[發明專利]一種圓筒型光合細菌產氫反應器

有效

• 申請號: 201610158716.3
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105695308B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 郭烈錦;李晴;楊鴻輝;張西民
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 岳培華

技術領域

本發明屬于微生物技術及反應器裝置領域，具體涉及一種圓筒型光合細菌產氫反應器。

背景技術

隨著人類工業文明的進步，人們對于能源的需求越來越大，傳統的化石能源儲量有限，且容易造成很多的環境問題，迫使人們尋找新的可再生的替代能源。氫氣以其清潔高效的特點，被認為是最有前景的替代能源。而生物制氫，尤其是光合微生物制氫，可以利用光能，包括太陽能來制氫，是一種十分有發展潛力的制氫方式。

現階段，有關光合細菌制氫反應器的研究很多，但從總體來看還處于實驗室研究階段。國內外對反應器的研究主要集中在利用現有反應器條件(試管、反應瓶等)進行光合細菌的產氫驗證、小型光合產氫模擬試驗、特殊結反應器的設計及環境外界條件對產氫的影響等方面。目前已有的開發的光合細菌制氫反應器，大多采用有機玻璃或者塑料等透光材料作為受光面，長時間使用表面容易變模糊，且不易長時間多次清洗，影響透光，如張川，張全國等設計的基于導光載體的生物膜光生物制氫滴濾反應器；大多反應器內的反應液處于靜止狀態或緩慢穩定的流動狀態，長時間反應細菌和反應底物容易沉積，而采用循環流動裝置的反應器，在循環泵等的機械作用下容易造成菌體流失或者菌體死亡，不利反應進行，如張全國，楊群發，張軍合等設計的太陽能光合生物制氫裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種圓筒型光合細菌產氫反應器，該反應器的受光面具有較長壽命，可以充分混合攪拌反應液，且不會損壞菌體。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種圓筒型光合細菌產氫反應器，包括有機玻璃反應器主體，有機玻璃反應器主體上連接有用于向外排出氫氣的氫氣排出通路和用于使有機玻璃反應器主體內的氣體自下而上循環流動的循環鼓氣環路；其中有機玻璃反應器主體包括有機玻璃反應器主體外壁，有機玻璃反應器主體外壁內設有石英圓筒玻璃管，石英圓筒玻璃管的頂端通過石英圓筒玻璃管上密封蓋密封并固定在有機玻璃反應器主體外壁的中部，石英圓筒玻璃管的底端通過石英圓筒玻璃管下密封蓋密封并固定在有機玻璃反應器主體外壁的底部；有機玻璃反應器主體外壁的頂部設有法蘭板，頂部開口、底部封閉的石英玻璃光源管依次穿過法蘭板和石英圓筒玻璃管上密封蓋后伸入石英圓筒玻璃管內，且石英玻璃光源管的上端固定在法蘭板上；有機玻璃反應器主體外壁、石英玻璃光源管、法蘭板和石英圓筒玻璃管上密封蓋圍成的區域為反應器上部空間；石英圓筒玻璃管、石英玻璃光源管、石英圓筒玻璃管上密封蓋和石英圓筒玻璃管下密封蓋圍成的區域為反應器下部空間；石英圓筒玻璃管上密封蓋上開設有若干用于將反應器上部空間和反應器下部空間相連通的連通孔，且反應器上部空間與進料口相連通，石英圓筒玻璃管下密封蓋上開設有出料口。

所述的有機玻璃反應器主體外壁、石英圓筒玻璃管、石英圓筒玻璃管上密封蓋和石英圓筒玻璃管下密封蓋圍成的區域為恒溫水空間，并且在有機玻璃反應器主體外壁的下部開設有恒溫水進口，有機玻璃反應器主體外壁的中部開設有恒溫水出口。

所述的石英圓筒玻璃管上密封蓋與有機玻璃反應器主體外壁的結合處設有第一O型圈，通過石英圓筒玻璃管上密封蓋擠壓第一O型圈將石英圓筒玻璃管的頂端密封并固定在有機玻璃反應器主體外壁上。

所述的石英圓筒玻璃管下密封蓋與有機玻璃反應器主體外壁的結合處設有第二O型圈，通過石英圓筒玻璃管下密封蓋擠壓第二O型圈將石英圓筒玻璃管的底端密封并固定在有機玻璃反應器主體外壁上。

所述的法蘭板上設有用于密封并固定石英玻璃光源管的石英玻璃光源管密封蓋，石英玻璃光源管密封蓋與法蘭板的結合處設有第三O型圈，通過石英玻璃光源管密封蓋擠壓第三O型圈將石英玻璃光源管的上端固定在法蘭板上。

所述的石英圓筒玻璃管上密封蓋與有機玻璃反應器主體外壁之間、石英圓筒玻璃管下密封蓋與有機玻璃反應器主體外壁之間，以及石英玻璃光源管密封蓋與法蘭板之間均為螺紋連接。

所述的石英圓筒玻璃管下密封蓋上開設有噴氣沙頭外接口，噴氣沙頭外接口與噴氣沙頭相連通，噴氣沙頭位于反應器下部空間的底部。

所述的法蘭板上開設有測試電極接口和兩個氣體出口。

所述的法蘭板上的一個氣體出口通過氣管與真空泵的進氣口相連，真空泵的出氣口通過氣管與噴氣沙頭外接口相連，構成循環鼓氣環路。

所述的法蘭板上的另一個氣體出口通過氣管與單向閥相連，構成氫氣排出通路。

相對于現有技術，本發明的有益效果為：