的重要因素. 以上研究表明,将水葫芦作为厌氧发酵底物,制取生物质能,采用水葫芦固液分离-挤压汁、挤压渣分开厌氧发酵的能源利用技术途径,在技术上是可行的,经济上更高效,且环境影响较小,是一条水葫芦资源化利用的新途径. 发展低碳经济是中国实现可持续发展,提高国际竞争力,降低环境成本的内在要求,中国政府在“十二五规划”中明确提出到2020年单位国民生产总值C02排放要比xx年下降40-45%,要完成此目标, _着以下困境：快速的经济增长、以煤炭为主的能源消费结构、较低的能源效率和较大的经济结构调整压力. 为支持中国发展低碳经济,本文在探讨中国发展低碳经济的背景基础上,首先研究了中国能源消费和碳排放增长的原因,从而 _发展低碳经济现状有了更深入的了解.能源消费按细分行业进行了研究,而碳排放则在生产函数框架下进行了研究,可以了解非能源要素投入和要素替代对碳排放增长的影响,为了解碳排放增长的原因提供了新的视角.研究发现经济规模增长和经济结构转变是中国1992-xx年能源消费增长的主要原因,中国经济规模增长和资本强度提高是中国1997-xx年碳排放增长的主要原因,能源使用实际技术进步是帮助减少碳排放的主要因素,但由于负的能源价格替代效应存在,能源使用技术进步的贡献并没有预期那么大. 随后,对发展低碳经济过程中的能源效率和经济结构调整两个关键问题进行了研究.能源效率在目前我国研发投入相对较低、研发体制不完善,由资源禀赋决定的能源结构相对固定情况下,本文重点对经济开放和技术溢出 _能源效率影响作了实证研究,从而为如何利用国外资源和技术帮助提高中国能源效率提供了实证依据.对省际全要素能源效率的实证研究发现,港澳台地区的外商直接投资(Foreign Direct Investment, FDI) _省际全要素能源效率起到了正的作用,而非港澳台地区(主要是欧美日韩)却起到了负的作用.进口通过直接提高技术进步的方式,促进了省际全要素能源效率提高,但对技术效率促进作用不显著.出口由于竞争的加剧显著促进了中国省际全要素能源效率进步.经济特区的建立并未 _能源效率提高起到促进作用.对工业行业全要素能源效率的实证研究发现,水平方向上,港澳台FDI的技术溢出并不显著,但进口和非港澳台FDI的显著促进了工业行业全要素能源效率增长.后向关联上,港澳台FDI的溢出效应对工业行业全要素能源效率有正向促进作用,非港澳台FDI的则起到了恶化作用.FDI前向关联并未产生显著的垂直技术溢出. 经济结构调整,本文则基于结构路径分解法将单个行业或部门结构调整扩展至行业链结构调整,为如何进行行业链结构调整帮助减少碳排放提供了实证依据和可操作的思路.另外,电力工业作为中国碳排放最多的行业,本文还详细研究了在生产阶段和终端消费阶段对电力工业有最大影响力的部门和行业,从而为引导对电力工业有关键影响力的行业生产技术进步和行业结构调整提供了决策依据.研究发现引导电力工业、金属冶炼和化学工业的生产技术进步和控制它们的扩张规模,对抑制电力工业碳排放有最高效率且有最好效果.最后,结合本文结果给出了相关政策建议. 20世纪90年代以来,随着教育全球化的来临,世界各国普遍推行基于标准的课程改革.在这一背景下,开展教师课程实施程度的检测成为大样本调查教师课堂教学实施状况的重要方法,而构建课堂教学与课程标准一致性分析模型则是检测教师课程实施程度的重要视角.就我国而言,基础教育领域关于课堂教学与课程标准一致性的研究起步较晚.但是,伴随着新课程改革的不断深入,这一话语在教育理论与实践中日益得到共识.研究表明,教师是课程实施的主体,大样本调查教师课堂教学实施状况,其目的就是为了促进教师对新课程方案的理解,进而落实新方案,创新教学模式,不断提升教师专业水平和学校的教育教学质量.以往了解教师课堂教学信息,主要通过教师座谈、访谈、听评课、教学录像分析、简单的问卷调查、学生学习成绩分析等路径来进行.但是借助这些方法获取的信息比较零散,有时候还会相互矛盾,很难有说服力.因此,研究者将教师课堂教学状况难以开展大样本调查的现象比喻为“黑匣子”.为打破大样本教师课堂教学调查的“黑匣子”,国内外课程研究者做了长期深入的研究.其中,1999年,美国学者波特等人研制的“SEC”课程实施调查模型,被公认为是教师课堂教学状况调查的有效工具和方法.基于此,本论文以初中化学教师为研究对象,采用“SEC”调查模型,探讨 _初中化学课堂教学与课程标准的一致性水平状况.具体包括以下问题:初中化学课堂教学与课程标准之间是否相一致哪些方面是一致的,哪些方面是不一致的什么因素影响其一致性水平应采取何种策略来提升其一致性水平等.从现有的研究资料来看,目前对这些问题尚未深入开展,而对此问题的探讨不仅可以掌握初中化学课堂教学与课程标准一致性水平状况,而且更重要的是可以建构本土化的课堂教学与课程标准一致性分析理论模型,广而推之地调查及分析义务教育不同学段、不同年级、不同学科的课堂教学与课程标准一致性水平状况,全面检测不同学科、不同年段中小学教师的课程实施程度,进而促进基础教育质量的不断提升.本论文共分为八章,第一章是导论部分.主要阐述初中化学课堂教学与课程标准一致性问题研究的背景、研究的目的、问题与内容以及研究的创新之处等.第二章是文献综述部分.主要包括:核心概念界定,课程目标相关问题研究,课程标准相关问题研究,课程实施相关问题研究,课堂教学实施相关问题研究,基础教育领域一致性分析理论研究等内容.第三章是课堂教学与课程标准一致性分析的理论模型部分.主要包括:“SEC”调查模型的一般概述,“SEC”调查模型的可行性分析,“SEC”调查模型的本土化改造等内容.第四章是研究设计与方法部分.主要包括:研究的基本思路,研究方法的确定,研究对象的确定,研究资料的搜集过程与方法,研究的效度、信度和*等内容.第五章是研究发现部分.研究内容包括:一是初中化学学习目标维度课堂教学与课程标准的一致性水平的总体状况分析.二是三类地区初中化学教师在学习目标上的一致性水平的差异状况.三是研究结论与分析,主要包括初中化学目标维度课堂教学与课程标准一致性水平的特征分析,三类地区初中化学教师在学习目标上的一致性水平的差异特征分析.第六章也是研究