[发明专利]一种光发酵产氢反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光发酵产氢反应器。 

背景技术

当前世界正面临着严重的化石能源危机和环境污染问题。众所周知，能源结构及原料使用效率直接关系到二氧化碳的排放量，由于长久以来人类以化石燃料作为主要能源，释放大量二氧化碳到大气中，导致温室效应，而且化石能源越来越少。因此，迫切需要开发一种可再生的清洁能源来代替传统化石燃料。氢是高效、洁净、可再生的二次能源，受到社会各界的广泛重视。由于氢能的应用日益广泛，氢需求量日益增加，因此开发新的制氢工艺势在必行。生物制氢是可持续的从自然界中获取氢气的重要途径之一，其具有原料成本低廉、制氢过程中不产生环境污染的特点，其中光发酵制氢可利用的原料范围广泛，底物转化效率较高，光发酵产氢的速率比藻类快，且能将产氢与有机物的去除有效的结合在一起，可实现废物资源化，是最具有潜在应用前景的方法之一。 

为光发酵细菌提供生长、产氢环境的光发酵制氢反应器对光发酵产氢的发展具有重要影响，国内外研究人员经过多年研究尝试了各种各样的反应器形式，使得产氢效率得到大提高。但目前使用的光发酵制氢反应器仍存在内部死角体积大、光照渗透率低、反应器内部液体混合不均匀、产氢效率低和反应温度难以控制，且不能满足工业化生产的需要。 

发明内容

本发明为了解决现有技术中制氢反应器的内部死角体积大、光照渗透率低、反应器内部液体混合不均匀、产氢效率低和反应温度难以控制的问题，进而提供一种光发酵产氢反应器。 

本发明为解决上述问题而采用的技术方案是：所述反应器包括培养基储存罐、搅拌桨机构、水浴锅、反应器壳体、第三输送管、气体排出管、反应液出液管、第一输送管、第二输送管、两个进液泵和两个光照机构； 

反应器壳体内设有环形隔离墙，环形隔离墙将反应器壳体分成反应器反应区和的反应器水浴区，搅拌桨机构设置在反应器反应区内，第二输送管的一端、气体排出管的一端和反应液出液管的一端均与反应器反应区连通，第二输送管的另一端与培养基储存罐连通，且第二输送管上设有进液泵，第三输送管的一端和第一输送管的一端均与反应器水浴区连通，第三输送管的另一端和第一输送管的另一端均与水浴锅连通，且第一输送管上设有进液泵，反应器反应区的上方和下方各设有一个光照机构。 

本发明的有益效果是：1、将反应器内设置环形隔离墙使反应器内部死角体积小， 2、反应器的上方和底部进行光照，增加了光的渗透性，3、本发明在反应器中使用搅拌器进行搅拌，使光发酵细菌在反应器中处于较均匀的状态，减少光发酵细菌对反应器壁面的吸附，减小反应器内的死角体积。4、在光发酵产氢反应器中装有光发酵细菌，经本反应器启动运行，光能转化率大大提高，最高产氢率为2.68molH₂/mol乙酸，5、本发明采用在反应器反应区3外围设置反应器水浴区4，通过水浴循环来控制反应温度且不影响光照，保证光发酵细菌在反应区反应时所需要的最佳温度条件，能够有效提高光发酵产氢能力，本发明具有结构简单，使用方便的特点。 

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。 

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式一种光发酵产氢反应器，所述反应器包括培养基储存罐1、搅拌桨机构5、水浴锅7、反应器壳体8、第三输送管11、气体排出管12、反应液出液管14、第一输送管15、第二输送管16、两个进液泵2和两个光照机构6； 

反应器壳体8内设有环形隔离墙，环形隔离墙将反应器壳体8分成反应器反应区3和的反应器水浴区4，搅拌桨机构5设置在反应器反应区3内，第二输送管16的一端、气体排出管12的一端和反应液出液管14的一端均与反应器反应区3连通，第二输送管16的另一端与培养基储存罐1连通，且第二输送管16上设有进液泵2，第三输送管11的一端和第一输送管15的一端均与反应器水浴区4连通，第三输送管11的另一端和第一输送管15的另一端均与水浴锅7连通，且第一输送管15上设有进液泵2，反应器反应区3的上方和下方各设有一个光照机构6。 

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式一种光发酵产氢反应器，所述反应器还包括气体流量计10，气体流量计10设置在气体排出管12的出口端，其它与具体实施方式一相同。 

具体实施方式三：结合图1说明本实施方式一种光发酵产氢反应器，所述反应器还包括夹紧夹13，夹紧夹13设置在反应液出液管14的出口端，其它与具体实施方式一相同。