光合細(xì)菌連續(xù)產(chǎn)氫反應(yīng)過(guò)程中熱量變化規(guī)律的研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)，氫能優(yōu)點(diǎn)突顯，光合細(xì)菌代謝制氫已越來(lái)越多的引起人們重視。光合生物制氫技術(shù)具有重要科學(xué)意義。光合細(xì)菌代謝制氫過(guò)程中存在的大量熱量變化問(wèn)題已經(jīng)成為光合生物制氫體系中的一個(gè)重要的基本問(wèn)題。光合細(xì)菌代謝制氫過(guò)程中系統(tǒng)產(chǎn)生一定熱量，而熱量不僅會(huì)引起反應(yīng)器產(chǎn)生溫度應(yīng)力變形，更會(huì)影響反應(yīng)酶活性、影響光合生物制氫體系的能量消耗，改變光合產(chǎn)氫細(xì)菌的生理活性和生存條件，從而影響光合細(xì)菌代謝制氫過(guò)程中的產(chǎn)氫量和產(chǎn)氫速率等多種因素。
　　

2、 本論文在是國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“超微化秸稈類生物質(zhì)光合連續(xù)產(chǎn)氫過(guò)程及代謝熱研究”(項(xiàng)目編號(hào)：50976029)的資助下完成的。論文分別進(jìn)行了以不同種類的原料為產(chǎn)氫基質(zhì)、不同粒度大小的超微化玉米秸稈為產(chǎn)氫基質(zhì)，以及超微化玉米秸稈在不同反應(yīng)條件如pH值、溫度、光照強(qiáng)度、不同反應(yīng)器位置處等條件下，料液溫度在光合制氫過(guò)程中隨反應(yīng)時(shí)間和空間變化的實(shí)驗(yàn)研究。分析探討了各種條件下料液在光合制氫反應(yīng)器中不同位置的溫度分布及其變化規(guī)律，并對(duì)光合制氫初始

3、升溫階段和反應(yīng)穩(wěn)定階段的各種料液溫度變化情況進(jìn)行了回歸分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)進(jìn)一步研究開發(fā)秸稈類生物纖維在光合產(chǎn)氫反應(yīng)中的應(yīng)用提供了重要參考依據(jù)。
　　 通過(guò)本文的實(shí)驗(yàn)研究，得出如下結(jié)論：
　　 (1)通過(guò)研究不同原料、不同粒度玉米秸稈料液在光合制氫反應(yīng)器中不同位置，以及不同條件下的溫度分布及變化規(guī)律發(fā)現(xiàn)，在不同的產(chǎn)氫條件下系統(tǒng)整體以及系統(tǒng)內(nèi)不同位置溫度隨著產(chǎn)氫時(shí)間的延長(zhǎng)均有明顯的變化，即光合生物制氫過(guò)程中系統(tǒng)溫度均有不同幅度

4、的升高。
　　 (2)從單因子實(shí)驗(yàn)可知：產(chǎn)氫基質(zhì)的種類、顆粒大小、光照強(qiáng)度、pH等因素對(duì)光合制氫的產(chǎn)氫量系統(tǒng)的溫度變化有一定的影響，從其對(duì)溫度變化的影響看，光合制氫過(guò)程中選用顆粒相對(duì)更細(xì)小、光強(qiáng)在2000lux～2500lux之間，pH中性較為適宜。雖然葡萄糖的產(chǎn)氫效果明顯較好，但不利于大規(guī)模推廣，經(jīng)濟(jì)性欠佳。而玉米秸稈相對(duì)于高粱秸稈，在制氫過(guò)程中效果較好，適用于今后的推廣應(yīng)用。
　　 (3)作為產(chǎn)氫基質(zhì)的種類、顆粒大小

5、、光照強(qiáng)度、pH等因素對(duì)光合制氫的產(chǎn)氫量系統(tǒng)的溫度變化比較一致。一般來(lái)說(shuō)，溫度變化較大的，其產(chǎn)氫量也大。
　　 (4)從系統(tǒng)內(nèi)不同位置測(cè)定的溫度值及變化隨反應(yīng)時(shí)間變化趨勢(shì)，說(shuō)明光合制氫反應(yīng)器內(nèi)溫度場(chǎng)的分布規(guī)律為：反應(yīng)器中心的底部溫度要高于反應(yīng)器的中、上部溫度，但是溫度差值不大；反應(yīng)器側(cè)壁溫度高于反應(yīng)器內(nèi)部溫度，差值較內(nèi)部之間的差值略大。在500mL光合制氫反應(yīng)器內(nèi)溫度場(chǎng)分布比較均勻，最大溫差為0.3℃，且各點(diǎn)溫度變化隨時(shí)間的變化