- 科学出版社
- 9787030712110
- 1版
- 467031
- 40251784-1
- 16开
- 2022-03
- 农林牧渔大类
- 本科
内容简介
本书从理论和技术层面介绍生物质多相流光合产氢过程的调控机制及热流场特性，分别对生物质多相流光合产氢过程中的秸秆类生物质酶解技术、光生化反应器结构优化、多相流热物理特性、多相流体系传热模型建立及温度场分布规律等问题进行了阐述。第1章详细列举生物质多相流光合产氢领域的研究进展。第2章详细描述秸秆类生物质的酶解预处理及酶回收利用等调控技术。第3章从多相流场特性出发，研究光生化反应器结构的优化及其光合产氢过程调控。第4章从宏观及微观角度分析生物质多相流光合产氢体系内部的热物理特性。第5章介绍生物质多相流光合产氢体系传热模型的构建。第6章介绍对生物质多相流光合产氢体系温度场分布传输规律的数值模拟。本书可供可再生能源领域相关研究人员和工程技术人员，以及高等院校有关专业的本科生和研究生参考使用。
目录
第1章 绪论1
1.1 氢能源1
1.2 生物产氢技术3
1.2.1 生物产氢技术的特点3
1.2.2 生物产氢技术的研究4
1.2.3 光合产氢菌种的研究5
1.3 秸秆类生物质产氢工艺6
1.3.1 秸秆类生物质产氢的必然性6
1.3.2 秸秆类生物质预处理工艺研究8
1.4 秸秆类生物质酶解工艺13
1.4.1 秸秆类生物质酶解过程的影响因素14
1.4.2 纤维素酶回收利用技术的研究现状16
1.5 光生化反应器性能及其与产氢过程的关系18
1.5.1 光生化反应器的分类及其特点18
1.5.2 光生化反应器的光热质传输特性及其研究现状21
1.5.3 光生化反应器对产氢过程的影响27
1.6 多相流体系的研究29
1.6.1 多相流体系的定义29
1.6.2 多相流体系分析理论30
1.6.3 生物质多相流体系的特征31
1.6.4 生物质多相流体系热量传输研究现状33
1.7 数值模拟方法的研究现状38
1.7.1 数值模拟方法的定义38
1.7.2 数值模拟方法的特点40
1.7.3 数值模拟方法在光生化反应器研发及其传热领域的应用40
1.8 生物质多相流光合产氢过程调控的意义42
参考文献44
第2章 生物质多相流光合产氢体系酶解预处理技术调控60
2.1 酶解预处理技术概况60
2.2 秸秆类生物质酶解预处理工艺调控61
2.2.1 纤维素酶酶负荷对酶解预处理过程的影响62
2.2.2 底物浓度对酶解预处理过程的影响63
2.2.3 酶解时间对酶解预处理过程的影响64
2.2.4 酶解预处理工艺参数的正交优化65
2.3 纤维素酶回收利用技术调控67
2.3.1 纤维素酶回收利用技术可行性分析69
2.3.2 新鲜底物重吸附法回收利用工艺优化70
2.3.3 纤维素酶固定化法回收利用工艺优化72
2.4 酶解反应对光合产氢过程的影响74
参考文献76
第3章 光生化反应器结构优化及其光合产氢过程调控78
3.1 光生化反应器结构与产氢相关关系78
3.2 不同类型光生化反应器的设计及运行80
3.2.1 磁力搅拌下序批式光生化反应器的运行81
3.2.2 静置状态下序批式光生化反应器的运行82
3.2.3 折流板式连续流光生化反应器的运行83
3.2.4 升流式折流板式光生化反应器的运行84
3.2.5 升流式管状光生化反应器的运行86
3.3 搅拌方式对光合产氢过程的调控87
3.3.1 搅拌方式对pH、光合细菌生长状态及还原糖浓度的影响87
3.3.2 搅拌方式对产氢情况的影响91
3.4 水力停留时间对光合产氢过程的调控93
3.4.1 水力停留时间对pH、光合细菌生长状态及还原糖浓度的
影响93
3.4.2 水力停留时间对产氢情况的影响96
3.5 搅拌方式和水力停留时间对光合产氢过程影响的单因素
方差分析98
参考文献100
第4章 生物质多相流光合产氢体系热物理特性研究102
4.1 多相流产氢体系热物理特性研究现状102
4.2 生物质多相流光合产氢体系热物理特性测定103
4.2.1 多相流体系的动力黏度测定103
4.2.2 多相流体系的比热容测定105
4.2.3 秸秆类生物质粉体的粒径测定107
4.2.4 秸秆类生物质热值的测定108
4.3 秸秆类生物质粉体的热重分析108
4.3.1 秸秆类生物质粉体的成分分析108
4.3.2 秸秆类生物质粉体的热解特性109
4.3.3 秸秆类生物质粉体的表观活化能计算112
4.3.4 不同粉碎工艺玉米芯粉的热解特性分析及活化能计算116
4.4 秸秆类生物质傅里叶红外光谱分析120
参考文献125
第5章 生物质多相流光合产氢体系传热模型构建128
5.1 引言128
5.2 生物质多相流光合产氢体系设计131
5.2.1 生物质多相流光合产氢生化反应器131
5.2.2 生物质多相流光合产氢体系温度监控133
5.3 生物质多相流光合产氢体系内部温度的分析133
5.3.1 管式光生化反应器内不同位置温度的连续监测133
5.3.2 光合产氢过程中各位置温度的预测值135
参考文献138
第6章 生物质多相流光合产氢体系温度场数值模拟140
6.1 引言140
6.2 生物质多相流光合产氢体系的运行141
6.3 生物质多相流光合产氢体系温度场分析依据143
6.3.1 生物质多相流光合产氢体系温度场分析的机理143
6.3.2 温度场数值模拟过程的基本控制方程145
6.3.3 生物质多相流光合产氢体系温度场的有限元方法146
6.4 生物质多相流光合产氢体系的Fluent数值模拟146
6.4.1 Fluent软件简介146
6.4.2 生物质多相流光合产氢体系传热过程的建模147
6.4.3 Fluent相关模型的选择及假设150
6.4.4 折流板式连续流光生化反应器内的导热问题基本分析过程152
6.5 参数调整对温度场分布的调控160
6.5.1 不同入口流速对产氢体系温度场的影响160
6.5.2 不同反应条件下的产氢验证实验162
参考文献164
彩图插页
1.1 氢能源1
1.2 生物产氢技术3
1.2.1 生物产氢技术的特点3
1.2.2 生物产氢技术的研究4
1.2.3 光合产氢菌种的研究5
1.3 秸秆类生物质产氢工艺6
1.3.1 秸秆类生物质产氢的必然性6
1.3.2 秸秆类生物质预处理工艺研究8
1.4 秸秆类生物质酶解工艺13
1.4.1 秸秆类生物质酶解过程的影响因素14
1.4.2 纤维素酶回收利用技术的研究现状16
1.5 光生化反应器性能及其与产氢过程的关系18
1.5.1 光生化反应器的分类及其特点18
1.5.2 光生化反应器的光热质传输特性及其研究现状21
1.5.3 光生化反应器对产氢过程的影响27
1.6 多相流体系的研究29
1.6.1 多相流体系的定义29
1.6.2 多相流体系分析理论30
1.6.3 生物质多相流体系的特征31
1.6.4 生物质多相流体系热量传输研究现状33
1.7 数值模拟方法的研究现状38
1.7.1 数值模拟方法的定义38
1.7.2 数值模拟方法的特点40
1.7.3 数值模拟方法在光生化反应器研发及其传热领域的应用40
1.8 生物质多相流光合产氢过程调控的意义42
参考文献44
第2章 生物质多相流光合产氢体系酶解预处理技术调控60
2.1 酶解预处理技术概况60
2.2 秸秆类生物质酶解预处理工艺调控61
2.2.1 纤维素酶酶负荷对酶解预处理过程的影响62
2.2.2 底物浓度对酶解预处理过程的影响63
2.2.3 酶解时间对酶解预处理过程的影响64
2.2.4 酶解预处理工艺参数的正交优化65
2.3 纤维素酶回收利用技术调控67
2.3.1 纤维素酶回收利用技术可行性分析69
2.3.2 新鲜底物重吸附法回收利用工艺优化70
2.3.3 纤维素酶固定化法回收利用工艺优化72
2.4 酶解反应对光合产氢过程的影响74
参考文献76
第3章 光生化反应器结构优化及其光合产氢过程调控78
3.1 光生化反应器结构与产氢相关关系78
3.2 不同类型光生化反应器的设计及运行80
3.2.1 磁力搅拌下序批式光生化反应器的运行81
3.2.2 静置状态下序批式光生化反应器的运行82
3.2.3 折流板式连续流光生化反应器的运行83
3.2.4 升流式折流板式光生化反应器的运行84
3.2.5 升流式管状光生化反应器的运行86
3.3 搅拌方式对光合产氢过程的调控87
3.3.1 搅拌方式对pH、光合细菌生长状态及还原糖浓度的影响87
3.3.2 搅拌方式对产氢情况的影响91
3.4 水力停留时间对光合产氢过程的调控93
3.4.1 水力停留时间对pH、光合细菌生长状态及还原糖浓度的
影响93
3.4.2 水力停留时间对产氢情况的影响96
3.5 搅拌方式和水力停留时间对光合产氢过程影响的单因素
方差分析98
参考文献100
第4章 生物质多相流光合产氢体系热物理特性研究102
4.1 多相流产氢体系热物理特性研究现状102
4.2 生物质多相流光合产氢体系热物理特性测定103
4.2.1 多相流体系的动力黏度测定103
4.2.2 多相流体系的比热容测定105
4.2.3 秸秆类生物质粉体的粒径测定107
4.2.4 秸秆类生物质热值的测定108
4.3 秸秆类生物质粉体的热重分析108
4.3.1 秸秆类生物质粉体的成分分析108
4.3.2 秸秆类生物质粉体的热解特性109
4.3.3 秸秆类生物质粉体的表观活化能计算112
4.3.4 不同粉碎工艺玉米芯粉的热解特性分析及活化能计算116
4.4 秸秆类生物质傅里叶红外光谱分析120
参考文献125
第5章 生物质多相流光合产氢体系传热模型构建128
5.1 引言128
5.2 生物质多相流光合产氢体系设计131
5.2.1 生物质多相流光合产氢生化反应器131
5.2.2 生物质多相流光合产氢体系温度监控133
5.3 生物质多相流光合产氢体系内部温度的分析133
5.3.1 管式光生化反应器内不同位置温度的连续监测133
5.3.2 光合产氢过程中各位置温度的预测值135
参考文献138
第6章 生物质多相流光合产氢体系温度场数值模拟140
6.1 引言140
6.2 生物质多相流光合产氢体系的运行141
6.3 生物质多相流光合产氢体系温度场分析依据143
6.3.1 生物质多相流光合产氢体系温度场分析的机理143
6.3.2 温度场数值模拟过程的基本控制方程145
6.3.3 生物质多相流光合产氢体系温度场的有限元方法146
6.4 生物质多相流光合产氢体系的Fluent数值模拟146
6.4.1 Fluent软件简介146
6.4.2 生物质多相流光合产氢体系传热过程的建模147
6.4.3 Fluent相关模型的选择及假设150
6.4.4 折流板式连续流光生化反应器内的导热问题基本分析过程152
6.5 参数调整对温度场分布的调控160
6.5.1 不同入口流速对产氢体系温度场的影响160
6.5.2 不同反应条件下的产氢验证实验162
参考文献164
彩图插页
