Biodujų koncentracijos pokyčio fotobioabsorberyje matematinis modeliavimas

Abstract

Biologiniai biodujų valymo metodai pasaulyje vis plačiau tiriami bei taikomi. Nustatyta, kad naudojant mikrodumblių kultūras biodujos valomos nuo jose esančių teršalų, pavyzdžiui, anglies dioksido. Darbo tikslas – teoriškai įvertinti biodujų sudėties pokyčius fotobioabsorberyje su mikrodumblių suspensija. Darbe nagrinėtas biodujų burbuliukų kilimo greitis fotobioabsorberio modelyje remiantis Hadamardo-Rybczynskio lygtimi. Naudojant programinį paketą Comsol Multiphysics nustatytoa biodujose esančių teršalų koncentracijos priklausomybė nuo bioterpės dinaminio klampumo. Įvertintas biodujų koncentracijos pasiskirstymas per visą kolonėlės skerspjūvio plotą. Modeliavimo rezultatai parodė, kad biodujose esančių teršalų koncentracija artėjant prie fotobioabsorberio sienelių mažėja. Didesnis koncentracijos kritimas fotobioabsorberio viršuje parodo didesnį biodujų masės perdavimą į tirpalą.

Biological methods for purifying biogas are increasingly being researched and applied worldwide. Microalgae cultures have been found to decontaminate biogas from pollutants such as carbon dioxide. The aim of this work is to evaluate theoretically changes of biogas composition in photobioabsorber with microalgae suspension. In the paper the growth rate of biogas in the photobioabsorber model based on Hadamard-Rybczynski equation was investigated. Using the software package Comsol Multiphysics, the concentration of pollutants in biogas is determined from the dynamic viscosity of biotechnology. Distribution of biogas concentration over the whole cross-section of the column was evaluated. The simulation results showed that the concentration of pollutants in biogas decreases as biogas approaches to photobioabsorber walls. The greater drop in concentration at the top of the photobioabsorbenr indicates a greater mass transfer of gas into the solution.