基于Copula-Shuffle方法的风光互补制氢合成绿色甲醇系统两阶段随机优化

为实现“双碳”目标,推进氢能多领域应用,设计一种风光互补制氢合成绿色甲醇系统,提出面向电化工(P2X)系统的Copula-Shuffle风光出力不确定性与相关性调度场景生成方法。基于所提系统内各设备运行特性,以净收益最大为适应度函数建立两阶段随机优化模型并进行仿真分析。结果表明,所提系统经过设计调度优化后,利用电解槽启停待调度及氢储能灵活调控,主动平抑风光不稳定输出,满足绿色甲醇合成设备的柔性变负荷调节与连续生产约束,实现各设备间的深度协同运行。所提系统可充分消纳新能源电力,具有初步盈利能力,研究成果可为绿色甲醇产业提供一定的指导。

废弃秸秆制备发酵液碳源实验研究

当前城镇污水在生物脱氮过程中大多存在内部碳源不足问题,需额外添加碳源,以满足微生物的代谢需求。新型生物质碳源相比较传统碳源环境安全性高、脱氮效果显著。该实验以生物质废弃玉米秸秆为原料,采用厌氧发酵方法制备生物质发酵液,设计了不同固液比和发酵温度对碳源化学需氧量(COD)等评价指标的影响,得出最优发酵工艺条件。利用高效液相色谱(HPLC)、分光光度法、16S高通量测序等对生物质发酵液产酸机理进行解释。在最佳C/N下进行反硝化实验,出水各项指标均满足城镇污水排放一级A标准,说明制备的生物质碳源具有良好的反硝化性能。

萘-十氢萘有机液体储氢技术研究进展

氢气未被高效存储是制约绿色氢能大规模应用的瓶颈。相比现有储氢技术,萘-十氢萘有机液体储氢作为一种极具应用前景的储氢技术,有望为未来能源储存和利用提供一种全新、高效的解决方案。萘-十氢萘储氢体系可提升有机液体储氢量、完善加氢/脱氢循环以及提高经济性。综述了萘-十氢萘有机液体储氢技术研究进展,分析了萘加氢和十氢萘脱氢机理,讨论了萘加氢与十氢萘脱氢的催化剂结构、工艺过程和技术经济性等,总结了萘-十氢萘有机液体储氢技术面临的主要挑战。从需求关键点出发,通过深入探究十氢萘脱氢反应机理,从原子角度设计高效催化剂,构筑催化剂表面结构,提高十氢萘脱氢效率,以推动萘-十氢萘有机液体储氢技术的商业化。

有机废水发酵法生物制氢中试研究

利用厌氧细菌的产酸发酵作用进行生物制氢的生物制氢技术 ,在世界范围内受到普遍重视。然而 ,多数研究都集中在纯菌种的产氢机理上 ,而对混合菌种的研究较少。该文在小试研究成果的基础上 ,利用驯化的厌氧活性污泥进行了中试规模的生物制氢试验研究 ,获得了 30mol/kgVSS .d的持续产氢能力。试验结果表明 ,将运行参数控制在温度 35℃、pH4 0～ 4 5、HRT4～ 6h、ORP - 10 0～ - 12 5mV、进水碱度 30 0～ 5 0 0mg/L (以CaCO3 计 )、容积负荷 35～ 5 5kgCOD/m3 ·d等范围时 ,发酵法生物制氢反应器的最大持续产氢能力可达 5 7m3 /m3 ·d。中试制氢反应器具有良好的抗负荷冲击能力和运行稳定性 ,对制糖废水中的COD去除率可达到 2 0 %以上 ,去除单位COD可获得 2 6mol/kgCOD的产氢率。

甲醇蒸汽转化制氢技术

介绍了甲醇蒸汽转化制氢技术的工艺及所采用的双功能催化剂ＱＭＨ０１的特点。双功能催化剂使流程简化，在同一反应器中将吸热反应和放热反应偶和在一起，降低了能耗。与同规模的天然气或轻油蒸汽转化制氢相比，能耗可降低５０％左右；与电解水制氢相比，氢气成本是其１／２左右。

有机废水厌氧发酵产氢技术的现状与发展

采用厌氧发酵产氢技术处理有机废水产生氢气,并且实现工业化生产的研究在国内外受到广泛关注。文章归纳分析了国内外的厌氧发酵生物产氢原理、厌氧发酵产氢途径及厌氧发酵产氢影响因素,如产氢菌株、基质产氢潜能和外部环境等因素,并总结厌氧产氢数学模式,提出研究与应用中存在的主要问题,最后对该技术的应用发展前景进行了探讨。

生物质制氢气的研究

氢能是一种新型的洁净能源，是新能源研究中的热点．生物质法制氢是一项很有发展前途的技术，但受到多种因素的影响，目前还难以大规模地进行，气化法制氢是制氢枝术中成本最低的，也是目前应该重点发展的技术．简要论述了国内外对生物质制氢研究的原理及相关技术，指出了此项技术的研究热点和发展方向．

Cr-Zn催化剂上甲醇水蒸气转化反应动力学Ⅰ.本征动力学

研究了甲醇水蒸气转化制氢反应在Cr -Zn催化剂MOR -67上的本征动力学。试验表明 ,CO和CO2 同时生成 ,可用水蒸气转化反应和甲醇分解反应作为独立反应平行进行的模型表示。利用非线性最小二乘法确定模型参数 ,并进行F统计检验。

纤维素类生物质厌氧发酵产氢的研究

以不同的天然堆肥作为产氢菌源,考察了不同纤维素类生物质废弃物的产氢能力.并以麦麸为供氢体,研究了产氢过程的代谢机制和生物液相组成的变化.实验结果证实,在最大产氢能力的批式实验条件下,不同底物的发酵产氢过程基本类似,生物相中氢和二氧化碳的体积分数分别为49%～62%和51%～38%,没有甲烷气体被检出.在此基础上,在5 L混合反应器中以玉米秸秆为底物进行了产氢放大实验,产氢速率达0.8～1.2L/h.

厌氧发酵生物制氢试验研究

在摇瓶试验的基础上,利用经预处理的牛粪堆肥作天然厌氧微生物菌种来源,对模拟有机废水的生物制氢研究进行了小规模实验.结果显示:在实验条件下,反应器具有140mL/(L·h)的持续产氢能力,平均氢含量50%左右,COD的平均去除率30%左右;蔗糖产氢能力174mL/g,效果显著,为该生物制氢研究在工业发展中的可行性提供了理论依据.

Clostridium paraputrificum M-21发酵制氢培养条件研究

利用类腐败梭状芽孢杆菌M 2 1(ClostridiumparaputrificumM 2 1) ,在 37℃、15 0r min条件下发酵制氢 ,以葡萄糖为碳源 ,蛋白胨为氮源 ,1mol的葡萄糖可以产生 1 0 5mol的氢气 ,最终所产气体中有 70 %H2 和 30 %CO2 (体积百分数 )。最优初始pH范围为 7 0～ 7 5 ,少量乙酸的存在对氢气的生成有促进作用 ,若大量存在 ,会严重抑制菌的生长。在C N质量比为 1 0时 ,所产氢气体积最多 ,1g葡萄糖可产生 75mLH2 (常温常压 )。在高温 83℃下对种菌预处理 30s促进孢子的萌发 ,会缩短发酵产氢的时间。以淀粉为碳源 ,所产氢气体积略微高于葡萄糖 ,1g淀粉可产生 78mLH2 (常温常压 ) ;以蔗糖为碳源 ,所产氢气体积略微低于葡萄糖 ,1g蔗糖可产生 72mLH2 (常温常压 )。该菌不能降解利用羧甲基纤维素 ,木质素磺酸钠 ,及纸浆等。

发酵生物制氢研究进展

综述了近年来发酵生物制氢领域的研究进展。在菌种方面,除了对现有产氢菌种的深入研究外,还采用生物学,分子生物学及生物信息学手段建立产氢菌种库;在氢酶的研究方面,已逐步从基因确定、功能研究拓展到基因工程构建高效产氢菌研究;而在与废弃生物质处理相结合的反应过程方面,研究主要集中在利用不同种类的废弃物的产氢和高效产氢反应器上。此外,还初步总结了目前对发酵制氢可行性和经济性的评价,并对其发展方向提出了新的看法。

乙酸对发酵产氢过程的抑制影响

以甲酸为发酵原料进行试验,控制发酵料液的pH在4.8左右,试验共分为10组,每组中分别含有不同浓度的乙酸作为抑制剂。采用批量发酵工艺,进行厌氧发酵产氢,研究乙酸在产氢过程中的抑制作用。由试验可知,当乙酸浓度≥7000mg/l时,抑制作用显著,使产气停止。

甲醇氧化重整制氢工艺条件的研究

在Cr Zn氧化物催化剂上考察了各种工艺条件对甲醇氧化重整 (POX)制氢过程的影响。正交实验表明 :对甲醇的转化率、氢气的选择率、氢产率和产物中CO、CO2 的浓度影响显著程度为反应温度 >氧醇比 >水醇比。该催化剂无需预还原可直接使用 ,反应压力选择在 0 .3～ 0 .5MPa ,合适的反应温度为 650～ 70 0K ,氧醇比 0 .1 5～ 0 .2 0 ,水醇比约 1 .0。

超临界水气化生物质催化剂及工艺研究

介绍了生物质超临界水气化制氢技术的研究进展,并对该技术中使用的催化材料进行了归纳和综述。指出以提高产氢率为目的,必须结合反应路径选择合适的催化剂,并综合考虑各种影响因素。而深入研究反应机理,开发新的高效、稳定的催化剂是目前该领域重要的研究方向。

离子束修饰提高钛阴极析氢活性

研究了双重离子注入Ｗ＋／Ｎｉ＋，Ｗ＋／Ｍｏ＋及溅射Ｆｅ后再单离子注入Ｃｏ＋或Ｗ＋等离子束修饰的钛电极在１ＮＨ２ＳＯ４中的析氢电催化性能．结果表明：与纯钛电极相比，离子束修饰电极的催化析氢活性得到显著改善．其中，注Ｗ＋／Ｎｉ＋电极的析氢过电位降低３００ｍＶ．用ＸＰＳ和ＡＥＳ能谱分析了离子束修饰电极的表面元素及相结构，讨论了修饰电极催化析氢机理．

TiO_2纳米管光催化分解水产氢研究新进展

介绍了TiO2纳米管光催化产氢的机理和特点,综述了国内外提高TiO2纳米管光催化产氢性能方法的新进展,指出了利用可见光是未来光催化产氢的主要研究方向,并且展望了TiO2纳米管产氢研究的发展趋势。

甲烷重整制氢用催化剂的研究进展

氢气作为高效、洁净的二次能源将成为未来社会的主要能源之一。甲烷重整是一种被广泛使用的经济、高效的制氢工艺。催化剂是重整工艺中的重要组成部分,其种类、活性和寿命对氢气的产率、纯度和制氢成本具有重要影响。详细论述了甲烷水蒸气重整、二氧化碳重整、部分氧化重整用催化剂的种类、制备方法和催化机理等。

光催化分解硫化氢制取氢气的研究

以连续流动进Ｈ＿２Ｓ气体系统，在室温条件下研究了用Ｘｅ灯照射含有催化剂的ＮａＯＨ水溶液时，Ｈ＿２Ｓ光催化分解为Ｈ＿２气和元素Ｓ的反应．分别采用ＣｄＳ、Ｖ＿２Ｏ＿５／ＴｉＯ＿２和Ｖ＿２Ｏ＿５／Ａｌ＿２Ｏ＿３为催化剂，考察了产氢量与介质中ＮａＯＨ含量及照射时间的关系，讨论了光催化分解Ｈ＿２Ｓ的反应机理．结果表明，连续流动通入Ｈ＿２Ｓ气体进行光催化分解的方法是可行的，并接近实际可能应用的情况．

生物质超临界水气化制氢中催化剂的研究进展

生物质超临界水气化制氢具有高的气化率和产氢率,反应不生成焦油、木炭等副产品。因此超临界水气化制氢是很有发展前途的方法。本文介绍了超临界水气化制氢过程中催化剂研究的最新进展,包括碱性催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂以及矿石类催化剂,同时介绍了这几种催化剂的反应机理。金属催化剂具有明显高的产氢率和低温催化能力,将是今后发展的重点。