本文采用秸秆作为生物质原料,利用串行流化床技术,将生物质热解气化和燃烧过程分开,气化反应器和燃烧反应器之间通过灰渣进行热量传递,实现了系统的热量平衡。分析了串行流化床生物质气化制氢的反应机理,并研究了催化剂作用下的气化过程。

在批式培养实验中以有机废弃物为原料 ,通过厌氧生物发酵制备生物氢气 .研究了菌种来源、有机废弃物种类对产氢能力的影响 ,以及生物氢发酵过程中液相组成的变化 .以活性污泥为菌种来源 ,以淀粉为底物 ,在 3 0L改进的UASB反应器中进行了放大实验

利用全透明蓝宝石水合物静力学实验装置测定了 12组含氢气体混合物 (包括 5个二元系、 4个三元系和 3个四元系 )在纯水中的水合物生成条件 .将Chen Guo水合物模型应用于含氢体系水合物生成条件的计算 ,计算中选用PR状态方程以及刘昆元和汪文川提出的混合规则计算含氢气体混合物的组分逸度系数 ,并对混合规则中的二元交互作用参数进行了重新回归

该文对生物质的热化学方法(主要是气化和热解)制取氢气进行了归纳总结,在此基础上研究了用热解方法从生物质原料中制取氢气的技术路线并介绍了催化制氢的实验室研究结果。研究的结果表明:催化剂的添加对热解过程的最终产品气及富氢气体的产率有影响;催化剂的负荷量对富氢气体的产率有显著影响

在实验室自制的固定床反应器上,考察了秸秆和锯屑的热解行为,研究了热解产物分布特别是富氢气体的体积分数和产率,着重研究了(5种金属氧化物和2种碳酸盐催化剂)的催化效果。结果表明,温度从500℃提高到850℃,秸秆和锯屑的热解气产率分别从29.0%提高到40.6%,35.0%提高到46.5%

利用两相厌氧高浓度有机废水处理的产酸相制取氢气技术引起世界的普遍关注。介绍了厌氧发酵生物制氢系统的产氢机理、工艺流程与设计、工程控制参数等许多技术问题。认为发酵产氢微生物有丁酸型发酵、乙醇型发酵和甲酸裂解等3种产氢代谢途径。工艺设计以活性污泥的混合培养为主要形式,也发展了细菌的纯培养或辅之细胞固定化工艺。

在自制的固定床反应器中,采用核桃壳、花生壳、锯末3种原料,以三氧化二铝、二氧化锰、氧化钙为催化剂,进行了催化热解制备氢气的试验研究。结果表明,随着热解温度升高,热解气体中氢气含量相应升高,当温度超过600℃以后氢气含量则显著升高。

以Klebsiella pneumoniaeDSM2026为出发菌株,通过紫外线诱变,选育得到能耐较高浓度生物柴油副产物甘油生产H2和1,3-丙二醇(1,3-PD)的菌株21株,命名为Kp1~Kp21。通过比较,Kp8菌株产量最高,1,3-PD和H2产量分别达到0.36 g/50 mL和0.99 mmol/50 mL,比出发菌株分别提高了3.5倍和4.2倍。对Kp8菌株发酵条件进行优化,得到最佳培养条件为pH 7.0,培养温度37℃,接种量10%(v/v),废甘油浓度为30 g/L。

系统论述了近几年来利用木质纤维生产一种可替代有限的石油产品的能源——乙醇方面的研究进展,其研究由于具有经济和环境意义得到广泛关注,并对目前利用纤维素类物质制备氢气的研究做了综合讨论。

储氢气瓶是氢燃料电池汽车供氢系统的一个关键部件,纤维全缠绕高压储氢气瓶以其比强度和比刚度高等优点成为各国研究的热点。目前,欧盟、日本和国际标准化组织已制订了氢气瓶标准或标准草案,这些标准对制订我国车用纤维全缠绕高压储氢气瓶标准具有重要的参考价值。本文在系统比较欧盟CGH2R Draft Revision 10标准草案、日本JIGA-T-S标准和ISO/DIS 15869.2标准的基础上,针对我国正在制订的车用纤维全缠绕高压储氢气瓶标准

根据国内外的研究现状,综述了木质纤维素生物转化为H2的技术原理及研究现状,包括纤维素的生物糖化技术及微生物发酵法制取氢气技术,并介绍了相关的微生物和相关成果,对纤维素生物转化H2存在的问题进行了探讨,对前景进行了展望。

本文以分布广、产量大的速生生物质——毛竹为原料,研究其在H2氛围中、不同反应温度下热解所得产物的产率和分布,并与其在N2氛围中热解的结果进行了比较。结果表明,毛竹在H2气氛中热解,比在N2气氛中更有利于液体产物的生成。两种氛围中温度对液体产物影响的趋势不同,在本文条件下,H2气氛中升高温度始终有利于增加液体产率,使生物质有效转化率提高,在H2中毛竹热解生成甲醇、环丙基甲醇、呋喃甲醛等,这在N2中是不易得到的,但液体产物中含量最高的仍是乙酸。

以流化床为气化反应器,以固定床为重整反应器,进行了生物质气化与重整制取富氢气体的实验研究.在不同的气化温度条件下,探讨Ni基催化剂、Ca基催化剂和两者的机械混合型催化剂对制取富氢气体的影响.实验结果表明:随着气化反应器温度的提高,3种催化剂均促进了重质烃类的分解转化,而Ni基和混合型催化剂使轻质烃的催化转化能力得到提升;在750~950℃范围内,混合型催化剂具有最佳的催化效果

氢气是高效、清洁、可再生的能源,是21世纪最有前景的能源,在全球能源系统的持续发展中将起到显著作用。生物制氢技术具有净化环境和回收能源的双重效能,然而该技术还处于基础研究阶段,开发高效的产氢系统,降低产氢成本,是实现工业化和全球氢经济的关键技术问题。

概述国内外发展生物质能制氢技术的历史与现状,讨论适应新世纪制氢技术的发展必须符合可持续发展的原则,重点关注制氢技术在生物能源方面的开发与应用。

催化剂在生物质超临界水气化技术的发展中起着举足轻重的作用。本文对超临界水气化过程中的催化剂进行了分析,并以氢气产量、氢气化率、碳气化率、气化率以及气态产物中的氢气含量和气体热值为评价指标,以葡萄糖、锯木屑和污泥为原料对各种催化剂作用下的产氢效果进行了比较,优选出较为合适的催化剂。

在小型流化床反应器中研究了一种松木粉在反应温度700℃～900℃,压力0.1MPa条件下催化气化制氢反应,考察了气化剂、反应条件对氢气产率的影响及催化剂对焦油裂解的作用,发现生物质催化气化是一种有效的制氢方法。同时采用热重分析研究了该松木粉及生物质主要组分纤维素和木质素的快速热分解反应机理,探讨了催化剂在提高气体产率及氢产率方面的作用。

本文采用连续流搅拌槽式反应器(CSTR),以糖蜜废水为底物,研究了在其他工程控制参数一致的条件下,不同初始COD容积负荷对生物制氢反应器启动过程中乙醇型发酵形成的影响。研究表明,在污泥接种量不小于6.24 gVSS/L、初始客积负荷为7.0kg COD/(m~3·d)、水力停留时间(HRT)为6h、系统pH和氧化还原电位(ORP)分别在4.0～4.3和—190～—220mV之间等条件下,可在30d左右完成乙醇型发酵菌群的驯化,实现生物制氢反应器的快速启动。

化石燃料储量逐渐减少,开发和使用过程中不断造成环境污染,因此开发清洁能源已成为紧迫的课题。将可再生的生物质转化为氢能,不仅可减低国民经济对化石资源的依赖性,而且能够大幅度降低大气污染物及温室效应气体的排放量,实现能源的洁净利用。世界各国纷纷支持氢的研究与开发。本文介绍了中国科学院广州能源研究所研制的生物质催化裂解制氢的工艺方法,并对其进行了经济评价。

本研究在国际上首次成功地利用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器培养出了产氢颗粒污泥,并对产氢颗粒污泥的特性进行了探索。在不同废水浓度下的产氢结果表明,上流式厌氧颗粒污泥床反应器是一种高效、稳定的废水生物制氢系统,有望进人工业化应用。

介绍了光合细菌和发酵性细菌处理有机废水生物制氢技术,并提出将两者混合培养是处理有机废水生物制氢技术的最佳代谢模式,而共固定光合和发酵性细菌则是高效、稳定净化有机废水持续产氢的最佳工艺。

氢能作为一种可再生的能源,取之不尽、用之不竭,完全符合可持续发展战略。在众多制氢方法中厌氧发酵生物制氢倍受人们的关注。利用厌氧细菌的发酵作用进行生物制氢的生物制氢技术,在世界范围内受到普遍重视。目前较常见的针对有机废水进行厌氧处理生物制氢,通常以活性污泥为菌种来源,本文是以牛粪堆肥作为天然厌氧微生物菌种来源,处理蔗糖模拟有机废水,达到既产氢,又能很好的处理废弃物的双重目的。

随着国民经济快速发展,能源需求急剧增加,由于化石燃料的储量十分有限,终将面临枯竭。因此,开发新的清洁能源、可再生能源是能源领域发展的必然趋势。氢能就是其中一种理想能源,具有可储、可输的性质,是一种能源载体;燃烧时所得产物是水,不产生任何污染环境的物质。

介绍了生物制氢技术的发展历史和当前主要研究成果 ,分析了该研究发展所面临的一些主要问题 ,并提出了一些解决策略

该文讨论了用吸附技术将肠菌固定在木质纤维材料如稻杆、甘蔗 (甜菜 )渣和椰纤维等固体基质上 ,用发酵工艺生产氢气的方法。文中着重介绍了如何通过 TCA cycle(三羧酸循环 )使葡萄糖酵解产生大量的 NADH(还原型二磷酸吡啶核苷酸 ) ,抑制 NADH脱氢酶络合物的电子迁移链而得到最高氢气产量。通过氧或其它电子受体的电子迁移链重新氧化 FADH2 (还原型黄素腺嘌呤二核苷酸 )。

简述了生物制氢发展过程及现今取得的成果。经济发展和人类对能源需求造成了诸如环境污染、常规能源短缺等一系列问题。因此 ,作为一种新型、可再生能源 ,氢能研究已经受到了人们高度重视。

综述了目前国内外生物制氢技术领域的研究现状、研究进展和存在的障碍,从产氢原理和特点着手,对各种生物制氢技术进行了比较分析,提出了各种生物制氢技术的主要研究方向和发展趋势。

利用厌氧细菌的产酸发酵作用进行生物制氢的生物制氢技术 ,在世界范围内受到普遍重视。然而 ,多数研究都集中在纯菌种的产氢机理上 ,而对混合菌种的研究较少。该文在小试研究成果的基础上 ,利用驯化的厌氧活性污泥进行了中试规模的生物制氢试验研究 ,获得了 30mol/kgVSS .d的持续产氢能力。试验结果表明

氢能是一种新型的洁净能源，是新能源研究中的热点．生物质法制氢是一项很有发展前途的技术，但受到多种因素的影响，目前还难以大规模地进行，气化法制氢是制氢枝术中成本最低的，也是目前应该重点发展的技术．简要论述了国内外对生物质制氢研究的原理及相关技术，指出了此项技术的研究热点和发展方向．

超临界水中湿生物质催化气化制氢 ,将能量密度小但可再生的生物质能转变为高能密度且既可贮存又可运输的清洁能源氢能 ,具有全程良性循环的特征 ,因此具有良好的经济前景和环保优势 .本文对国内外超临界水中生物质催化气化及相关研究进展进行了综合评述 ,并分析了超临界水环境中生物质催化气化制取富氢气体的主要影响因素 ,提出进一步研究的方向