热科学与技术

作者：贺超,高飞,焦有宙,张全国,刘亮,刘新新

单位：河南农业大学机电工程学院,河南农业大学机电工程学院,河南农业大学机电工程学院,河南农业大学机电工程学院,河南农业大学机电工程学院,河南农业大学机电工程学院

关键词：光合生物制氢,反应器,数值模拟,传热传质,熵产率,

基金：国家自然科学基金（51706063），国家重点研发计划（2018YFE0206600），河南省自然科学基金（212300410162）

为了研究折流板式光合生物制氢反应器(Anaerobic Baffled Reactor ,ABR)运行过程中传热传质过程的机理，将Monod生物动力学模型与生物制氢底物消耗动力学相结合，使用数值模拟研究不同条件下反应器内葡萄糖消耗过程中传热、传质和化学反应引起的熵产率，在此基础上分析光合细菌对葡萄糖的消耗速率和产氢速率，以单位氢气生成速率的熵产率最小作为评价原则对反应器的运行条件进行优化。结果表明，各因素对折流板式光合生物氢反应器性能的影响的主次顺序为：光照强度＞溶液温度＞壁面温度＞底物初始浓度＞水力滞留期。最佳运行条件为:培养液温度为30 ℃，反应器壁面温度为30 ℃，光照强度为6000 lx，反应器水力滞留期(HRT)为12 h，培养液葡萄糖浓度为150 mol·m-3。

来源：2024年第4期

《热科学与技术》期刊编辑部

查看热科学与技术杂志2024年第4期