[發明專利]一種新型無泵式內循環式光合生物制氫反應器

有效

• 申請號: 202011237409.7
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112266848B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 張志萍;張全國;荊艷艷;張浩睿;劉亮;張寰;賀超
• 申請（專利權）人: 河南農業大學
• 主分類號: C12M1/04
• 分類號: C12M1/04;C12M1/02;C12M1/00
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

一種新型無泵式內循環式光合生物制氫反應器，包括外反應桶、內反應桶和集氣裝置，外反應桶頂部設有桶蓋，內反應桶設置在外反應桶內，內反應桶與外反應桶之間形成外環形反應腔室，內反應桶內部為內圓形反應腔室，內反應桶下端邊沿與外反應桶底部接觸，內反應桶下部設有透液孔，內反應桶頂部設有導氣管，導氣管的出口伸入到外環形反應腔室的底部，桶蓋上設有排氣口，集氣裝置的進氣口與桶蓋上的排氣口連接。本發明結構簡單且緊湊，操作方便，將反應器設計為圓筒形，不僅透光均勻，占地面積小，將自身所產出的氣體再次導入反應液，為反應液提供攪拌的氣動力，有效節省了能源消耗，實現了低能耗、高效率產氫。

技術領域

本發明屬于農業工程中的農村能源技術領域，具體涉及一種新型無泵式內循環式光合生物制氫反應器。

背景技術

由于我國經濟的快速發展，對能源的需求在不斷地增長，尤其是對一次能源的需求，由此帶來了嚴重的能源問題以及環境問題。因此，尋找一種清潔可替代能源是一項迫在眉睫的任務。然而，在諸多新興能源中，，氫的燃燒或催化氧化后的產物是水或水蒸氣，不會產生CO₂等溫室氣體，不僅緩解了溫室效應，也不會對環境造成污染，緩解了環境污染問題，同時，氫具有較高的熱值，能替代煤、石油、天然氣等化石燃料，因此，氫能是一種理想的替代能源。

目前傳統的制氫方法包括物理化學法和生物法，由于物理化學法制取氫氣需要以大量的化石能源作為代價，不僅消耗了能源，還造成了環境污染，所以，越來越多的研究開始向生物制氫方向靠攏。生物制氫克服了傳統制氫的缺點，這種方式制氫不僅成本低、反應條件溫和，而且可實現零排放污染生產。在諸多生物之其中，光合制氫受到廣泛的關注。光合制氫是利用光合細菌在厭氧條件下通過光照將有機物轉化為氫氣的過程。在過程中，沒有氧氣產生，不存在氧氣的抑制作用。并且光合細菌生長速度快，可利用底物廣泛，生活中常見的農業廢棄物以及有機廢水都可作為底物，在產氫的同時，也能實現對廢棄物的回收利用。因此，研究并開發光合制氫反應器是必要的，是使光合制氫從實驗室規模轉向大規模生產的關鍵環節。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種結構緊湊、體積小、方便操作、產氫效率高、更加節能的新型無泵式內循環式光合生物制氫反應器。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種新型無泵式內循環式光合生物制氫反應器，包括外反應桶、內反應桶和集氣裝置，外反應桶頂部設有桶蓋，外反應桶頂部敞口，內反應桶底部敞口，內反應桶直徑小于外反應桶直徑，內反應桶設置在外反應桶內，內反應桶與外反應桶之間形成外環形反應腔室，內反應桶內部為內圓形反應腔室，內反應桶下端邊沿與外反應桶底部接觸，內反應桶下部設有透液孔，內反應桶頂部設有導氣管，導氣管的出口伸入到外環形反應腔室的底部，桶蓋上設有排氣口，集氣裝置的進氣口與桶蓋上的排氣口連接，外反應桶、內反應桶、桶蓋和導氣管均采用透明材料制成。

集氣裝置包括集氣囊，集氣囊上設有集氣管，集氣管通過快速接頭與排氣口連接。

透氣孔在內反應桶的前部和后部分別設有一組，導氣管設有兩個，兩個導氣管的下端出氣口分別位于內反應桶的左側和右側。

外反應桶的底部固定設有至少三個限位塊，所有的限位塊均與內反應桶外圓接觸。

進氣管上設有干燥裝置和閥門，閥門位于干燥裝置和集氣囊之間。