酶预处理是缓解厨余垃圾厌氧消化过程中水解速率受限的有效手段,为提高预处理协同厌氧消化技术对厨余垃圾的生物转化效率,使用不同生物酶对厨余垃圾进行预处理,以水解效率为指标,探究适宜的酶种类、用量和处理时间。根据可溶性化学需氧量(soluble chemical oxygen demand,SCOD)的含量变化可知,当以700U/g纤维素酶、400U/g酸性蛋白酶、80U/gα-淀粉酶和300U/g糖化酶共同预处理16h时,预处理效果最优,酶解液的SCOD、可溶性还原糖和游离氨基酸含量分别达到89200.00mg/L、39.91g/L和43.26g/L,是对照组的2.74倍、2.45倍和1.44倍。此外,预处理组淀粉、纤维素等大分子有机物含量也显著降低。经济核算显示,含水率80%的厨余垃圾的多酶协同预处理成本约为381.38CNY/t,最终“预处理+干式厌氧消化”的总收益约为189.95CNY/t。结果表明,多酶协同预处理有效促进了厨余垃圾不溶性大分子物质的水解,改善了底物流动性,便于微生物的接触和直接利用,能为后续厌氧消化提供更多有利条件。同时,多酶协同预处理条件的优化为厨余垃圾“预处理+厌氧消化”的实际工程应用提供了理论参考。
为探究双组元空间发动机内自燃推进剂喷雾、燃烧和传热特性,首先对现有MMH/N_(2)O_(4)(甲基肼/四氧化二氮)详细燃烧反应机理进行适当简化,提出适用于三维模拟的MMH/N_(2)O_(4)化学反应动力学模型,并在不同工况下对简化机理的准确性进行了验证;随后,采用流体体积(volume of fluid,VOF)模型对空间发动机内MMH/N_(2)O_(4)射流撞击雾化过程进行了非稳态模拟,并重点分析了直流互击作用下扇形液膜的形成和演变规律;基于以上化学反应机理及液雾分布模拟结果,在欧拉-拉格朗日体系下构建了离散液滴初始分布,并结合部分搅拌反应器湍流燃烧模型,开展了空间发动机内MMH/N_(2)O_(4)喷雾燃烧及流固耦合传热过程的模拟研究.结果表明,空间发动机内推进剂湍流喷射雾化燃烧过程对壁面冷却液膜的形成和发展具有重要影响,冷却液膜主要出现在燃烧室直线段,在高温燃气与固体域之间建立了一个明显的温度缓冲层,从而实现对发动机壁温的保护.
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