CN103275864A - 一种光发酵产氢反应器 - Google Patents
一种光发酵产氢反应器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103275864A CN103275864A CN2013102367646A CN201310236764A CN103275864A CN 103275864 A CN103275864 A CN 103275864A CN 2013102367646 A CN2013102367646 A CN 2013102367646A CN 201310236764 A CN201310236764 A CN 201310236764A CN 103275864 A CN103275864 A CN 103275864A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reactor
- pipe
- hydrogen production
- delivery pipe
- water bath
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 37
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims description 3
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 3
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 claims 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 abstract description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/02—Photobioreactors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/02—Form or structure of the vessel
- C12M23/10—Petri dish
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/20—Material Coatings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/22—Transparent or translucent parts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
- C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
- C12M41/18—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes
- C12M41/22—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes in contact with the bioreactor walls
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Immunology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
本发明涉及一种光发酵产氢反应器,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,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、两个进液泵和光照机构;反应器壳体内设有环形隔离墙,搅拌桨机构设置在反应器内,第二输送管、气体排出管和反应液出液管与反应器反应区连通,第二输送管与培养基储存罐连通,第三输送管和第一输送管与反应器水浴区连通,第三输送管和第一输送管与水浴锅连通,反应器反应区上方和下方设有光照机构,本发明用于光发酵制氢中。
Description
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。
具体实施方式四:结合图1说明本实施方式一种光发酵产氢反应器,所述反应器还包括两个接头9,第三输送管11和反应器水浴区4连接处设有接头9,第一输送管15和反应器水浴区4连接处设有接头9,其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式五:结合图1说明本实施方式一种光发酵产氢反应器,所述反应器壳体 8为由有机玻璃制成的反应器壳体8,其它与具体实施方式一相同。
工作原理
培养基储存罐1中的培养基由进液泵2连续泵入反应器反应区3中;反应器反应区3中光发酵细菌在搅拌桨机构5的搅拌作用下混合均匀,在光照机构6提供的光能条件下,充分利用培养基中的有机物,产生氢气,产生的氢气经过气体流量计10排出反应器,反应后的反应液由反应液出液管14溢出反应器。水浴锅7中一定温度的水经进液泵2进入反应器水浴区4,保证反应器反应区3所需要的温度,反应器水浴区4的水流回水浴锅7,持续过水。
Claims (5)
1.一种光发酵产氢反应器,其特征在于: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)。
2.根据权利要求1所述一种光发酵产氢反应器,其特征在于: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。
3.根据权利要求1所述一种光发酵产氢反应器,其特征在于: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。
4.根据权利要求1所述一种光发酵产氢反应器,其特征在于:所述反应器还包括两个接头(9),第三输送管(11)和反应器水浴区(4)连接处设有接头(9),第一输送管(15)和反应器水浴区(4)连接处设有接头(9)。
5.根据权利要求1所述一种光发酵产氢反应器,其特征在于:所述反应器壳体(8)为由有机玻璃制成的反应器壳体(8)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2013102367646A CN103275864A (zh) | 2013-06-14 | 2013-06-14 | 一种光发酵产氢反应器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2013102367646A CN103275864A (zh) | 2013-06-14 | 2013-06-14 | 一种光发酵产氢反应器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103275864A true CN103275864A (zh) | 2013-09-04 |
Family
ID=49058491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2013102367646A Pending CN103275864A (zh) | 2013-06-14 | 2013-06-14 | 一种光发酵产氢反应器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103275864A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103725606A (zh) * | 2014-01-10 | 2014-04-16 | 哈尔滨工业大学 | 序批式生物制氢反应器及其使用方法 |
CN110317711A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-11 | 湖北盛齐安生物科技股份有限公司 | 诱导细胞凋亡的设备及其促进细胞释放囊泡的方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1528905A (zh) * | 2003-10-15 | 2004-09-15 | 厦门大学 | 高效微生物制氢及氢能-电能转化一体化装置 |
CN102286367A (zh) * | 2011-07-26 | 2011-12-21 | 哈尔滨工业大学 | 光发酵厌氧流化床产氢反应器 |
CN102766571A (zh) * | 2012-07-04 | 2012-11-07 | 中国环境科学研究院 | 水生植物与畜禽粪便光暗梯级耦合生物制氢方法及装置 |
CN202576411U (zh) * | 2012-05-02 | 2012-12-05 | 同济大学 | 暗-光发酵耦合产氢模拟反应装置 |
-
2013
- 2013-06-14 CN CN2013102367646A patent/CN103275864A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1528905A (zh) * | 2003-10-15 | 2004-09-15 | 厦门大学 | 高效微生物制氢及氢能-电能转化一体化装置 |
CN102286367A (zh) * | 2011-07-26 | 2011-12-21 | 哈尔滨工业大学 | 光发酵厌氧流化床产氢反应器 |
CN202576411U (zh) * | 2012-05-02 | 2012-12-05 | 同济大学 | 暗-光发酵耦合产氢模拟反应装置 |
CN102766571A (zh) * | 2012-07-04 | 2012-11-07 | 中国环境科学研究院 | 水生植物与畜禽粪便光暗梯级耦合生物制氢方法及装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103725606A (zh) * | 2014-01-10 | 2014-04-16 | 哈尔滨工业大学 | 序批式生物制氢反应器及其使用方法 |
CN110317711A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-11 | 湖北盛齐安生物科技股份有限公司 | 诱导细胞凋亡的设备及其促进细胞释放囊泡的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102827761B (zh) | 一种干湿耦合沼气发酵装置 | |
CN105985910A (zh) | 微藻培养的新补碳方法与流程 | |
CN105820943A (zh) | 一种多级气液联合搅拌文丘里管-cstr反应装置 | |
CN101700942B (zh) | 废沼液的处理装置及其处理方法 | |
CN103525686B (zh) | 一种基于空心导光管的复合强化式微藻光生物反应器 | |
CN102766571A (zh) | 水生植物与畜禽粪便光暗梯级耦合生物制氢方法及装置 | |
CN204417508U (zh) | 一种回流混合与推进搅拌式厌氧发酵罐 | |
CN101613662A (zh) | 沼气发酵智能化管理系统 | |
CN112266848B (zh) | 一种新型无泵式内循环式光合生物制氢反应器 | |
CN103275864A (zh) | 一种光发酵产氢反应器 | |
CN201250231Y (zh) | 集成发酵装置 | |
CN204369742U (zh) | 一种污泥厌氧消化和沼气净化同步处理装置 | |
CN201245643Y (zh) | 组合式沼气发生装置 | |
CN102965282A (zh) | 一种封闭式藻类培养系统 | |
CN106479870A (zh) | 多元循环式秸秆沼气发酵系统 | |
CN201420080Y (zh) | 一种封闭式微藻产业光合作用培殖装置 | |
CN102311923B (zh) | 一种微藻培养方法 | |
CN202246672U (zh) | 沼渣沼液搅拌发酵池 | |
CN105969661B (zh) | 柱式耦合金字塔管式光生反应器、应用及培养方法 | |
CN104312905A (zh) | 寒区沼气发酵与微藻养殖耦合系统 | |
CN105543079B (zh) | 一种塔式光合细菌连续产氢反应系统及其产氢方法 | |
CN204111752U (zh) | 厌氧发酵罐 | |
CN102978104B (zh) | 一种无动力自流式产氢微生物定向进化装置 | |
CN101974411A (zh) | 一种有机生活垃圾制氢装置 | |
CN201620096U (zh) | 混合污泥回流沼气发生装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130904 |