光合细菌制氢连续流管式反应器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种光合细菌制氢连续流管式反应器，反应器主体为透明螺旋盘管，盘管内填充球形纤维填料，螺旋盘管的中心垂直设置管式光源，盘管及光源设置在温控箱内；原料由进料泵输送到原料预热器并加热后，进入到反应器主体，原料在反应器主体内进行光合氢，并经气液分离器分离出氢气，分离器底部的液体由A回流泵部分打回反应器主体，部分打入菌液沉淀池，菌液沉淀池内的上清液由溢流口排出，下部液体由B回流泵打回到反应器主体内，整个反应器采用密闭系统。解决了现有反应器光利用率低的问题；本实用新型专利技术反应器充分利用了光照条件，提供了更大的光接收表面积，有利于光合细菌的生长进而形成菌群优势，最终提高了产氢效率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种光合细菌制氢反应器，具体的是一种连续流管式反应器。
技术介绍
在化石能源逐步枯竭的背景下，寻找可代替能源将是未来发展的趋势。氢是一种高效、无污染的清洁能源。光合细菌能利用多种有机废物做产氢原料，且产氢效率高、反应条件温和。光合细菌连续制氢反应器的开发是光合细菌制氢技术由研究向应用转化的决定性步骤。但受现有反应器结构形式及结构材料的限制和光照成本等问题，制氢工艺一直没实现工业化。现有的光合细菌连续制氢反应器多为柱式、板式等结构。柱式反应器直径大， 不利于菌液和培养基的充分混合；反应器若设置外置光源，光很难照射到反应器内部，致使内外光照不均；内置光源则存在不易维修等问题。而板式结构反应器需要较大的占地面积， 多点设置光源。因此，研制出一种光能利用率高、产氢效果好、占地面积小的光合细菌连续制氢反应器成为必然趋势。
技术实现思路
本申请的目的是针对
技术介绍
中存在的问题，提供一种光合细菌制氢连续流管式反应器，该反应器的光能利用率高、产氢效果好、占地面积小。为实现上述专利技术目的，本技术所采用的技术方案是光合细菌制氢连续流管式反应器，包括反应器主体、输送泵、原料预热器、气液分离器、菌液沉淀池，其中反应器主体为透明螺旋盘管，盘管内填充球形纤维填料，螺旋盘管的中心垂直设置管式光源，透明螺旋盘管及管式光源设置在温控箱内，温控箱内壁设有反光层；所述输送泵包括进料泵、A及 B回流泵，其中进料泵的出口与原料预热器的入口管线连接，原料预热器的出口与透明螺旋盘管的入口管线连接；透明螺旋盘管的出口与气液分离器的入口管线连接，气液分离器的顶端出口管线连接氢气接收系统，气液分离器的底端出口管线连接A回流泵，A回流泵的出口分为两个支路，其中一个支路与透明螺旋盘管的入口管线连接，另一支路与菌液沉淀池管线连接，菌液沉淀池的侧壁上设置溢流口、底部设置出口，其中出口与B回流泵的入口管线连接，B回流泵的出口与透明螺旋盘管的入口管线连接，反应器上述各部件连接在一起后组成密闭系统。本技术的有益效果本申请的光合细菌制氢连续流管式反应器，具有较高的产氢效率，具体体现在以下几个方面(1)该反应器主体为透明螺旋管式，螺旋管中间垂直设置管式光源，此光源首先解决了现有连续制氢反应器不能充分利用光源的不足，反应器主体各部分采光均勻，最大限度的提供光接收面积；其次反应器的螺旋盘管直径较小，足以使光进入反应器内，使光合细菌充分接触到光源，促进其生长；再次此光源类型为外置光源，解决了内置光源不好更换的难题。(2)该反应器主体内部加入球形纤维填料，此填料增大吸附表面积，使光合细菌吸附其上，形成生物膜，整个系统菌液的浓度上升，提高了产氢效率，促进了菌体的生长。(3)该反应器为全封闭系统，提供厌氧环境，避免杂菌进入反应器内，能够使光合细菌高纯度培养，实现反应器连续稳定高效的运行。(4)该反应器采用部分菌液循环方式和部分菌液经沉淀循环方式，最大限度的利用了菌种，减少菌种流失问题，提高菌种利用率。(5)反应器主体在恒温中运行，保证了光合细菌在最适宜的温度范围内生长繁殖。(6)该反应器操作简单，占地面积小，成本低廉、使用安全。附图说明图1是本技术的结构示意图。图中1-进料泵，2-原料预热器，3-透明螺旋盘管，4-管式光源，5-温控箱，6_气液分离器，7-菌液沉淀池，8-A回流泵，9-B回流泵，10-溢流口。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步的说明由图1所示光合细菌制氢连续流管式反应器，包括反应器主体、输送泵、原料预热器、气液分离器、菌液沉淀池，其中反应器主体为透明螺旋盘管3，盘管3内填充若干球形纤维填料，螺旋盘管3的中心垂直设置管式光源4，透明螺旋盘管3及管式光源4设置在温控箱5内，温控箱5内壁设有反光层；所述输送泵包括进料泵1、A及B回流泵，其中进料泵 1的出口与原料预热器2的入口管线连接，原料预热器2的出口与透明螺旋盘管3的入口管线连接；透明螺旋盘管3的出口与气液分离器6的入口管线连接，气液分离器6的顶端出口管线连接氢气接收系统，气液分离器6的底端出口管线连接A回流泵8，A回流泵8的出口分为两个支路，其中一个支路与透明螺旋盘管3的入口管线连接，另一支路与菌液沉淀池7 管线连接，菌液沉淀池7的侧壁上设置溢流口 10、底部设置出口，其中出口与B回流泵9的入口管线连接，B回流泵9的出口与透明螺旋盘管3的入口管线连接，反应器上述各部件连接在一起后组成密闭系统。上述透明螺旋盘管材质可以是玻璃管、有机玻璃管或聚乙烯管；温控箱内壁反光层可采用镀铝反光聚脂薄膜、玻璃镜片等方式。申请人:在实验室中自制了一台光合细菌制氢连续流管式反应器，其中透明螺旋盘管管长30m，管径1. 5cm,内径40cm，容积7L，新鲜培养基由进料泵1进入原料预热器2，加热到适宜温度后送入透明螺旋盘管3入口，反应器主体设置在温控箱5内，从而使反光器主体在恒温下运行，控温箱5内壁由反光材料制成或涂覆反光涂层，以充分利用光源，提高光的利用率；反应器主体中间垂直设置管式光源4，使光均勻的照射在反应器主体上，菌液从出液口流出进入气液分离器6，气体从顶部排出，菌液一部分由A回流泵8进入透明螺旋盘管3原料入口，另一部分进入菌液沉淀池7，上清液从溢流口 10溢出，沉淀菌液经B回流泵 9打入透明螺旋盘管3原料入口。权利要求1.光合细菌制氢连续流管式反应器，包括反应器主体、输送泵、原料预热器、气液分离器、菌液沉淀池，其特征在于反应器主体为透明螺旋盘管，盘管内填充球形纤维填料，螺旋盘管的中心垂直设置管式光源，透明螺旋盘管及管式光源设置在温控箱内；所述输送泵包括进料泵、A及B回流泵，其中进料泵的出口与原料预热器的入口管线连接，原料预热器的出口与透明螺旋盘管的入口管线连接；透明螺旋盘管的出口与气液分离器的入口管线连接，气液分离器的顶端出口管线连接氢气接收系统，气液分离器的底端出口管线连接A回流泵，A回流泵的出口分为两个支路，其中一个支路与透明螺旋盘管的入口管线连接，另一支路与菌液沉淀池管线连接，菌液沉淀池的侧壁上设置溢流口、底部设置出口，其中出口与 B回流泵的入口管线连接，B回流泵的出口与透明螺旋盘管的入口管线连接；反应器整体为密闭系统。2.按照权利要求1所述的光和细菌制氢连续流管式反应器，其特征在于温控箱内壁设有反光层。专利摘要本技术涉及一种光合细菌制氢连续流管式反应器，反应器主体为透明螺旋盘管，盘管内填充球形纤维填料，螺旋盘管的中心垂直设置管式光源，盘管及光源设置在温控箱内；原料由进料泵输送到原料预热器并加热后，进入到反应器主体，原料在反应器主体内进行光合氢，并经气液分离器分离出氢气，分离器底部的液体由A回流泵部分打回反应器主体，部分打入菌液沉淀池，菌液沉淀池内的上清液由溢流口排出，下部液体由B回流泵打回到反应器主体内，整个反应器采用密闭系统。解决了现有反应器光利用率低的问题；本技术反应器充分利用了光照条件，提供了更大的光接收表面积，有利于光合细菌的生长进而形成菌群优势，最终提高了产氢效率。文档编号C12R1/01GK202022929SQ2011201299公开日2011年11月2日 申请日期2011年4月28日 优先权日2011年4月28日专利技术者侯博, 刘淑芝, 崔宝臣, 朱原原 本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．光合细菌制氢连续流管式反应器，包括反应器主体、输送泵、原料预热器、气液分离器、菌液沉淀池，其特征在于：反应器主体为透明螺旋盘管，盘管内填充球形纤维填料，螺旋盘管的中心垂直设置管式光源，透明螺旋盘管及管式光源设置在温控箱内；所述输送泵包括进料泵、Ａ及Ｂ回流泵，其中进料泵的出口与原料预热器的入口管线连接，原料预热器的出口与透明螺旋盘管的入口管线连接；透明螺旋盘管的出口与气液分离器的入口管线连接，气液分离器的顶端出口管线连接氢气接收系统，气液分离器的底端出口管线连接Ａ回流泵，Ａ回流泵的出口分为两个支路，其中一个支路与透明螺旋盘管的入口管线连接，另一支路与菌液沉淀池管线连接，菌液沉淀池的侧壁上设置溢流口、底部设置出口，其中出口与Ｂ回流泵的入口管线连接，Ｂ回流泵的出口与透明螺旋盘管的入口管线连接；反应器整体为密闭系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔宝臣，侯博，刘淑芝，朱原原，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：实用新型
国别省市：23