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玉米秸秆酶解与厌氧发酵产氢实验研究

太阳能学报 2015年第9期36卷 2071-2076页

作者：孙堂磊王毅胡建军张洋周雪花张全国河南农业大学农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室郑州450002

以粒度小于0.088 mm秸秆粉的酶解液为底物与热预处理活性污泥(其中TS%为6.77%,VS%为47.90%,COD为36.665 g/L)进行厌氧发酵产氢实验,以累积产氢量和产氢速率为考察指标,研究不同热预处理(100℃水浴)时间、初始p H值、酶解液浓度、发酵温... 详细信息

以粒度小于0.088 mm秸秆粉的酶解液为底物与热预处理活性污泥(其中TS%为6.77%,VS%为47.90%,COD为36.665 g/L)进行厌氧发酵产氢实验,以累积产氢量和产氢速率为考察指标,研究不同热预处理(100℃水浴)时间、初始p H值、酶解液浓度、发酵温度对厌氧发酵产氢的影响,并利用修正的Gompertz方程对产氢过程进行回归分析,优化出最佳玉米秸秆酶解液厌氧发酵产氢的工艺参数。结果表明:活性污泥利用玉米秸秆酶解液进行厌氧发酵产氢时,当活性污泥热预处理时间为15 min、初始p H值为5.0、玉米秸秆粉酶解液浓度为22.34 mg/m L、发酵温度为40℃时,产氢效果最佳,此时最大累积产氢量达到653.98 m L,最大产氢速率为15.89 m L/h。

关键词：玉米秸秆酶解活性污泥厌氧发酵产氢工艺优化

HAU-M1光合产氢细菌的生理特征和产氢特性分析

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太阳能学报 2015年第2期36卷 289-294页

作者：蒋丹萍韩滨旭王毅王素兰尤希风张全国河南农业大学农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室郑州450002

从有机污泥中富集得到HAU-M1光合产氢细菌菌群,其主要包括深红红螺菌、荚膜红假单胞菌、沼泽红假单胞菌、类球红细菌、荚膜红细菌等5种光合细菌,且质量分数分别为27%、25%、28%、9%、11%,采用Curve Expert软件拟合得到不同生长条件下HAU... 详细信息

从有机污泥中富集得到HAU-M1光合产氢细菌菌群,其主要包括深红红螺菌、荚膜红假单胞菌、沼泽红假单胞菌、类球红细菌、荚膜红细菌等5种光合细菌,且质量分数分别为27%、25%、28%、9%、11%,采用Curve Expert软件拟合得到不同生长条件下HAU-M1光合产氢细菌的生长效率方程及以猪粪污水耦合1%葡萄糖为底物产氢的Gompertz方程。结果表明:当温度为30℃,光照强度为2080 lx,p H值为6.8,接种量为45%时,HAU-M1光合产氢细菌的生长效率最高,最大可能产氢量为1388 m L/L,最大可能产氢速率为27.3 m L/(L·h),产氢延迟期为13.2 h。

关键词：光合细菌生理特征生长效率产氢特性

基于菌体部分回流法提高光合细菌产氢活性的实验研究

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太阳能学报 2013年第5期34卷 859-865页

作者：王毅周雪花胡建军冯宜鹏张全国河南农业大学农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室郑州450002

针对光合细菌产氢过程中,菌种长期使用出现的菌种老化、产氢量下降、产氢不稳定等问题,采用菌体部分回流法提高光合细菌菌体活性,筛选出产氢活性较高的菌种用于产氢。试验结果表明,采用菌体部分回流法能有效提高光合细菌老化菌种的菌体... 详细信息

针对光合细菌产氢过程中,菌种长期使用出现的菌种老化、产氢量下降、产氢不稳定等问题,采用菌体部分回流法提高光合细菌菌体活性,筛选出产氢活性较高的菌种用于产氢。试验结果表明,采用菌体部分回流法能有效提高光合细菌老化菌种的菌体活性,其最佳回流条件为:回流时间36h,回流量30%,回流周期为4次(192h)。通过回流活化,菌种的产氢能力明显增强,以牛粪污水为基质的产氢试验中,回流活化菌种产氢周期长,产氢稳定,168h累计产氢量达到282mL,比未回流菌种产氢量提高了80.7%,产气中平均氢含量达到58.6%,是未回流菌种产气中氢含量的1.21倍。

关键词：光合细菌产氢产氢活性菌体部分回流

上燃均衡供氧式生物质成型燃料炊事炉的设计与性能测试

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太阳能学报 2019年第2期40卷 291-297页

作者：荆艳艳李亚猛周雪花张志萍朱胜楠张全国河南农业大学农业部可再生能源新材料与装备重点实验室郑州450002

为提高农村用能效率,依据生物质燃烧特性和热工计算标准,设计上燃均衡供氧式生物质成型燃料炊事炉。确定炊事炉的主要设计参数,构建相互独立的螺旋式分级配风系统及灰仓与风管相结合的自然进风系统,并对炊事炉的性能进行测试。结果显示... 详细信息

为提高农村用能效率,依据生物质燃烧特性和热工计算标准,设计上燃均衡供氧式生物质成型燃料炊事炉。确定炊事炉的主要设计参数,构建相互独立的螺旋式分级配风系统及灰仓与风管相结合的自然进风系统,并对炊事炉的性能进行测试。结果显示炊事炉热效率为40.25%,炊事火力强度为3.32 kW,烟尘、CO、SO_2、NO_x等烟气污染物排放均符合国家相关标准,可保证成型颗粒燃料的充分燃烧,提高燃烧性能。

关键词：生物质压块成型颗粒化炊事炉均衡供氧

基于响应面法的秸秆与粪便联合制氢预混工艺优化

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农业机械学报 2013年第9期44卷 97-101页

作者：张志萍周雪花冯宜鹏王艳锦张全国河南农业大学农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室郑州450002

借助Design-Expert(version 8.0)软件,采用Box-Benhnken试验设计法及响应面分析法,对食草性牲畜粪便与秸秆利用光合微生物进行联合制氢的预混工艺进行优化研究。设定三因素三水平的响应面试验,三因素为pH值、预混温度、预混时间,响应值... 详细信息

借助Design-Expert(version 8.0)软件,采用Box-Benhnken试验设计法及响应面分析法,对食草性牲畜粪便与秸秆利用光合微生物进行联合制氢的预混工艺进行优化研究。设定三因素三水平的响应面试验,三因素为pH值、预混温度、预混时间,响应值为OD值,零点试验进行3次。使用Design-Expert软件对响应面试验数据进行回归分析,结果表明,响应面模型中二次方模型表达最准确,三因素间存在显著相关性,通过回归方程的修正得到优化后的预混工艺为:时间6.3 d、pH值4.9、温度48℃,预估计最大OD值为2.696 8,预测值与验证试验平均值接近。

关键词：秸秆纤维素分解菌联合制氢预混工艺响应面分析

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麦秆与褐煤共热解特性及动力学分析

太阳能学报 2021年第9期42卷 410-415页

作者：刘晓锋杨攀博王健赵淑蘅胡建军河南农业大学农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室郑州450002

使用热重设备对麦秆与褐煤热解过程进行研究,并对热失重数据进行动力学分析。用Coats-Redfern积分法拟合发现,反应级数对麦秆拟合的影响较小,对褐煤影响较大。结合热重分析与动力学分析得出:当麦秆与褐煤按照不同比例混合进行共热解时... 详细信息

使用热重设备对麦秆与褐煤热解过程进行研究,并对热失重数据进行动力学分析。用Coats-Redfern积分法拟合发现,反应级数对麦秆拟合的影响较小,对褐煤影响较大。结合热重分析与动力学分析得出:当麦秆与褐煤按照不同比例混合进行共热解时并不存在明显的协同效应,反而可能存在相互抑制分解的效果,且当麦秆与褐煤在质量混合比为5∶5时,抑制作用较弱。

关键词：麦秆褐煤动力学参数共热解 Coats-Redfern积分法

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农作物秸秆沼气制肥联产发酵设备的研究

太阳能学报 2012年第12期33卷 2032-2037页

作者：张寰周雪花张相锋焦有宙刘圣勇河南农业大学农业部可再生能源重点开放实验室郑州450002

对以秸秆类生物质为原料的沼气厌氧发酵和有机肥好氧堆沤联产技术及其设备进行研究,在充分考虑生产规模、操作实用性、造价等因素的情况下,进行快速发酵罐体、吊装设备、水压池、出料区、混合搅拌进料区等设备的设计,并通过小型模拟装... 详细信息

对以秸秆类生物质为原料的沼气厌氧发酵和有机肥好氧堆沤联产技术及其设备进行研究,在充分考虑生产规模、操作实用性、造价等因素的情况下,进行快速发酵罐体、吊装设备、水压池、出料区、混合搅拌进料区等设备的设计,并通过小型模拟装置对其进行实验验证和参数优化。结果表明:秸秆沼气制肥发酵罐应采取一体式圆柱形结构、底部开口、弧形顶盖等形式,其最佳顶部预留空间为1/10或1/12,其合适直径为1.5m,高为2.4m;厂房采用聚碳酸酯阳光板材料,可显著提高发酵温度,以河南新郑地区10月份气温为测试背景,平均发酵环境温度比未使用该系统前高18.6℃,对实现秸秆类生物质沼气制肥联产技术的工厂化应用及其高附加值资源化利用具有重要意义。

关键词：秸秆类生物质沼气有机肥联产设备

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添加消泡剂对光合细菌生长和产氢量的影响

农业工程学报 2009年第11期25卷 278-281页

作者：李刚周雪花岳建芝张全国荆艳艳申翔伟河南农业大学农业部农村可再生能源重点开放实验室郑州450002

消泡剂可以减少光合细菌产氢过程中泡沫的生成,防止泡沫对管道及外围设备的腐蚀。该文以磷酸三丁酯、十八醇、菜籽油和十二烷基苯磺酸钠作消泡剂研究了它们对光合细菌生长和产氢的影响,结果表明菜籽油和十八醇具有较好的消泡能力,并对... 详细信息

消泡剂可以减少光合细菌产氢过程中泡沫的生成,防止泡沫对管道及外围设备的腐蚀。该文以磷酸三丁酯、十八醇、菜籽油和十二烷基苯磺酸钠作消泡剂研究了它们对光合细菌生长和产氢的影响,结果表明菜籽油和十八醇具有较好的消泡能力,并对光合细菌的生长和产氢有促进作用,其产氢体积分数分别比对照提高了5.4%和3.95%。磷酸三丁酯对光合细菌的生长有明显的抑制作用,十二烷基苯磺酸钠则降低光合细菌的增殖速度,使菌体达到最大菌体浓度的时间延迟了48h,并使产氢体积分数下降了17.88%。菜籽油适宜作物光合产氢过程的消泡剂,建议其经济添加体积分数为0.05%。

关键词：光合细菌产氢消泡剂菜籽油

光伏电池组件隐式、显式单二极管模型准确性对比研究

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物理学报 2014年第17期63卷 358-367页

作者：高献坤姚传安高向川余泳昌河南农业大学农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室郑州450002 郑州大学信息工程学院郑州450001

光伏电池组件非线性输出特性的物理建模及其优化参数的准确提取是光伏发电系统设计计算、性能评估及优化控制的重要前提.相对于传统的隐式单二极管模型,该文在光伏电池显式单二极管模型的基础上利用Lambert W函数推导了光伏组件的显式... 详细信息

光伏电池组件非线性输出特性的物理建模及其优化参数的准确提取是光伏发电系统设计计算、性能评估及优化控制的重要前提.相对于传统的隐式单二极管模型,该文在光伏电池显式单二极管模型的基础上利用Lambert W函数推导了光伏组件的显式单二极管模型,提出一种基于重启边界约束Nelder-Mead单纯形算法的参数提取方法rbcNM,并利用两种典型光伏电池组件的实测数据对隐式、显式单二极管模型的准确性进行了对比测试和验证.结果表明:rbcNM算法可以快速准确的提取隐式、显式单二极管模型的优化参数,计算结果与实测数据具有很好的一致性,相对于已有文献在准确度上取得了大幅度的提升;显式单二极管模型的准确性显著高于隐式单二极管模型,对光伏电池组件的电流-电压和功率-电压特性曲线具有更高的拟合精度.

关键词：光伏电池组件单二极管模型参数提取 Nelder—Mead单纯形算法