發(fā)布時(shí)間：2020-04-26 12:39

【摘要】：微藻能源作為第三代生物燃料是國(guó)內(nèi)外新能源領(lǐng)域的前沿研究課題,而如何開發(fā)立體微藻光反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)高密度養(yǎng)殖微藻、以顯著提高單位占地面積上的微藻生物質(zhì)產(chǎn)量是當(dāng)前的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題。本文研發(fā)了一種平板氣升環(huán)流式微藻光反應(yīng)器,分析了閃光效應(yīng)和流體動(dòng)力等特性對(duì)微藻生長(zhǎng)的影響規(guī)律。 本文選擇微擬球藻作為實(shí)驗(yàn)藻種,通過平板氣升環(huán)流式反應(yīng)器內(nèi)實(shí)驗(yàn)得到適宜微藻生長(zhǎng)的最佳通氣速率為每升藻液內(nèi)通入空氣流量0.5L·min-1。通過微藻培養(yǎng)液的光衰減實(shí)驗(yàn),基于Lambert-Beer定律得到微藻的光衰減公式為I=I0·e-(04x+0.024)L。通過光強(qiáng)對(duì)微藻比生長(zhǎng)速率的影響實(shí)驗(yàn),得到在35-95μmol·m-2·s-1的光強(qiáng)范圍內(nèi),微藻在指數(shù)生長(zhǎng)期的比生長(zhǎng)速率隨光強(qiáng)增大而提高,但提高幅度逐漸減小。 通過Fluent流體動(dòng)力學(xué)軟件對(duì)反應(yīng)器內(nèi)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算模擬,對(duì)氣含率和液體速率的計(jì)算模擬結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上計(jì)算得到導(dǎo)流板長(zhǎng)度、導(dǎo)流板間距和裝液位高度對(duì)反應(yīng)器內(nèi)流場(chǎng)的影響規(guī)律,確定了導(dǎo)流板長(zhǎng)度25cm、導(dǎo)流板間距20cm、液位高度35cm作為平板氣升環(huán)流式反應(yīng)器的優(yōu)化結(jié)構(gòu)。通過在該反應(yīng)器藻液上升區(qū)內(nèi)添加橫向交叉隔板,在增大整體氣含率同時(shí)起到了良好的導(dǎo)流作用。數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)：上升區(qū)內(nèi)的液流形成一個(gè)順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的交替更迭的大渦流動(dòng),加強(qiáng)了氣液混合和物質(zhì)傳遞,在水平光程方向上藻液速度提高到15-22倍,藻液光暗循環(huán)周期顯著降低到無橫向隔板時(shí)的1/19,由于微藻閃光效應(yīng)的影響最終使微藻生物質(zhì)產(chǎn)量提高了25%。 對(duì)反應(yīng)器內(nèi)微藻生長(zhǎng)曲線進(jìn)行計(jì)算擬合,研究了微藻在恒定入射光強(qiáng)下的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué),發(fā)現(xiàn)能夠與Logistic方程吻合良好,為開發(fā)工業(yè)化微藻光反應(yīng)器提供了參考依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：S968.4;S216.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 康瑞娟,蔡昭鈴,施定基;光強(qiáng)在魚腥藻7120培養(yǎng)液中的衰減及其對(duì)藻細(xì)胞生長(zhǎng)的影響[J];化工冶金;2000年04期

2 王志紅,崔福義,安全,陳牧民,吳斌法,關(guān)心麗;pH與水庫水富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程的相關(guān)性研究[J];給水排水;2004年05期

3 康瑞娟,蔡昭鈴,施定基;藍(lán)藻培養(yǎng)體系中光強(qiáng)衰減的研究[J];水生生物學(xué)報(bào);2002年03期

4 王維,李佑楚;顆粒流體兩相流模型研究進(jìn)展[J];化學(xué)進(jìn)展;2000年02期

5 鄧光,李夜光,胡鴻鈞,齊雨藻,耿亞紅,李中奎;溫度、光照和pH值對(duì)錐狀斯氏藻和塔瑪亞歷山大藻光合作用的影響及光暗周期對(duì)其生長(zhǎng)速率和生物量的影響[J];武漢植物學(xué)研究;2004年02期

6 徐明芳,李貽玲;鈍頂螺旋藻在LED光電板式光生物反應(yīng)器中的培養(yǎng)研究[J];海洋科學(xué);2001年02期

7 劉晶t，

本文編號(hào)：2641507