發(fā)布時間：2020-08-12 11:41

【摘要】： 太陽能光合微生物制氫技術的研究對世界能源經濟的發(fā)展具有重要意義,它充分利用豐富的太陽能作為能量來源,CO_2作為碳源,通過微生物的光合作用進行產氫反應。本文重點對兩種微生物共同產氫的系統(tǒng)中光反應器內光輻射、系統(tǒng)產氫量以及光轉化率進行研究。主要研究工作包括: (1)在輻射傳遞方程基礎上,結合光反應器內微生物的吸收和散射試驗研究結果,通過對輻射方程各項分析,建立了光反應器內部的光輻射傳遞方程。建立兩種微生物共同產氫系統(tǒng)的質量方程以及光轉化率方程。方程中對散射輻射的模擬采用了24個方向上離散方法,通過對試驗結果,表明其模擬具有可信度。在入射邊界條件上,提出了散射入射和直射入射分別考慮的方式,相對國內外已有研究報告,具有更高的模擬精度,同時可以為分析輻射傳遞過程和優(yōu)化反應器結構提供依據(jù)。 (2)根據(jù)微生物的輻射特性,發(fā)現(xiàn)微生物在吸收太陽能進行產氫過程中,當輻射強度小于一定值時,微生物不能進行產氫反應。結合國外試驗成果,提出這一極限值為67.0W/m~2。采用單一物種進行產氫時,對照太陽輻射沿波長方向上的分布,發(fā)現(xiàn)單一物種微生物不能充分利用整個波段范圍內的太陽能。通過試驗本文提出了采用A.variabilis和R.sphaeroides共同產氫,并對其模擬計算結果進行分析研究。 (3)分別將光強、反應器厚度、產氫量、光轉化率等重要參數(shù)繪制成等值分布圖和曲線分布圖。根據(jù)圖表分析結果表明,隨著反應器厚度以及微生物濃度的增加,光輻射強度在反應器內遞減,當兩者增加到一定程度時,反應器內部出現(xiàn)暗區(qū)。分析比較單一物種與混合物種產氫模擬討算結果,在相同總濃度和反應器厚度情況下,混合物種的產氫量高于單一物種的產氫量,最佳配比關系為X_R/X_A=4:1。 (4)在分析影響因素的基礎上,改變程序中使用的參數(shù)以及邊界條件進行數(shù)值模擬,比較計算結果發(fā)現(xiàn)適當?shù)姆磻骱穸�、微生物濃度和配比關系可以提高產氫量和光轉化率。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TK519
【圖文】：

圖1.3平板式光反應器Fig1.3TheflatPhotobioreactor生物培養(yǎng)系統(tǒng)來說，光能是一個重要光能的供給和光利用率是學術和技術、光限制、光飽和和光阻止等問題將，因此，通過改進各種各樣的系統(tǒng)以細胞產氫的關系圖，從圖中可以看出，

2.3.2微生物的輻射特性在完成了微生物的培養(yǎng)后，微生物利用太陽能進行產氫反應，它們對輻射光的吸收、散射等輻射特性對準確地了解整個系統(tǒng)效率都十分重要。圖2.4是本文采用微生物A，variabilis和R.印haeroides在顯微鏡下的形狀圖片I，‘]。 (a)A.varlabilis(b)R.sPhaeroides圖2.4兩種不同微生物 F192.4Twodifferentmicroorganisms從圖2.4可以看出，微生物A.variabilis呈纖維狀，而R.sPhaeroides呈微小顆粒狀。根據(jù)已有的試驗研究成果I3v]，下圖為波長在300一1300lun范圍內微生物A.varl’abilis和R.sPhaer口ide:吸收系數(shù)和散射系數(shù)隨波長變化的趨勢，

【引證文獻】

相關期刊論文 前1條

1 曾凡;張全國;趙源亮;韓濱旭;;中小型太陽能光合生物制氫系統(tǒng)的

本文編號：2790485