普通小球藻固定模拟烟气中CO2的实验研究

大气中CO₂浓度增加造成的全球变暖已成为一个严峻的环境问题,利用微藻生物固碳法减排CO₂正成为研究热点.本文以普通小球藻(Chlorella vulgaris,FACHB-1227)为研究对象,采用SE无碳培养基,在沿程曝气型套管式光生物反应器中通入含不同体积分数CO₂(5%、10%、15%和20%)的模拟烟气培养小球藻,培养周期为17天,以细胞密度和平均固碳速率为检测指标,研究模拟烟气下普通小球藻生长情况及固碳能力.实验结果表明:当模拟烟气中CO₂体积分数为10%时,普通小球藻的细胞密度达到最大值8.76×10⁶cells/mL,相比于5%组、15%组和20%组分别提高了54.23%、66.86%和76.97%;其平均固碳速率达最大值30.18mg/(L·d),较5%组、15%组和20%组分别提高了57.27%、70.89%和81.91%.可见,在模拟烟气中CO₂体积分数为10%时,普通小球藻的生长情况和固碳性能最好.     

曝气间隔对普通小球藻生物质积累的影响

细胞高密度培养有利于降低微藻规模化培养成本及其生物柴油制造的成本,曝气是影响微藻规模化高密度培养的重要因素之一。以普通小球藻(Chlorella vulgaris,FACHB-1227)为研究对象,采用BG11培养基,于新型套管式沿程曝气光生物反应系统中,以细胞密度为检测指标,实验研究了曝气间隔时间对藻液中细胞密度、藻液pH值、溶氧量变化的影响。控制每次曝气时气体流量为10L/min、持续时间为0.5h,培养周期为15天。结果表明,藻液中积累的溶解氧能够及时排除,进入生物质积累稳定期时,藻液的pH值基本恒定;微藻生长稳定期时(培养12天),曝气间隔0.5h时细胞密度为7.22×106个/mL,相比于1h、1.5h、2h分别提高了9.56%、41.02%和122.1%。可见,适当减少曝气间隔时间,可显著提高藻细胞密度。     

粒度和含水率对秸秆成型燃料生产能耗的影响

针对成型燃料规模化生产中原料参数的优化问题,以陕西某年产2万吨的秸秆成型燃料加工生产线为例,采用离散系统仿真软件ExtendSim对成型燃料生产线进行仿真。研究了粉碎粒度和干燥后的含水率对成型燃料的生产率及整体比能耗的影响,得出理论能耗的最优参数组合并与调研的生产性试验结果进行比较。敏感性分析发现,压块燃料的整体比能耗对参数变化更敏感,而颗粒燃料的生产率对参数变化更敏感。因此,按对参数变化敏感性更高的性能指标进行最优化参数选择。结果表明:与原经验参数相比,压块燃料按参数(15%,20～30mm)优化后理论节能11.64%,相关生产性试验节能10.36%;颗粒燃料按参数(10%,10mm)优化后理论节能5.58%,相关生产性试验节能6.36%.本文提出的按对参数变化更敏感的性能指标选择最优参数组合的方法使生产能耗更低,为成型燃料原料参数选择提供理论依据,指导工程实践。