农村地区沼气净化脱硫的试验研究

[目的]探讨天然气膜法创新性分离技术在农村沼气脱硫中的应用。[方法]利用聚酰亚胺致密气体膜进行沼气脱硫,研究进气流量、膜两侧压差、进气温度和渗透侧压力等对脱硫效果和传质通量的影响,分析温度对分离效果的影响趋势。[结果]结果表明,含H2S为301 mg/m3的沼气,可将硫含量降至9 mg/m3以下,完全符合国家管输标准(<20 mg/m3)。单级膜组件在膜两侧压差为0.20 Mpa、进气流量为0.30 m3/h时,脱硫效率最高,达97%。进气温度25℃,原料气温度12~70℃,在气体流量0.64 m3/h,两侧压差0.21 Mpa时,H2S和CH4的传质速率相差6倍。[结论]聚酰亚胺致密气体膜通过改变工艺条件可有效脱除H2S酸气。     

溴化锂溶液绝热吸收水蒸气的传质强化研究

依据双膜理论假设,建立了规整填料绝热吸收器数学模型,通过对连续性方程和动量方程简化得出速度关系式,从而保证程序计算结果收敛和减少计算时间,依据计算结果分析了喷淋溶液温度、浓度、流量和吸收压力对传质系数影响,并将计算结果和实验结果进行比较.结果表明,增加喷淋溶液流量能显著增大溴化锂溶液绝热吸收过程传质系数;数值计算结果和实验结果吻合较好.     

喷雾-喷动床半干法烟气脱硫研究

提出了一种新型的喷雾一喷动床半干法烟气脱硫技术。研究了Ca/S摩尔比、入口SO2浓度、进气温度、表观气速、静床层高度及喷动粒子直径等对脱硫率的影响。结果表明：脱硫率随着CAS摩尔比、入口SO2浓度、静床层高度的增大而增大;而随进气温度、表观气速、喷动粒子直径的增大而减小。用Ca(OH)2做脱硫剂,Ca／S大约为1时,脱硫率可达90％以上。此脱硫技术具有流态化性能好,传热传质效率高,脱硫效果好等突出优点,特别适合于中小型燃煤锅炉烟气脱硫。     

鱼类循环水养殖纯氧增氧设备的设计与增氧性能测试研究

介绍了一种用于工厂化循环水养殖的纯氧增氧设备,利用射流器将水和纯氧混合后射入混合罐中,增加氧气与水的接触时间,并设有未溶解氧气的回收装置.通过在线自动检测溶解氧的变化,对射流器的主要尺寸进行优选,确定理想尺寸.通过溶解氧的变化监测试验,证明了纯氧增氧比空气增氧具有更大的优势;通过对设备的氧气利用率和动力效率进行试验研究,得出了不同进气流量下的变化规律,设备的氧气利用率可达87.18%,动力效率与进气流量呈正相关关系.     

地下水源热泵不同运行方式对含水层参数影响分析

通过案例计算,分别对地下水源热泵采用定流量和定压差2种运行方式对含水层参数变化特性的影响进行研究.研究结果表明,与地下水源热泵采用定流量运行方式相比,采用定压差运行方式时含水层孔隙率和渗透系数平均增大率分别为0.45%和2.07%,采用定压差运行方式对含水层参数变化特性的影响程度大于定流量运行方式.对于完整井,增大取水井井径和含水层厚度会使2种运行方式对含水层参数变化特性的影响减弱.     

合成苯酚的有机合成型离子膜燃料电池的研究Ⅱ——气体流量和分压对有机合成型燃料电池放电性能的影响

研究了气体流量和分压对合成苯酚的有机合成型离子膜燃料电池放电性能的影响。发现当氧气压力为0.32Mpa、氧气流量在5ml/min-15ml/min时，电池放电电性能最好。     

温室蔬菜滴灌管堵塞防治试验研究

温室蔬菜滴灌中滴灌管常覆于膜下,不易发现其是否被堵塞,针对这一情况,分别选取未用的新管和使用了5年的旧管,对它们在不同堵塞率下的压力和流量进行了测试.通过对试验结果的分析发现,滴灌管堵塞后滴头出水不畅,流量和首尾压差均随堵塞率的增加而减少,故提出了用堵塞管首尾压力差与新管首尾压力差的比值来判断膜下滴灌管堵塞率的方法,并结合调查结果,分析了当地滴灌管堵塞的原因,提出了一些防治滴灌管堵塞的建议以及今后应进行的研究工作.     

低温燃料电池用质子交换膜的气体渗透性研究

以目前应用较为广泛的Nafion 211膜为对象，研究温度、湿度以及压差对膜的氢/氧渗透性影响.结果表明，提高温度和阴阳极两侧气体的压力之差均会导致膜渗透性增加，氢、氧渗透量随温度的升高近乎呈指数增加，而随压差的增加近乎线性增加.湿度对Nafion 211膜的渗透性的影响不呈单一趋势，当膜从干态到约40%RH时，氢气渗透量随之减少；继续增加湿度到100% RH，氢气渗透量随之增加.     

白菜渣汁混合高温厌氧发酵产沼气及微生物群落结构研究

为了探究蔬菜渣和蔬菜汁混合后对其厌氧发酵产沼气潜力的影响,并为混合蔬菜渣汁厌氧发酵工程的应用提供合理性的分析与建议.采用批量式的发酵方式,选取白菜渣汁混合物为反应原料,在高温(55±1)℃下,底物质量分数为3％、白菜渣粒径为0.85 mm,其中白菜渣加水的实验组3(白菜渣68.34 g,水331.66 mL接种物的量为120 mL) TS降解率、VS降解率、第2个日产气高峰、最高CH4含量和累积总产气量分别为56.13％、61.06％、525 mL、66.19％和3390 mL,发酵前后pH值分别为7.2和7.6均在产甲烷菌的正常pH范围,结果均优于其他实验组的对应指标.利用100 L的发酵罐对其进行连续搅拌厌氧发酵产沼气的小试放大实验并分析生物群落结构,通过高通量测序发现在纲水平上,古菌主要以甲烷杆菌纲、甲烷微菌纲为主;在属水平上,嗜热弯曲甲烷热杆菌属是反应器中最主要的产甲烷菌(占总菌量的55％～81％),甲烷八叠球菌属是第二主导的产甲烷菌属(占总菌量的16％～42％).在连续搅拌过程中,甲烷主要由甲烷八叠球菌属利用CO2和H2通过还原CO2产甲烷途径和乙酸产甲烷途径产生,即甲烷八叠球菌属对连续搅拌实验组的甲烷产生起主导作用.     

PE微滤膜处理餐饮废水的试验研究

采用外压管式的PE微滤膜装置处理餐饮废水,研究了操作压差、料液流量、操作时间等操作条件对膜通量的影响,确定了最佳操作条件(操作压差为0.12MPa,料液流量为100L.h-1)。在最佳操作条件下对模拟餐饮废水进行了处理,结果表明,PE微滤膜对模拟餐饮废水有较好的处理效果,处理后水质达到了CJ3082—1999标准。同时,对膜污染的防治与清洗也进行了一定探讨,结果发现采用短时脉冲反冲洗效果较好。     

膜分离技术纯化番茄皮色素提取液的研究

从截留分子量为30 kDa的再生纤维素膜,孔径为0.2μm的聚偏氟乙烯膜、聚四氟乙烯膜、聚醚砜膜中筛选耐乙酸乙酯腐蚀的膜材料及提取液膜纯化的工艺条件。结果表明,截留分子量为30 kDa的再生纤维素膜是番茄皮色素提取液纯化的最适膜材料,纯化过滤最优条件为:压力0.10 MPa、温度35℃。应用膜分离技术纯化番茄皮色素提取液可使杂质截留率平均达到60%以上,而色素损失率在10%以内。     

西北地区掺氢式沼气/柴油双燃料发动机的研究

针对西北高原地区空气稀薄、进气压力相对较低、发动机功率下降和现有双燃料发动机成本高的现状,在分析了几种天然气柴油双燃料发动机改装方案后,对ZS1115小型柴油机供气系统、供油系统等进行研究,设计出1套由混合器、增压中冷装置和调速装置组成的控制系统,实现了双燃料发动机的正常运转;并提出了1种氢气进气道并联沼气进气道、氢气节气门与沼气进气节气门串联的附加系统,提高了混合气的燃烧速度.结果表明:该双燃料发动机功率维持在原柴油机水平,燃油消耗率明显提高,成本低,在西北地区具有一定的适应性,为该地区双燃料发动机的进一步开发提供了参考.     

煤层气采气管道压降特性试验

煤层气的排采特性决定了进入采气管道的煤层气同时含有水和粉尘等颗粒杂质,气体在流动过程中的压降损失势必受到水和固体颗粒的影响。为此,利用试验环道模拟煤层气集输管道多相介质的流动特点,试验研究了气液两相和气固两相流动的压降特性,得出如下结论：煤层气采气管道气体流速应控制在4～8m/s范围内,并应适当采取清管等措施,减少固相沉积物;采气管道水力计算可以忽略固体颗粒的影响而采用气液两相压降计算方法。（图6,参7）     

小麦新鲜根系铁氰化钾还原酶与氢、钾跨膜运输的关系

为研究麦根质膜氧化还原反应与钾离子吸收的关系,比较不同基因型小麦吸钾差异,以水培和短期生物吸收试验方法,检测到小麦根系铁氰化钾还原酶的存在,而且不同品种铁氰化钾还原酶还原活性不同。反应液中由于根系内外质子和钾离子的迁移,加与不加铁氰化钾,不同品种根系都引起了溶液pH的改变,但外部电子受体Fe(CN)63-的存在即铁氰化钾还原酶底物的存在加强了溶液pH改变(更多为降低)的程度。铁氰化钾还原也明显影响了根系钾离子的吸收或外排动态,但不同品种影响不同。小麦根细胞膜氧化还原系统明显影响质子和钾离子的跨膜运输,不同品种影响不同。     

甲烷水合物在冰浆中的鼓泡生成特性

以水合物的形式储运天然气具有储存压力低、安全可靠等优点,但水合物在天然气储运技术领域的应用仍然受到储气量低、生成速度慢等因素的限制。以甲烷水合物为研究对象,通过试验研究了压力、恒温浴温度、表面活性剂SDS质量浓度以及甲烷气体进气时间对甲烷水合物在冰浆中鼓泡生成的作用规律。试验压力范围为4～6 MPa,恒温浴温度范围为-1～1℃,表面活性剂SDS质量浓度范围为100～800 mg/L。结果表明:压力变化对最终的储气体积摩尔浓度影响不大;当恒温浴温度由-1℃上升至1℃时,反应持续时间缩短11.5%～17.4%,储气体积摩尔浓度降低7.4%～8.5%;适当延长进气时间,有助于缩短诱导时间,提高甲烷水合物的生成速率和最终储气体积摩尔浓度。     

最不利管道泄漏情形下燃气管廊的安全性评估

地下燃气管廊属于半密闭空间,燃气管道一旦发生泄漏极易引发严重的爆炸事故,对泄漏发生后管廊的安全性进行分析可以为事故的应急处理提供理论指导。为此,根据中国某燃气管廊的结构,针对燃气管道最不利点处发生泄漏的情形,采用CFD软件对其进行建模及求解,研究不同泄漏孔径及不同通风模式下管廊内甲烷质量浓度的变化情况,划分管廊内的爆炸危险区域,并对管廊的安全性作出评估。研究结果表明:当泄漏孔径分别为10 mm、50 mm、100 mm时,管廊内甲烷的质量浓度场趋于稳定后,事故通风模式下管廊顶部的甲烷质量浓度较正常通风模式分别下降了50%、45%、36%;当通风量一定时,泄漏孔径的增大虽然会带来燃气泄漏量的增加,但并非一定会导致危险区域的扩大,较小的泄漏孔径可能会带来更大的安全隐患;当燃气泄漏量较大时,如不能控制好通入的空气量与泄漏的燃气量之间的比例关系,反而可能会引发更为严重的后果。妥善处理管廊内燃气管道泄漏事故的关键在于控制好通风量和甲烷泄漏量之间的比例关系。     

高压对水稻种子细胞膜透性和淀粉酶活性的影响

    以粳稻品种秋光为材料,利用不同压力处理不同浸种时间的水稻种子,研究了处理后水稻种子细胞膜透性和萌发过程中淀粉酶活性的变化,并分析了它们与发芽势和发芽率的相关性.结果表明:高压处理后,种子发芽势和发芽率随处理压力的升高而降低,种子细胞膜透性随处理压力的增大而增加,且不同浸种时间之间也存在显著性差异;种子在萌发过程中α-淀粉酶和β-淀粉酶活性随处理压力的增加而显著降低;高压处理后种子的发芽势和发芽率与细胞膜透性的增加百分率呈显著负相关,而与α-淀粉酶和β-淀粉酶活性均存在极显著的正相关,表明高压处理使种子的发芽势和发芽率降低与细胞膜透性的增加及淀粉酶活性降低有关.     

葡萄糖酸钠发酵中底物-产物作用对氧传递的影响及发酵过程优化

[目的]探讨葡萄糖酸钠发酵中底物-产物作用对氧传递的影响,以期为黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钠的生物工艺优化提供理论依据。[方法]通过小型反应器试验,分别确定了葡萄糖酸钠和葡萄糖两种物质对溶液体积传氧系数的影响,进而又考察了两种物质交互作用的影响,在该基础上对发酵工艺进行改进,将原先的代放工艺改成葡萄糖流加工艺,通过流加葡萄糖维持较低的糖浓度,利用OUR为参照指标,在维持相同OUR水平下,比较了两种发酵工艺。[结果]研究中发现葡萄糖酸钠浓度的升高会显著降低kLa,而葡萄糖对其影响则较小;在葡萄糖酸钠溶液中逐渐升高葡萄糖的浓度,会造成kLa的下降,低浓度的葡萄糖有利于体系的氧传递。葡萄糖的消耗及葡萄糖酸钠的积累对体积氧传质速率有明显的影响,在实现相同菌体的氧气摄取速率情况下,优化后新工艺所需的搅伴转速和通气流量等设备供氧条件明显优于原工艺,新工艺在降低发酵能耗的同时,还避免了原工艺中代放操作造成的未利用底物的浪费。[结论]该研究探明了葡萄糖酸钠发酵中底物-产物作用对氧传递的影响,优化了黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钠的生物工艺。     

A methanotrophic marine molluscan (bivalvia, mytilidae) symbiosis: mussels fueled by gas

An undescribed mussel (family Mytilidae), which lives in the vicinity of hydrocarbon seeps in the Gulf of Mexico, consumes methane (the principal component of natural gas) at a high rate. The methane consumption is limited to the gills of these animals and is apparently due to the abundant intracellular bacteria found there. This demonstrates a methane-based symbiosis between an animal and intracellular bacteria. Methane consumption is dependent on the availability of oxygen and is inhibited by acetylene. The consumption of methane by these mussels is associated with a dramatic increase in oxygen consumption and carbon dioxide production. As the methane consumption of the bivalve can exceed its carbon dioxide production, the symbiosis may be able to entirely satisfy its carbon needs from methane uptake. The very light (delta(13)C = -51 to -57 per mil) stable carbon isotope ratios found in this animal support methane (delta(13)C = -45 per mil at this site) as the primary carbon source for both the mussels and their symbionts.