基于直膨式太阳能热泵的相变储能地板联合供暖系统

该文建立了直膨式太阳能热泵联合相变储能地板供暖系统实验平台,介绍了系统的运行方式以及匹配计算,并对河北石家庄供暖季的典型日进行分析,得到相关实验数据。结果表明:相变储能地板模块在经过8:00～16:00间对能量的储存之后,储热量可供晚间17:00至次日8:00用量,可保证室内在20℃左右的温度下连续供暖10 h。本系统太阳能热泵COP稳定在4. 5左右,最大接近5. 5。相变储能地板系统充分利用了相变材料可储存能量且潜热巨大的特点,弥补了太阳能不稳定的缺陷。系统的实用性和节能性更加突出,具有很好的应用前景。     

光合细菌对味精废水处理效果的影响研究

在改进型SBR(MSBR)反应器中利用光合细菌处理味精废水.研究光合细菌的两种代谢方式对味精废水COD的去除率影响和从味精废水生物处理反应器活性污泥和生物膜中富集分离光合细菌,结合光合细菌的细胞结构特点和代谢方式讨论其对活性污泥絮凝性能的影响.研究结果表明:黑暗系统中,处理味精废水活性污泥絮凝性能较光照系统中的活性污泥絮凝性能相对有较大的提高;黑暗条件下,光合细菌被强制进行有氧呼吸代谢方式,这样可以提高味精废水生物处理构筑物的有机物降解速率,出水COD优于光照好氧条件下的,出水比较清亮,有机物的去除率也有所提高.     

玉米秸秆与牛粪预混联合发酵工艺研究

利用食草牲畜粪便牛粪中含有纤维素分解菌的特性,以及木质纤维素可被纤维素分解菌分解为可被光合产氢微生物利用的还原糖和小分子酸等物质的特点,以还原糖产量为参考指标,研究玉米秸秆与牛粪预混联合发酵过程中p H值、预处理时间、预处理温度和粒径等因素对纤维素分解菌的生长和还原糖产量的影响,并利用联合发酵糖化液进行光合生物制氢。结果表明,单因素分析下的最优工艺条件为:p H值6.0~7.0,预处理温度50℃,预处理时间7 d,玉米秸秆粒径0.097 mm。优化工艺条件下的发酵液产氢量最大,达498.67 m L,说明该技术可行。     

太阳能-桩储热技术经济性分析

太阳能-桩储热技术是利用太阳能辐射和混凝土桩内埋设换热管储热,可以减少土壤源换热管打井的工作量及灌浆回填等工序.通过对太阳能-桩储热技术的经济性分析,得出该技术造价相对于土壤源热泵系统可以节省25％左右的打井费用,经济效益巨大,是高效开发与利用太阳能和地下热能的一种新方法.     

高温下环状五肽构象的分子模拟

运用能量优化和随机动力学模拟了高温下环状五肽的构象,通过能量优化产生粗结构,实现了对此粗结构的随机动力学模拟。结果表明,对本文的研究对象,该模拟方法是高效合理的,该方法提供了一种生物分子结构和功能研究的新思路,模拟结果对从分子水平上揭示高温环境下生物分子的空间结构提供了理论依据,并可应用于生物分子结构和功能的研究中。     

建材中搀蜡可调节室内温度

弗赖堡夫琅禾费太阳能系统研究所的研究人员最近研制了一种用于内墙的灰泥 ,这种新的灰泥夏天能使室内保持舒适的温度 ,冬天有助于节省能源。这家研究所的研究人员在这种建筑材料中搀和了石蜡。 3厘米厚的墙借助新的灰泥可以达到 4 0厘米厚的水泥墙的蓄热程度。搀蜡的灰泥夏天会使室内保持凉爽 ,空调设备将变得多余。夫琅禾费太阳能系统研究所的工业伙伴是化学康采恩巴斯夫公司。夫琅禾费太阳能系统研究所的科学家们是在利用液态蜡能够蓄热这一点。它会吸收能量 ,使蜡分子溶解。这种材料凝固时 ,能量会重新释放出来。石蜡是一种相变材料。它…     

多功能智能织物纳米技术

未来武装部队(AFAN)的生存能力和机动性对具有多种防护和耐久功能的轻质结构材料提出了更高的要求.例如,除了武器、化学(生物化学)鉴别和防护设备及能量系统外,士兵还要携带越来越多的通信设备.因此,制造制服的织物除了具有防护的功能外,还应具有冲击防护、化学(生物)鉴别及传感、化学(生物)防护以及能量产生及存储的功能.这样就迫切需要建立新的材料体系和方法来把物质合成与结构设计结合起来.实验证明,由电纺丝过程制造的纳米级(直径≤100 nm)纤维能实现这样的功能.这些纳米纤维类似于自然界生物体系,以等级结构被组装,最终形成线形、平面形和三维组装体系.把电子聚合物及传统聚合物结合起来,     

秦皇岛市太阳能开发利用发展对策研究

根据秦皇岛地理位置特点和城市定位,秦皇岛市开发利用太阳能主要从光伏发电、太阳能生态建筑、太阳能与风能协同进行海水淡化、太阳能与地热复合式空调系统和旅游场所综合利用太阳能等几方面进行发展。     

地铁门吊垂直运输作业危险能量动态隔离研究

为实时监控地铁施工门吊作业,及时发布安全预警事故信息,构建地铁门吊作业能量隔离系统是必要的。分析门吊垂直运输作业中的危险能量,包括动能、重力势能和风能。基于能量隔离分析方法,设计危险能量动态隔离方案。采用无限射频识别技术、超声波探测技术及红外侦测技术,实现动能和重力势能的动态隔离。采用风力计及车载报警装置,实现风能隔离。整合3个能量隔离方案,综合硬件配置及软件应用,全面研发能量动态隔离系统。通过实际工程应用,检验隔离系统效果。结果表明,地铁施工门吊作业能量隔离系统能够实现地铁门吊垂直运输中危险能量的动态隔离,及时发布预警信息管控不安全行为。     

通风口高度对太阳能烟囱建筑自然通风和自然排烟性能的影响研究

安装太阳能烟囱后的建筑具有效果优良、节能环保的自然通风系统。室内通风口高度是太阳能烟囱建筑性能的关键参数之一。提出通过改变太阳能烟囱建筑室内通风口高度位置,使太阳能烟囱既可用于建筑的日常自然通风,也能实现室内火灾场景下的自然排烟。利用缩比例实验台研究了不同室内通风口高度对太阳能烟囱建筑自然通风与自然排烟效果的影响,发现自然通风和自然排烟效果随通风口高度增加呈现先增大后减小的趋势,且最佳室内通风口高度位于窗户上檐位置附近。研究结果对太阳能烟囱建筑的建筑结构关键参数设计具有指导意义。     

生物填料地下渗滤系统处理生活污水的中试研究

以活性污泥等生物基质为填料.在不同的水力负荷和有机负荷条件下,研究了地下渗滤系统对生活污水的处理效果.中试结果表明:地下渗滤系统对COD、NH_4~+-N和TP有着良好的去除效果,在水力负荷为4 cm·d~(-1),污染负荷为280 mg·L~(-1)和320 mg·L~(-1)时.COD、NH_4~+-N和TP的去除去分别达到91.2%、97.2%、88.0%和90.6%、95.6%、90.4%;水力负荷达到450 mg·L~(-1)时,有机物及氨氮的去除率下降迅速,仅为83.2%和85.5%,TP的去除率略有提高,为91.7%;平均污染负荷为300 mg·L~(-1),水力负荷为4.0 cm·d~(-1)、6.5 cm·d~(-1)和8.1 cm·d~(-1)时,COD、NH+4_4~+-N和TP的去除率分别达到90.6%、97.4%、90.0%.87.3%、96.8%、84.0%和85.6%,96.3%,83.3%;适宜的生活污水处理条件是水力负荷为8.1 cm·d~(-1),污染负荷低于450 mg·L~(-1).在以上工况下的出水水质均优于生活杂用水水质标准(CJ251-89)和沈阳市污水处理中水回用标准,处理效果稳定;系统垂直方向的氨化细菌分布较均匀,硝化细菌在70 cm以上区域数量较多,反硝化细菌在70 cm以下区域数量较多;氨化细菌与COD、NH_4~+-N和TN的去除率的相关性显著,硝化及反硝化细菌与COD、NH_4~+-N和TN的去除率的相关性极显著;氨化、硝化和反硝化细菌与TP的去除率的相关性均不显著,说明生物作用不是TP脱除的主要途径.     

基于Gaussian的甲烷爆炸微观反应计算分析*

为从微观热力学及动力学角度更深入了解甲烷爆炸微观反应机理,应用Gaussian软件DFT理论,B3LYP-D3(BJ)/6-31+G*水平对利用敏感性分析方法得出的甲烷爆炸反应简化机理中各驻点进行结构优化与频率计算,在M06-2X/def2-tzvpp水平上计算单电能,得到反应物、中间体、过渡态、产物的稳定构型及其参数、热力学数据,并计算得到各反应的焓变、吉布斯自由能变及自由能垒。研究结果表明:甲烷爆炸微观反应机理中基元反应1,9无过渡态,其他反应存在过渡态;基元反应1,4等为反应体系提供热量,保证甲烷氧化反应不断进行,反应1放热最多,焓变为-433.7 kJ·mol-1;关键自由基OH·的生成是反应3 O2+H·→OH·+O·与反应4 O·+H2→OH·+H·相互协同与促进的结果;反应3 O2+H·→OH·+O·为该甲烷爆炸机理的决速步,自由能垒为312.4 kJ·mol-1。研究结论可为深入研究甲烷爆炸微观反应机理和化学抑爆机理提供借鉴。     

黄单胞菌生物滴滤塔处理硫化氢能力及产物研究

以黄单胞菌为硫氧化菌种挂膜于生物滴滤塔,研究其去除能力及产物.通过测定压降、生物量确定挂膜时间,以进出气口浓度变化反映去除效率,测定营养液pH值变化,用SEM电镜扫描、能谱分析、X射线衍射对产物进行分析.结果表明,黄单胞菌挂膜时间为4 d,持续运行,菌种均匀地分布于填料表面;保持气体流量为1 L/min,H_2S气体质量浓度在2 000 mg/m~3以下时,去除率大于90.5%,单位体积最大生化去除量为43.23 g/(m~3·h);以10 d为周期添加营养,系统的pH值在5～7;自然沉降得到的黄色颗粒状沉淀粒径为3.161～31.90 μm;能谱分析表面主要成分为C、O、S,应该为微生物和S系物;X射线衍射分析表明干燥粉末的主要无机物质存在形态为S单质.塔在弱酸环境运行,能减少对装置的腐蚀,营养液中通过物理沉降、过滤、低速离心的简单手段,就能回收产物S单质.     

两级序批式MBR膜污染特性研究

采用两级SBR与膜法相结合的两级序批式MBR工艺处理生活污水,考察两级序批式运行模式对膜污染特性的影响.对运行111 d后的平板膜污染阻力分布进行了测算,并对两级序批式MBR与连续流单级好氧MBR的平板膜污染速率进行对比试验.结果表明: 两级序批式MBR的平板膜污染阻力以凝胶极化阻力为主,占总阻力的43%,沉积阻力较低,仅占总阻力的10%;与连续流单级好氧MBR相比,两级序批式MBR可以在更高的膜通量下运行,保持更低的膜污染速率,在运行42 d后,过膜流量从100 L/h下降至85 L/h,过膜压差从1.52×10~4 Pa增加至2.22×10~4 Pa;而连续流好氧MBR系统,过膜流量从61 L/h降低至39 L/h,过膜压差却从1.01×10~4 Pa增加至2.63×10~4 Pa.研究表明,两级序批式MBR工艺可以改善膜过滤过程的水力条件,从而有效地减缓浓差极化,降低沉积污染及凝胶层污染,序批式、膜间歇运行与空曝的结合起到了关键性作用.     

4种硝酸酯热安定性的绝热试验研究

利用绝热加速量热仪(ARC)对硝酸正丙酯(NPN)、硝酸异丙酯(IPN)、太根(TEGDN)、敌根(DEGDN)4种硝酸酯的热稳定性进行了绝热试验研究,得到绝热放热曲线和热分解特征参数。分析了4种物质分解过程的特点,对测试结果进行了修正。计算得到动力学参数和自加速分解温度SADT,以此作为评估热安定性的判据。结果表明,4种硝酸酯在外界热作用下容易发生分解,反应速度较快,伴随明显的热效应和压力效应。4种硝酸酯的热安定性由好到差排序为:IPN、NPN、TEGDN、DEGDN。     

含能材料CL-20的热安全性测试分析

CL-20是一种高能量、高性能的炸药。为了研究CL-20的热分解性能,分别采用DSC-TG、DSC-TG-QMS联用系统和高压型差示扫描量热仪(DSC 204 HP)对CL-20的热安全性进行了测试分析,并计算了CL-20的热力学参数和动力学参数。结果表明,CL-20固体炸药在不同升温速率下的TG曲线基本相似,都只有一个台阶。在升温速率为10 K/min时,CL-20在放热峰温处的活化焓、活化熵和活化自由能分别是177.26 k J/mol、52.61 J/(K·mol)和149.7 kJ/mol。CL-20热分解后的气体产物主要有NO、CO、CO_2和H_2O,离子流强度约为10-9A,其中H_2O的离子流强度最大。不同压力时CL-20热分解的过程不同,在压力高的情况下CL-20分解放热更多,反应过程越剧烈,热安全性越差。与常压下相比DSC放热峰值温度降低。     

Process safety aspects in water-gas-shift (WGS) membrane reactors used for pure hydrogen production

The syngas produced by coal gasification processes can be utilized in Pd-based water-gas-shift membrane reactors for the production of pure H₂. Pd/alloy composite membrane reactors exhibit comparative advantages over traditional packed bed reactors such as simultaneous reaction/separation in one compact unit and increased reaction yields. Furthermore, the development of comprehensive process intensification strategies could further enhance membrane reactor performance resulting in a substantially smaller and functional, inherently safer, environmentally friendlier and more energy efficient process.A systematic non-isothermal modeling framework under both steady state and dynamic/transient conditions for a catalytic high temperature water-gas shift reaction in a Pd-based membrane reactor has been developed to characterize the dynamic behavior of the process system at various operating conditions from a process safety standpoint. In particular, various reaction conditions as well as key process variables such as feed temperature and flow rate, catalyst loading, driving force for H₂ permeation are considered as they are critically related to various safety aspects in the operation of a Pd-based membrane reactor. Within the proposed framework, process parameters and operating conditions which may induce hazards and compromise process safety are identified, analyzed and characterized. Finally, the proposed approach is evaluated through detailed simulation studies in an illustrative case study involving a real Pd-based membrane reactor used for pure hydrogen production and separation that exhibits complex behavior over a wide operating regime.     

反硝化细菌抑制石油集输系统中硫酸盐还原菌试验研究

建立了两个UASB反应器(UASB-1和UASB-2)。其中UASB-1模拟石油集输系统中硫酸盐还原菌的生存环境,强化系统中硫酸盐还原菌的滋生,使其不断产生硫化氢气体。该系统的液体进入后续UASB-2厌氧反应器,其主要作用是在其中形成反硝化作用的环境条件,以控制石油输集系统中不断滋生的硫酸盐还原菌,从而达到控制硫化氢气体的目的。结果表明,硫酸盐还原菌的最佳氧化还原电位(ORP)为-370～-300mV,而反硝化细菌的最佳ORP为-150～-50mV。向系统中投加亚硝酸钠可迅速增加反应器中的ORP,并为反硝化细菌提供充足的氮源。当系统中的w(SO24-)∶w(NO2-)=8∶1.2时,抑制效果最佳,可以将硫化氢的产生降低至10%。运用16S rDNA基因克隆-变性梯度凝胶电泳分析方法研究了系统中微生物种属的变化情况。结果表明,反硝化细菌能够有效抑制系统中硫酸盐还原菌繁殖,系统中3种典型硫酸盐还原菌(脱硫弧菌属、脱硫肠状菌属、脱硫单胞菌属)逐渐消失,同时反硝化细菌的种属和数量都显著增加。     

二叔丁基过氧化物的热失控动力学研究

为研究二叔丁基过氧化物(DTBP)热失控危险性,利用C600微量量热仪对DTBP热分解动力学进行试验研究,测定DTBP在不同升温速率下的起始放热温度和分解热,分别用非等转化率法和等转化率法得到DTBP热分解反应的动力学参数。用非等转化率法确定反应的最佳反应级数为1,相应的活化能分别为137.75、132.60、128.61和122.93 kJ/mol,指前因子分别为8.82×1012、6.69×1012、2.06×1012和3.89×10111/s。用等转化率法确定的活化能范围为102～138 kJ/mol,并拟合出活化能与转化率的关系曲线。结合计算出的动力学参数,通过对DTBP分解机理的分析,可以推断其具有热失控危险性。