隧道内燃料电池机车氢气泄漏扩散特性分析

氢燃料电池动力系统应用于轨道车辆,替代传统内燃机或弓网受流系统,能显著降低建设投资,并具有高效率、无污染、零碳排放、低噪音等优势。然而由于氢气（H₂）易燃易爆,一旦泄漏,会威胁到人或财产安全,特别在狭小封闭或半封闭空间,空间受限不利于H₂扩散会加剧H₂聚集,因此氢燃料电池机车的广泛推广需要深入分析其安全性。对不同泄漏位置情况下的H₂在隧道内泄漏扩散特性进行数值模拟,研究不同泄漏工况下H₂浓度分布随时变规律,结果显示：在泄漏初始阶段,上部泄漏时受实际气流组织和自身浮力的影响,泄漏后H₂沿隧道顶部向下游方向进行扩散,可燃气体云的轮廓变大,危险区域存在于隧道顶部;下部泄漏时,气体沿列车底部扩散,危险区域存在于隧道底部。研究结果对促进氢燃料电池机车应用推广具有参考意义。     

便携式气相色谱-氢火焰离子化检测器法测定低浓度总烃的氧气干扰特征研究

研究了采用便携式气相色谱-氢火焰离子化检测器法测定气体中的总烃浓度时,氧气浓度对测定结果的影响,并采用多元线性回归模型对总烃的测定结果进行了校准。当总烃的实际浓度不低于9 mg/m³时,氧气的干扰较小(相对标准偏差≤2%)。在试验的所有总烃实际浓度下(1~200 mg/m³),当氧气浓度为1%~7%时,也无需考虑氧气干扰的影响(相对标准偏差≤2%)。当总烃的实际浓度低于9 mg/m³且氧气浓度为9%~21%时,需依据多元线性回归分析原理并采用模型对测得的总烃浓度进行校准。线性回归方程分析结果显示,模型拟合情况良好(R²=0.999),可以用来修正测试结果,从而得到更加准确的总烃实际浓度。     

一起硫化氢泄漏中毒事故的调查分析

2004年5月9日凌晨,江苏省无锡市滨湖区某化工厂发生1起硫化氢泄漏事故,1名工人在吩噻嗪粗品加工作业过程中被泄漏的硫化氢气体中毒致死.现将泄漏事故分析报告如下.     

氢燃料电动车前景不可估量

目前，美国、欧洲、日本等发达国家正加紧研发氢燃料电动车，以应对石油短缺危机和燃油汽车发展带来的环境恶化。据有关资料称，美国计划2010年有1／4轿车采用氢燃料电池。该氢燃料电池的核心材料是全氟离子交换膜，占有燃料电池一半成本。过去一直为发达国家一家公司独家垄断。     

氢气传感器研究进展

分析了不同类型氢气传感器的研究现状,包括催化燃烧型、电化学型、电阻型、光学型,讨论了不同类型氢气传感器及氢敏材料的结构、研究现状、传感机理和性能,以提供对当前氢气传感技术的了解和未来氢气检测的新策略。最后对氢气传感器的应用进行了总结和展望。     

水力停留时间对复合式厌氧折流板反应器乙醇型发酵制氢系统的影响

水力停留时间(HRT)是厌氧生物制氢工艺的重要工程参数.以红糖废水为底物,研究了HRT对复合式厌氧折流板反应器(HABR)作为乙醇型发酵制氢系统产氢效能的影响.结果表明,在设定的8~36 h范围内的5个HRT中,当HRT为12 h时,HABR制氢系统的效果最佳,产氢速率为13.86 mmol·(h·L)-1,COD去除率为51.51%,五格室的pH值在4.22~4.47之间,液相主要产物为乙醇和乙酸,第1~5格室乙醇和乙酸的比值分别为1.90、1.94、1.80、1.77、1.91,最佳能量生产为11.11 kJ·(h·L)-1.     

微生物电解池效能及其与微生物燃料电池的联合运行探索

微生物电解池(microbial electrolysis cell,MEC)可在微生物的作用下利用电化学技术将废水中的有机物化学能转化为氢能。由于其属于低能耗设备,微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)所产生的电能就可以为其运行提供电源。因此,为探索以氢气的形式储存MFC所产生电能的可能性,该试验首先构建了双室MEC,研究其运行条件和效能的影响因素;随后将MFC和MEC联合运行,利用MFC为MEC供电,并讨论联合运行系统内MFC与MEC的相互影响。研究发现MEC运行必须同时具有电化学功能菌、有机物和外加适宜电压3个必要条件;间歇运行试验发现阳极进水pH值为7.0时,MEC的氢气产量最高;而连续运行可使MEC阳极液的pH值维持在中性,阴极持续稳定产气,MEC高效稳定运行的最佳COD浓度约为600 mg/L。在MFC-MEC联合运行试验中,MFC输出电压高于280 mV时,电路中即有明显的电流出现,且随着阳极有机底物的消耗呈现出一定的变化规律,表明采用MFC为MEC运行供电是可行的。     

气相色谱-脉冲氦离子化检测法(GC-PDHID)分析大气中分子氢(H2)浓度

在商用Agilent7890A型气相色谱的基础上,通过自组装、集成及调试,建成了基于气相色谱-脉冲氦离子化检测器(GCPDHID,gas chromatography-pulsed discharge helium ionization detector)观测大气中H2浓度的高精度分析系统.系统采用保留时间定性,峰高定量,最低检测限约为1×10-9(摩尔分数,下同).对浓度约为600×10-9的标气重复进样140次用峰高定量的标准偏差优于0.3×10-9.系统对409.30×10-9~867.74×10-9浓度范围的大气H2具有较好的线性响应.系统使用2瓶标气定量,满足世界气象组织/全球大气观测计划(WMO/GAW)对本底大气H2观测的比对目标.2013年1~11月在广州城区开展大气H2采样观测,采集的样品运回北京实验室利用所建系统进行浓度分析,结果表明该城区大气H2浓度在450×10-9~700×10-9之间波动,观测到最低值出现在每日14:00(北京时,下同),最高值在20:00,其大气H2季节变化趋势与北半球同纬度站点情况类似.     

磁性纳米氢氧化锆对硫酸根吸附特性研究

以纳米四氧化三铁、氧氯化锆和氨水为原料,用溶胶凝胶法合成了磁性纳米氢氧化锆。通过静态吸附试验研究磁性纳米氢氧化锆对硫酸根的吸附性能。考察了溶液初始pH、吸附剂投加量、温度等因素对吸附效果的影响。结果表明:pH是影响吸附的重要因素,适宜的pH为1~2。吸附容量、去除率均随投加量增大而增大,之后去除率趋于平衡。磁性纳米氢氧化锆对硫酸根吸附过程符合Langmuir单分子层模型。对热力学参数ΔG0、ΔH0、ΔS0进行分析,表明磁性纳米氢氧化锆对硫酸根的吸附为吸热、熵值增加的自发过程。动力学分析表明,准二级动力学模型能更准确地拟合动力学过程。对吸附饱和的磁性纳米氢氧化锆进行脱附和再吸附,脱附率可达90%,再吸附容量为90 mg/g,表明磁性纳米氢氧化锆是一种磁分离性能良好的可以重复利用的硫酸根吸附剂。     

纳米氢氧化钛及焙烧产物对磷酸根的吸附特性研究

以纳米氢氧化钛(NTH)作为吸附水溶液中磷酸根的吸附剂,考察了NTH不同焙烧温度下的分子式及其对PO43-吸附效果的影响.选择PO43-初始浓度为50 mg/L,通过正交试验确定在pH=2、吸附剂用量为0.1g、吸附时间为40min、温度25℃时,NTH吸附效果达到最佳,吸附量为55.5 mg/g,经200、300、400及500℃焙烧后的NTH对磷酸根的吸附量逐渐减小;吸附量分别为494、40.6、25.5及16.8 mg/g;NTH经800℃焙烧后,焙烧产物TiO2不具有吸附性.TG、XRD分析表明随着焙烧温度的升高,NTH的表面活性基团(-OH)数量逐渐减少.结果表明,吸附剂的吸附性与吸附剂表面羟基的数量有直接关系.