燃煤烟气微藻固碳减排技术现状与展望

燃煤电厂排放的烟气中含有CO2、SOx、NOx、重金属等污染物,显著影响了大气环境。传统的电厂烟气处理技术包括烟尘控制、烟气脱硫和脱硝等,存在工艺设备复杂、能耗高、处理成本高及二次污染重等问题,制约其应用。相比于传统燃煤电厂烟气减排技术,微藻固碳减排技术具有工艺设备简单、操作方便和绿色环保等优势。通过微藻固碳减排技术处理烟气时,微藻细胞可以通过光合作用固定烟气中的CO2,同时吸收NOx和SOx作为生长所需的氮源及硫源,并能够吸收烟气中的汞、硒、砷、镉、铅等重金属离子,获得的微藻生物质可进一步转化制取生物柴油、乙醇、甲烷等生物燃料及高附加值产品,具有广阔的发展前景。笔者深入分析CO2、NOx、SOx等典型燃煤烟气污染物在微藻培养体系中的溶解、传输与转化机理及路径,系统探讨烟气污染物的微藻减排机理及其对微藻生长的影响规律。并根据烟气成分、光生物反应器结构形式、气液传质特性等对微藻生长、固碳减排的影响规律,综述了藻种筛选、光生物反应器、曝气方式等方面的研究进展及存在的问题,探讨了强化微藻生长及烟气污染物脱除的原理和方法,提出了基于燃煤电厂余热、余压综合利用的微藻烟气固碳减排及生物质采收集成系统,为燃煤电厂烟气的绿色减排技术的研究及应用提供指导。     

内嵌式抽油杆防喷器的研制与应用

在油田井下作业施工中，做好油井防喷是施工安全的关键。即便在低压区块，由于管杆结垢、结腊，油杆断脱、卡泵等原因，不能进行压井或循环不能彻底，或高油气比的井筒，在起下抽油杆作业时必须安装抽油杆防喷装置。目前，国内各油田上无统一的抽油杆防喷装置，各设备生产厂家或油田用户研制的抽油杆防喷器存在种类繁多、结构复杂、成本高、体积大，从而增大操作劳动强度、关井不迅速及关井后不方便进行洗压井等后续作业等缺点。通过对比国内油田各单位现场使用的抽油杆防喷器，优化并研制了内嵌式抽油杆防喷器，该装置具有安装方便快捷、体积小、重量轻，能够大大地降低操作工的劳动强度，同时具有抗高压性能，而且安装封井后还可以进行放压和洗压井，有利于井喷后下一步工作的展开。目前吐哈油田已经全面推开，通过近两年来，从未发生过井涌、井喷险情，从而做到了本质安全生产。     

侧开式合页空心抽油杆捞筒的研制与应用

由于管杆偏磨、疲劳等造成抽油杆断脱,在抽油井中更严重,使打捞作业频繁。目前的打捞工具适用于实心抽油杆,在打捞空心抽油杆时存在2个问题,成功率低。介绍了侧开式合页空心抽油杆捞筒的结构和工作原理。该工具采用在油管内直接打捞的方式,能打捞各种规格的抽油杆和防脱器,操作简单,作业效率高。     

仿生酶菌协同体系预处理木质素机理及特性

白蚁-真菌自然共生体系可有效转化木质纤维素类生物质,其本质在于对木质素物理结构的破坏和官能团的修饰,减少木质素对酶的非生产性吸附,从而提升酶解糖化效率,为生物质高效能源化利用提供新思路。本文基于白蚁肠道中存在的分解木质素酚类单元的漆酶（La）和蚁巢内降解木质纤维素的蚁巢伞菌（Te）,构建La和Te协同预处理木质素体系,比较La和典型的木质素降解菌黄孢原毛平革菌（PC）对木质素模型化合物碱木素的预处理特性。结果表明,在降解La预处理的碱木素过程中,Te产生的漆酶（La）和木质素过氧化物酶（LiP）活性最大值较未处理的碱木素样品分别提升43.3%、58.5%,PC产生的漆酶（La）和锰过氧化物酶（MnP）活性最大值较未处理的碱木素样品分别提升35.9%、31.6%。漆酶预处理强化了Te、PC对碱木素官能团的修饰和物理结构的破坏。傅里叶红外转换光谱分析（FTIR）表明酶菌协同体系处理后碱木素特征官能团的吸收峰显著降低。扫描电镜（SEM）和压汞测试结果表明酶菌协同体系对碱木素表面结构破坏严重,La和Te协同（La+Te）体系预处理后的碱木素平均孔径比单一La和单一Te分别显著提升31.1%、45.6%。经La+Te体系预处理后的碱木素最大酶吸附量较未处理的碱木素减少了51.5%,由于非生产性吸附显著减少,后续纤维素酶的转化率较未处理的碱木素样品提高了71.5%。本文证明了通过漆酶与真菌协同作用可有效改变碱木素物化特性,从而有效促进后续纤维素的酶解糖化,为木质纤维素类生物质高效利用提供指导。     

小麦秸秆水热预处理半纤维素降解动力学研究

水热预处理是木质纤维素原料高效能源转化的主要工艺流程之一，但是以小麦秸秆为原料的水热预处理的反应路径与反应机理仍有研究不足之处, 制约该预处理过程的优化及实际生产应用。本文以小麦秸秆为研究对象，实验研究了木质纤维素水热预处理过程反应动力学。研究发现，在水热预处理过程中，小麦秸秆的主要降解过程是半纤维素降解产生低聚木糖、木糖以及糠醛的过程，半纤维素在水热过程中几乎完全降解。随着预处理温度的升高，水解液中低聚木糖和木糖的浓度降低，而糠醛的浓度增加；随着保温时间的延长，低聚木糖与木糖的浓度先增加后减小，糠醛的浓度会趋于稳定。根据实验结果提出反应路径并拟合获得动力学速率常数和反应活化能，所获的动力学模型可以很好地解释反应物浓度的变化，与实验数据吻合良好。该模型可以为小麦秸秆水解预处理系统的设计提供参考。     

桥塞封堵管柱优化设计及应用

常规可钻桥塞存在易中途坐封、丢手困难的问题,故作业风险大、操作要求高。为此,对原有管柱结构进行了优化设计,对送塞工具予以改进,在管柱结构中增加了常开阀,从而降低了对施工人员的要求及施工难度,最大限度地避免桥塞下入过程中的坐封事故。通过现场应用,取得了显著的效果。