不同产氢速率对安全壳内氢气分布影响的数值模拟

利用计算流体力学软件(CFX),初步研究了严重事故下氢气在安全壳空间内的流动特性,分析了不同产氢速率对安全壳内氢气分布的影响。结果表明:各种氢气释放速率情况下,氢气分布的基本趋势一致;不同的产氢速率对氢气分布的影响主要体现在氢气运动到安全壳穹顶时所形成的涡旋不同,氢气释放速率低的序列,氢气容易滞留在穹顶,然后向下慢慢扩散,分布较均匀;氢气释放速率高的序列的氢气运动方向性强,容易向下空间运动,分布的区域集中些,分层现象明显。

几种低碳醇在Pt/TiO_2上的光催化产氢速率的研究

主要考察了无氧条件下低碳醇 (甲、乙、丙醇 )在 Pt/ Ti O2 表面光催化重整反应制氢 .深入探讨了几种低碳醇与其放氢速率的构 -效关系 ,提出了低碳醇在 Pt/ Ti O2

不同溶质溶液对氢棒产氢速率的影响

目的比较氢棒在不同溶质溶液中的产氢速率,并明确溶液中氢和含氧量的相关性以及氢与氧化还原电位的关系。方法采用含有金属镁的氢棒与水反应产氢的方法制备富氢溶液,具体分为:NaCl、Na_2SO_3、Na_2SO_4、CH_3COOH和CH_3COONa溶液组,分别配制0%、0.2%、0.9%和3%的不同浓度上述溶液,并依次分别在0、2、4、6、8、10h后测定各溶液的含氢量、含氧量、氧化还原电位和pH值。结果在制备时间相同时,NaCl溶液浓度越高其产氢速率越高。溶液中氢气与氧气的含量呈显著负相关(R^2=0.9306),含氢量越高含氧量越低;溶液中随含氢量的增加氧化还原电位逐渐降低,而pH值则逐渐升高。在不同溶质溶液中,氢棒的产氢速率顺序为Na_2SO_3>NaCl>Na_2SO_4(P<0.05或P<0.01)。在乙酸溶液中,与钠盐溶液相比,其氢棒的产氢速率显著高于钠盐溶液(P<0.05),含氢量随时间延长而逐渐增加;氧浓度显著低于钠盐溶液(P<0.05),含氧量随时间增加逐渐减少。结论溶液中溶质的种类和浓度以及溶液的含氧量和酸碱度对氢棒的产氢速率具有显著影响,提示可通过调整溶液中溶质的种类和浓度,制备所需要的不同氢浓度含量的富氢溶液,为氢棒制氢在临床以及日常生活中的应用提供参考依据。

不同产酸发酵菌群产氢能力的对比与分析

重点对乙醇型发酵菌群和丙酸型发酵菌群的产气及产氢能力进行了对比研究 ,并对发酵菌群由丙酸型演替为乙醇型过程中的产氢速率变化进行了分析 .在有机负荷相同的条件下 ,乙醇型发酵菌群表现出较高的产氢速率和比产氢速率 ,最大产氢速率为 1 4 99L/d ,最大比产氢速率为 3 5 86 4 5mmol/ (kg·d) .而丙酸型发酵菌群产氢速率和比产氢速率都较低 ,分别为 3 62L/d ,1 96 4 6mmol/ (kg·d) .生物制氢反应器在运行中维持乙醇型发酵更有利于获得较高的氢气产量 。

生物制氢反应器不同发酵类型产氢能力的比较

对生物制氢反应器乙醇型发酵和丁酸型发酵的产氢能力及其生态学特性进行了对比分析.结果表明,NADH/NAD+平衡调节是影响不同发酵类型产氢差异的主要原因.在有机负荷为40 kg/(m3.d)条件下,乙醇型产酸发酵菌群表现出较高的产氢能力,最大比产氢速率为550 m l/(gVSS.d),是丁酸型产酸发酵菌群比产氢速率的3.3倍.综合两种发酵类型特性、运行操作条件和制氢成本考虑,乙醇型发酵更适合作为生物制氢工业化生产的发酵类型.

活性污泥的连续流发酵产氢实验研究

采用好氧活性污泥为种泥,以连续流搅拌槽式反应器(CSTR)作为发酵生物制氢反应装置,对发酵法生物制氢系统的启动和运行进行了实验研究。反应器有效容积为10L,接种污泥取自哈尔滨啤酒厂有机废水好氧生物处理系统的二沉池。反应器在污泥接种量为6.09 g·L^(-1),进水有机物浓度2000 mg COD·L^(-1),pH 5～7,HRT 8 h和(35±1)℃的条件下启动,运行27 d后达到稳定的乙醇型发酵状态,最高产气速率和产氢速率分别达到10.1 L·d^(-1)和5.8 L·d^(-1)。在进水有机物浓度提高到4000 mg COD·L^(-1),其他控制条件不变的情况下,系统可在3 d内重新达到新的平衡,最高产气速率和产氢速率分别达到20.7 L·d^(-1)和10.8 L·d^(-1),而氢气含量和发酵类型未发生改变。

高效产氢细菌新种——Ethanologenbacterium sp.X-1的分离鉴定及其产氢效能

为获得高效产氢发酵细菌 ,采用改进的厌氧Hungate培养技术 ,从生物制氢反应器CSTR中分离一株产氢细菌X 1。对该株细菌进行了形态学特征、生理生化指标、16SrDNA和 16S 2 3SrDNA间隔区序列分析等研究。结果表明与最相近的种属Clostridiumcellulosi和Acetanaerobacteriumelongatum等的 16SrRNA基因序列同源性为 94 %以下。16S 2 3SrRNA间隔区基因序列比对分析显示保守区域仅为tRNAAla和tRNAIle序列 ,其它可变部位没有同源性区域 ,鉴定为新属Ethanologenbacteriumsp .。该株细菌为专性厌氧杆菌 ,代谢特征为乙醇发酵 ,葡萄糖发酵产物主要为乙醇、乙酸、H2 和CO2 。在pH4 0和 36℃条件下最大产氢速率是 2 8 3mmolH2 (gdrycell·h)。

发酵生物制氢反应器的产氢菌生物强化作用研究

将发酵产氢菌Ethanoligenens sp．B49投加到连续流搅拌槽式反应器（CSTR）的活性污泥中，以糖蜜废水为底物，进行强化活性污泥产氢效能的研究．对生物强化前和生物强化后反应系统的产氢能力、发酵产物组成和pH值进行了对比分析．结果表明，在COD容积负荷为12kg／（m^3·d）条件下，投加产氢菌可显著提高反应系统的产氢能力并改善发酵产物组成．反应系统的比产氢速率从强化前的3．6mmol／（kg·d）提高到强化后的5．7mmol／（kg·d），是生物强化前的1．5倍．生物强化前，反应系统液相发酵产物乙醇、乙酸和丙酸的平均浓度分别为6．8、5．3和4．8mmol／L，生物强化后乙醇、乙酸和丙酸的平均浓度分别为10．5、7．5和1．7mmol／L，其中乙醇型发酵目的产物乙醇和乙酸在总发酵产物中的比例从生物强化前的72．0％提高为强化后的86．8％．生物强化作用使出水pH值从4．5～4．7下降为4．3．产氢菌的生物强化作用有助于反应器在低负荷运行期迅速形成产氢能力较高的乙醇型发酵．

光合产氢细菌优势菌群富集及其产氢实验研究

利用特殊培养基从光照充裕、有机质含量高的猪场粪便排放处的污泥中富集培养光合细菌混合产氢菌群,对该混合菌群的产氢培养基进行优化,并研究混合菌群的产氢特性。实验结果表明,此菌群的最佳产氢培养基配方为:氯化铵0.4g/L,氯化镁0.2g/L,酵母膏0.1g/L,磷酸氢二钾0.5g/L,氯化钠2.0g/L,谷氨酸钠3.5g/L。此菌群以1%的葡萄糖为基质时,产氢时间长达204h,最大产氢量为3.41L/L,最大产氢速率为44.17mL/(L.h),最高氢气含量为46.73%,具有工业化应用价值。

预处理方法对活性污泥利用木糖产氢的影响

以木质纤维素水解后的主要单糖——木糖为底物,研究了酸处理、碱处理、热处理、红外照射处理活性污泥对发酵产氢过程中的产氢量、产氢速率、产氢延迟时间的影响。实验结果表明:在100℃的条件下,最佳热处理时间为10min,在该条件下,80ml培养基累计产氢量和每小时最大产氢速率分别达到312ml和22ml/h,较未处理的活性污泥分别提高133%和50%;最佳的酸处理条件为pH=4,处理活性污泥24h,可使产氢的延迟期由10h缩短为2h,累计产氢量和产氢速率分别提高58.2%和42.5%;红外处理和碱处理对产氢的延迟期没有影响,对累计产氢量和产氢速率的影响也相对较弱。

Al-Ga-Mg-Sn多元铝合金的水解产氢行为

采用坩埚电阻炉熔炼制备了6种不同成分的Al-Ga-Mg-Sn多元铝合金。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和产氢性能测试装置等系统研究了多元铝合金铸态下的显微组织和相组成、水解反应产物的相组成以及在30、50、70和90℃纯水中的产氢速率和产氢量。结果表明:Al-Ga-Mg-Sn多元铝合金铸态组织由铝基体相、Mg_2Sn和Ga_2Mg相组成,水解反应产物主要为Al O(OH)等;同一成分试样,产氢速率和产氢量均随温度的升高而增加;不同成分试样在同一温度下,产氢速率和产氢量与低熔点元素Ga含量和合金相中铝基体相/第二相的比例有关;产氢的起始温度主要由低熔点元素Ga+Sn含量决定。进一步分析发现:水解产氢行为发生后,产氢速率k与热力学温度T服从阿伦尼乌斯公式,即ln k与1/T呈线性规律。

光合细菌混合菌群产氢影响因素

以花园土壤中富集分离出来的光合细菌混合菌群为研究对象,分别考察碳源、氮源、初始pH值、光照方式、接种量、培养温度对产氢量的影响.结果表明:葡萄糖和草酸铵是最适宜的碳源和氮源,最大产氢量分别为23.09 mL/L和0.889 mL/L;在酸性条件下的产氢量高于碱性条件;在12 h光照-12 h黑暗交替光照条件下,产氢量高于连续光照;当接种量为10%、培养温度为30℃时最易形成优势菌种,产氢量最高.

活性污泥驯化对棉花秸秆厌氧发酵产氢的影响

采用棉秆厌氧发酵制氢,既可实现农业废弃物的资源化利用,又可获得可再生能源——氢气。以棉花秸秆为发酵底物,以污水处理厂活性污泥为产氢菌源,主要研究活性污泥驯化时间(煮沸时间、培养时间、超声波处理时间)及污泥质量等因素对棉花秸秆产氢性能的影响。结果表明,25g活性污泥未经驯化时,棉花秸秆厌氧发酵产氢性能较低,累计产氢量仅为34.60m L/g。当活性污泥经驯化后,棉花秸秆的产氢性能大幅提高,活性污泥质量为25g、煮沸15min、超声波处理120min、培养12h时,棉秆厌氧发酵制氢效果最佳,最大累计产氢量为51.46m L/g,相比未驯化时提高近50%,平均产氢速率为9.36m L/(g·h),混合气体中氢气物质的量分数为42.12%。污泥驯化后极大地提高了棉花秸秆发酵制氢效率,为低成本、规模制氢技术奠定了基础。

优势产氢-产酸发酵类型的建立及比较

利用两套连续流搅拌槽式生物制氢反应器(CSTR),采用优化的启动参数,实现了优势产氢-产酸发酵类型(乙醇型和丁酸型)的启动和稳定运行;计算两者的投碱量,发现维持丁酸型发酵所消耗的碱是维持乙醇型发酵的7倍;在稳定运行阶段,在相同进水COD负荷情况下,两个反应器的产气及产氢能力基本相当,日产氢量在11．3-14．5 L范围内,而丁酸型发酵的生物持有量为乙醇型的1．8倍,而乙醇型发酵菌群的比产氢速率要高于丁酸型,分别为平均21．2 mol／(kgVSS·d)和11．1 mol／(kgVSS·d)。试验证明,乙醇型发酵茵群具有更宽的pH耐受幅,因此对环境的适应能力更强。

序批式光合制氢反应器中光衰减特性及其对产氢性能的影响

研究了不同入射光波长及光照强度条件下含不同浓度沼泽红假单胞菌CQK-01的序批式光合制氢反应器中的光强衰减特性,同时分析了在光波长为590nm照射下光路长度和光照强度对产氢速率的影响。实验结果表明:在可见光波段范围内,反应器中光衰减系数随光波长的增加而减小,随细菌浓度的增加而增加;反应器中光合细菌在短光路长度、高光照强度下可较快达到最大产氢速率,并获得较大的平均产氢速率。同时在实验结果的基础上,拟合得到光衰减系数与光波长和细菌浓度的实验关联式,并将不同光波长、细菌浓度和入射光强影响下光衰减关联式计算值与实验测量值进行比较,结果表明两者吻合较好。

温度对Al-Ga-Mg-Sn铝合金产氢性能的影响

铝基材料水解产氢具有广泛的应用前景.通过电炉熔炼制备了5种新型Al-Ga-Mg-Sn铝合金;利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析手段表征合金在铸态下的组织结构;采用制氢装置测试铝合金在50、70、90℃自来水中的产氢速率和产氢量.结果表明:Al-Ga-Mg-Sn铝合金组织由铝基体和Mg_2Sn组成,水解产物为AlO(OH)等;同一成分试样,产氢速率和产氢量均随温度的升高而增加;不同成分试样在同一温度下,产氢速率和产氢量与低熔点元素Ga、合金相中Al(s)和Mg_2Sn的体积分数有关.进一步分析发现:产氢动力学服从直线规律,即同一试样产氢速率与温度成正比,并基于实验结果进行了拟合与验证.

水热法制备CdS同质结及其在清洁能源生产中的应用

以CdCl_(2)·2.5H_(2)O和Na_(2)S·9H_(2)O为原料,通过一步水热法成功制备了c-CdS/h-CdS同质结。采用XRD、Raman、SEM、UV-Vis DRS、SPV等表征手段对样品的结构形貌、能带结构、光生电子和空穴的分离效率进行分析,以可见光为光源,考察样品光催化分解水产氢活性。研究结果表明,c-CdS和h-CdS的能带结构匹配,能够组成“II型”同质结,这种同质结能够提高光生电子和空穴的分离效率,进而提高光催化活性。在可见光分解水产氢实验中,c-CdS/h-CdS同质结样品的产氢速率高达1855μmol·(g·h)^(-1),为纯c-CdS和纯h-CdS样品的1.6倍和2.5倍。

不同来源污泥产氢CSTR的启动和运行特性研究

分别利用好氧污泥和厌氧污泥作为厌氧接触制氢系统的接种污泥,以连续搅拌槽式反应器(CSTR)的运行为基础,探讨了不同接种污泥反应器的启动运行特性。反应器在接种量为6 g MLVSS/L、HRT为8 h、系统温度(35±1)℃、初始进水COD浓度为1 000 mg/L,等条件下启动。好氧种泥系统在33 d内达到稳定的乙醇型发酵,乙醇和乙酸之和的质量百分数占液相末端发酵产物总量的80.4%,系统平均产气速率和产氢速率分别达到35 L/d和14 L/d,系统pH值和碱度分别维持在4.7和510 mg/L左右。厌氧种泥系统在27 d内达到乙醇型发酵,乙醇和乙酸之和的质量百分数占液相末端发酵产物总量的84.7%,平均产气速率和产氢速率分别达到9 L/d和2.4 L/d,系统的pH值和碱度分别维持在4.6和630 mg/L左右。

混合培养系统厌氧发酵同步产氢产乙醇研究(英文)

采用连续流槽式搅拌反应系统(ACSTR)作为反应装置,以制糖废水为底物,污水处理厂剩余污泥为反应的启动污泥,着重研究底物质量浓度和HRT对系统同步产氢产乙醇性能的影响.结果表明,在不同的底物质量浓度和HRT条件下,乙醇产量和氢气产量有着相同的变化趋势.当底物质量浓度和HRT分别为6 g COD/L和6 h时,乙醇和氢气产量分别为1.62/7.25 mmol/(L·h)and 2.97/8.73 mmol/(L·h).线性分析发现乙醇产量和氢气产量之间有很好的相关性,线性方程分别为y=0.156 6x+0.4487(r2=0.8778)和y=0.148 8x+1.671 4(r2=0.9838).

电镀法制备Ru/Ni-foam催化剂及其催化硼氢化钠水解产氢性能研究

氢能作为一种高效、环保的可再生能源,具有广阔的应用前景,通过催化剂使硼氢化钠(Na BH4)水解产氢是一种安全、高效和实用性强的化学产氢技术。以电化学沉积方法制备的Ru/Ni-foam(Ru/NF)作为硼氢化钠水解制氢的催化剂,研究了不同的反应温度、不同的硼氢化钠浓度、不同的反应p H以及催化剂稳定性4种因素对该催化反应的影响规律。结果表明:用电镀方法得到的Ru/NF催化剂在10%(质量分数)Na OH、15%Na BH4、室温条件下,可以达到1894 m L/(min·g)的产氢速率,具有很好的实际应用前景。