光合生物连续制氢装置的太阳能供光系统实验研究
发布时间：2021-02-24 18:18
本研究是在国家自然科学基金项目“超微化秸秆类生物质光合连续产氢过程及代谢热研究”（项目编号:50976029）和国家“863”计划项目“中小型太阳能光合生物制氢系统及生产性运行研究”（项目编号:2006AA05Z119）的资助下完成的。人类社会经济的快速发展使得社会对能源开发及利用大幅度增加,各类能源的供应已经纷纷告急,特别是化石能源的短缺正逐渐成为制约人类社会发展的重要原因。传统的化石能源不仅作为为非可再生能源,存在量限制了使用的时间,而且其为人类社会提供能源的同时还对社会环境造成了严重的污染,使得人们不得不减少化石能源的利用,并努力寻找可以替代化石能源的新型可再生、清洁的能源,在这种大的社会环境下,氢气生产及制氢反应器的研究被越来越多的专家所关注。本文依据光照对光合细菌产氢效率的影响,结合不同种类反应器特别是大型光合生物连续制氢反应器光照系统的特点及所存在的问题进行了研究,主要研究内容及结果如下:（1）聚光器通过加速聚光器内部局部高温部分空气流动散热、增加辅助设备利用热传导散热和利用滤波片从热源处减少热量产生三个方面的试验研究,光纤烧坏的问题已经得到解决,利用增加辅助设备利用热传导...
【文章来源】：河南农业大学河南省
【文章页数】：45 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
环管式光合制氢反应器Fig.1-1Loopphotobioreactor
供光系统的不足直接导致此类反应器的研究停滞。（2）螺旋管式反应器管式反应器光能利用的不足推动反应器研究的进一步进展，研究人员发明了螺旋管式器，该类反应器解决了管式反应器只能利用反应管一侧作为采光面导致光能利用率低的，大大提高了反应器对光能的利用率。图1-2是一种内布光式的盘绕管式光合生物制氢器，为了实现盘绕效果增大光能利用率，反应管采用柔性透光材料制成，反应管沿着固架绕成一个筒状结构，光源固定于筒状反应器的中心位置，这样的设计使光源各个方向射光能均可以得到有效的利用，从而减少了光能的损失，增加了光能的有效利用率[38]。1-3是澳大利亚Murdoch大学研制的螺旋管式光合细菌制氢反应器，其供光系统原理与图-2原理相同。
[38]。图1-3是澳大利亚Murdoch大学研制的螺旋管式光合细菌制氢反应器，其供光系统原理与图1-2原理相同。图 1-2. 盘绕管光合制氢反应器 图 1-3 螺旋管式光合制氢反应器Fig.1-2 Coil photobioreactor Fig1-3 Helix photobioreactor螺旋管式解决了管式反应器光源利用效率低的问题，但也有其不足之处：由于反应管螺旋形状的限制，反应管长度不易选择过长；螺旋管虽可以利用光源的不同方向辐射能量，但是由于受到光线在反应液中传输损耗的影响，反应管直径选择也不宜过大；螺旋管内反应液流动所需的推动力较管式反应器也有所增加，所以螺旋管式反应器的驱动能耗在一定程度上有所增加；整个反应器的温度控制仍然没有得到很好的解决[39]。综合管式和螺旋管式反应器的特点分析，直接暴露于外界环境的管式反应器由于供给光源光线沿管径方向传递时受到管壁和反应液对光线的吸收、折射等作用，易造成管径中心及背光侧光照的暗区等特点分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用微藻生产可再生能源研究概况[J]. 梅洪,张成武,殷大聪,耿亚红,欧阳峥嵘,李夜光. 武汉植物学研究. 2008(06)
[2]氢能源研究现状[J]. 穆亚玲,王香爱. 化工时刊. 2008(10)
[3]微生物发酵生物制氢研究进展[J]. 刘雪梅,任南琪,宋福南. 太阳能学报. 2008(05)
[4]隔热、防腐蚀、装饰涂层体系在车载式安全检查设备上的应用研究[J]. 龙磊军,齐祥安. 现代涂料与涂装. 2008(03)
[5]光合菌群产氢量影响因素的研究[J]. 张全国,王素兰,尤希凤. 农业工程学报. 2006(10)
[6]光合菌生物制氢技术[J]. 王昶,贾士儒,贾庆竹,马少娜. 生物加工过程. 2005(04)
[7]生物制氢的现状与发展趋势[J]. 王海宾,贾万利,柳耀辉. 生物技术. 2005(04)
[8]红色非硫光合细菌的生长特性研究[J]. 安立超,高瑾,张胜田,夏明芳,高蓉菁. 环境污染治理技术与设备. 2004(12)
[9]生物制氢技术的研究现状及发展趋势[J]. 尤希凤,郭新勇. 河南化工. 2003(10)
[10]生物制氢技术的研究进展[J]. 李冬敏,陈洪章,李佐虎. 生物技术通报. 2003(04)
博士论文
[1]太阳能光合细菌连续制氢试验系统研究[D]. 李刚.河南农业大学 2008
[2]光合产氢菌群生长动力学与系统温度场特性研究[D]. 王素兰.河南农业大学 2007
[3]环流罐式光合生物制氢反应器及其能量传输过程研究[D]. 周汝雁.河南农业大学 2007
[4]太阳能光合生物制氢系统及其光谱耦合特性研究[D]. 张军合.河南农业大学 2006
[5]光合产氢菌群的筛选及其利用猪粪污水产氢因素的研究[D]. 尤希凤.河南农业大学 2005
硕士论文
[1]光合细菌产氢基质代谢实验研究[D]. 王毅.河南农业大学 2009
本文编号：3049766
【文章来源】：河南农业大学河南省
【文章页数】：45 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
环管式光合制氢反应器Fig.1-1Loopphotobioreactor
供光系统的不足直接导致此类反应器的研究停滞。（2）螺旋管式反应器管式反应器光能利用的不足推动反应器研究的进一步进展，研究人员发明了螺旋管式器，该类反应器解决了管式反应器只能利用反应管一侧作为采光面导致光能利用率低的，大大提高了反应器对光能的利用率。图1-2是一种内布光式的盘绕管式光合生物制氢器，为了实现盘绕效果增大光能利用率，反应管采用柔性透光材料制成，反应管沿着固架绕成一个筒状结构，光源固定于筒状反应器的中心位置，这样的设计使光源各个方向射光能均可以得到有效的利用，从而减少了光能的损失，增加了光能的有效利用率[38]。1-3是澳大利亚Murdoch大学研制的螺旋管式光合细菌制氢反应器，其供光系统原理与图-2原理相同。
[38]。图1-3是澳大利亚Murdoch大学研制的螺旋管式光合细菌制氢反应器，其供光系统原理与图1-2原理相同。图 1-2. 盘绕管光合制氢反应器 图 1-3 螺旋管式光合制氢反应器Fig.1-2 Coil photobioreactor Fig1-3 Helix photobioreactor螺旋管式解决了管式反应器光源利用效率低的问题，但也有其不足之处：由于反应管螺旋形状的限制，反应管长度不易选择过长；螺旋管虽可以利用光源的不同方向辐射能量，但是由于受到光线在反应液中传输损耗的影响，反应管直径选择也不宜过大；螺旋管内反应液流动所需的推动力较管式反应器也有所增加，所以螺旋管式反应器的驱动能耗在一定程度上有所增加；整个反应器的温度控制仍然没有得到很好的解决[39]。综合管式和螺旋管式反应器的特点分析，直接暴露于外界环境的管式反应器由于供给光源光线沿管径方向传递时受到管壁和反应液对光线的吸收、折射等作用，易造成管径中心及背光侧光照的暗区等特点分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用微藻生产可再生能源研究概况[J]. 梅洪,张成武,殷大聪,耿亚红,欧阳峥嵘,李夜光. 武汉植物学研究. 2008(06)
[2]氢能源研究现状[J]. 穆亚玲,王香爱. 化工时刊. 2008(10)
[3]微生物发酵生物制氢研究进展[J]. 刘雪梅,任南琪,宋福南. 太阳能学报. 2008(05)
[4]隔热、防腐蚀、装饰涂层体系在车载式安全检查设备上的应用研究[J]. 龙磊军,齐祥安. 现代涂料与涂装. 2008(03)
[5]光合菌群产氢量影响因素的研究[J]. 张全国,王素兰,尤希凤. 农业工程学报. 2006(10)
[6]光合菌生物制氢技术[J]. 王昶,贾士儒,贾庆竹,马少娜. 生物加工过程. 2005(04)
[7]生物制氢的现状与发展趋势[J]. 王海宾,贾万利,柳耀辉. 生物技术. 2005(04)
[8]红色非硫光合细菌的生长特性研究[J]. 安立超,高瑾,张胜田,夏明芳,高蓉菁. 环境污染治理技术与设备. 2004(12)
[9]生物制氢技术的研究现状及发展趋势[J]. 尤希凤,郭新勇. 河南化工. 2003(10)
[10]生物制氢技术的研究进展[J]. 李冬敏,陈洪章,李佐虎. 生物技术通报. 2003(04)
博士论文
[1]太阳能光合细菌连续制氢试验系统研究[D]. 李刚.河南农业大学 2008
[2]光合产氢菌群生长动力学与系统温度场特性研究[D]. 王素兰.河南农业大学 2007
[3]环流罐式光合生物制氢反应器及其能量传输过程研究[D]. 周汝雁.河南农业大学 2007
[4]太阳能光合生物制氢系统及其光谱耦合特性研究[D]. 张军合.河南农业大学 2006
[5]光合产氢菌群的筛选及其利用猪粪污水产氢因素的研究[D]. 尤希凤.河南农业大学 2005
硕士论文
[1]光合细菌产氢基质代谢实验研究[D]. 王毅.河南农业大学 2009
本文编号：3049766
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