[發(fā)明專利]用于由生物質(zhì)生產(chǎn)氫氣的生物反應(yīng)器方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080031034.7
• 申請日: 2010-05-14
• 公開（公告）號: CN102459563A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 文森特·邁爾斯·格雷
• 申請（專利權(quán)）人: 約翰內(nèi)斯堡威特沃特斯蘭德大學(xué)
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;C12M1/36
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;鄭斌

1.用于將生物質(zhì)基本上厭氧轉(zhuǎn)化成至少氫氣的生物反應(yīng)器方法，其包括：

反應(yīng)器容器，其具有由混合的厭氧細(xì)菌聚生體組成的床；

通過入口裝置流入所述反應(yīng)器容器的生物質(zhì)流入物，生物質(zhì)流入物的速率由流入計或流入變量泵控制，所述生物質(zhì)流入物被所述反應(yīng)器

容器的所述混合厭氧細(xì)菌聚生體至少部分發(fā)酵而產(chǎn)生至少氫氣；

氣體收獲裝置，其收獲所述反應(yīng)器容器內(nèi)發(fā)酵過程中產(chǎn)生的至少氫氣；

通過流出裝置流出所述反應(yīng)器容器的經(jīng)脫氣生物質(zhì)流出物，經(jīng)處理的生物質(zhì)流出物的流出速率由流出計或流出變量泵控制；和

經(jīng)脫氣流出物再循環(huán)裝置，所述裝置使所述經(jīng)脫氣生物質(zhì)流出物再循環(huán)回到所述反應(yīng)器容器中，再循環(huán)的速率由再循環(huán)流量計或再循環(huán)變量泵控制，其中所述經(jīng)脫氣生物質(zhì)流出物的再循環(huán)速率與補充所述生物質(zhì)流入物的速率之間的比值大于或等于1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的生物反應(yīng)器方法，其中所述經(jīng)脫氣生物質(zhì)流出物的再循環(huán)速率與補充所述生物質(zhì)流入物的速率之間的比值大于或等于1.2。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的生物反應(yīng)器方法，其中氫氣產(chǎn)率大于或等于4.0H₂/mol葡萄糖，并且氫氣生產(chǎn)力高于240mmol?H₂/(L.h)。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的生物反應(yīng)器方法，還包括大于或等于約60℃的反應(yīng)溫度。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的生物反應(yīng)器方法，還包括小于或等于約1小時的水力停留時間。

6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的生物反應(yīng)器方法，其中除了氫氣之外還產(chǎn)生二氧化碳?xì)狻?!-- SIPO -->

7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的生物反應(yīng)器方法，其中所述混合厭氧細(xì)菌聚生體作為載體上的生物膜固定或作為細(xì)菌顆粒固定。

8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的生物反應(yīng)器方法，其中所述混合厭氧細(xì)菌聚生體至少包含嗜熱細(xì)菌。

9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的生物反應(yīng)器方法，其中所述生物質(zhì)為植物生物質(zhì)。

10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的生物反應(yīng)器方法，其中所述生物質(zhì)為動物生物質(zhì)。

11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的生物反應(yīng)器方法，其中所述生物質(zhì)為植物和動物生物質(zhì)的混合物。

12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的生物反應(yīng)器方法，其中所述生物質(zhì)包括己糖和揮發(fā)性脂肪酸。

13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的生物反應(yīng)器方法，其中所述生物質(zhì)為可溶性水解產(chǎn)物，其來自于纖維素材料的水解，所述纖維素材料包括半纖維素。

14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的生物反應(yīng)器方法，其中進(jìn)入所述反應(yīng)器容器之前，對所述生物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理是碾磨和/或濕加熱。

15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的生物反應(yīng)器方法，其中所述床為流化床。

16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的生物反應(yīng)器方法，其中所述床為膨脹床。

17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的生物反應(yīng)器方法，其中所述床由附著在載體上的細(xì)菌生物膜或自身固定形式的細(xì)菌顆粒構(gòu)成。

18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的生物反應(yīng)器方法，其中通過至少一個無機(jī)營養(yǎng)物補料入口喂養(yǎng)所述混合厭氧細(xì)菌聚生體。

19.根據(jù)權(quán)利要求18的生物反應(yīng)器方法，其中所述營養(yǎng)物補料的營養(yǎng)物加料速率為每約5升反應(yīng)體積大于或等于100ml/min，且其中所述經(jīng)脫氣流出物的再循環(huán)速率為每約5升反應(yīng)體積大于或等于2L/min。

20.根據(jù)權(quán)利要求18的生物反應(yīng)器方法，其中所述營養(yǎng)物補料的營養(yǎng)物加料速率為每約2.53升反應(yīng)體積大于或等于200ml/min，且其中所述經(jīng)脫氣生物質(zhì)流出物的所述再循環(huán)速率為每約2.53升反應(yīng)體積大于或等于3.5L/min。