[发明专利]一种低碳零排放循环制取氢气的装置

权利要求书

1.一种以微藻生物质作为发酵底物制取氢气的装置，所述装置包 括：预处理设备(19)、暗发酵反应器(2)、固液分离设备(18)、光发 酵反应器(6)、气体分离设备(21)和微藻生长反应器(11)；

其特征在于：

所述暗发酵反应器(2)位于所述预处理设备(19)的下游，用于对 经过预处理的微藻液进行暗发酵；

所述固液分离设备(18)位于所述暗发酵反应器(2)，用于对暗发 酵尾液进行固液分离；

所述光发酵反应器(6)位于所述固液分离设备(18)的下游，用于 对分离固体后的暗发酵尾液进行光发酵；

所述气体分离设备(21)位于所述暗发酵反应器(2)和所述光发酵 反应器(6)的下游，用于对气体产物中的H₂和CO₂进行分离；

所述微藻生长反应器(11)位于所述气体分离设备(21)的下游， 用于通过利用来自所述气体分离设备(21)的CO₂使微藻进行光合作用；

所述微藻生长反应器(11)的出口连接至所述预处理设备(19)，用 于将光合作用后的微藻液输送至所述预处理设备(19)进行预处理，从 而实现上述过程的循环；

所述暗发酵反应器(2)的外壁由不透光材料制成；光发酵反应器(6) 和微藻生长反应器(11)内部配置有可见光光源(7、12)。

2.如权利要求1所述的装置，所述装置还包括发酵液储罐(4)和 微藻液储罐(16)，所述发酵液储罐(4)设置于所述暗发酵反应器(2) 和所述光发酵反应器(6)之间，用于对暗发酵尾液进行储存；所述微藻 液储罐(16)设置于所述微藻生长反应器(11)和所述预处理设备(19) 之间，用于对微藻液进行储存；

其特征在于，所述发酵液储罐(4)和微藻液储罐(16)的外壁由不 透光材料制成。

3.如权利要求2所述的装置，所述装置还包括一个或多个物料泵、 一个或多个转子流量计、一个或多个加热装置和冷却水循环装置、和/或 一个或多个温度计和pH计，

所述一个或多个加热装置和冷却水循环装置、和/或一个或多个温度 计和pH计安装于所述暗发酵反应器(2)、所述光发酵反应器(6)和/ 或所述微藻生长反应器(11)的内部；

所述一个或多个物料泵为：

连接所述预处理设备(19)的出口和所述暗发酵反应器(2)的顶部 的物料泵(1)；

连接所述暗发酵反应器(2)的底部、所述暗发酵反应器(2)的顶 部和所述发酵液储罐(4)的顶部的物料泵(3)；

连接所述发酵液储罐(4)的底部、所述发酵液储罐(4)的顶部和 所述光发酵反应器(6)的顶部的物料泵(5)；

连接所述光发酵反应器(6)的底部和所述光发酵反应器(6)的顶 部的物料泵(8)；和/或

连接所述微藻生长反应器(11)的底部、所述微藻生长反应器(11) 的顶部和所述微藻液储罐(16)的顶部的物料泵(15)；

所述一个或多个转子流量计为：

设置于所述暗发酵反应器(2)的顶部、与所述气体分离设备(21) 的进口相连的转子流量计(9)；

设置于所述光发酵反应器(6)的顶部、与所述气体分离设备(21) 的进口相连的转子流量计(10)；和/或

设置于所述气体分离设备(21)的出口的转子流量计(14)。

4.如权利要求1-3中任一项所述的装置，其中，所述装置还包括与 气体分离设备(21)的一个出口相连的氢气储气装置(22)，优选地，所 述气体分离设备(21)的一个出口与所述微藻生长反应器(11)的底部 连接。

5.如权利要求1-4中任一项所述的装置，所述装置还包括气体分布 器(13)，所述气体分布器(13)配置于所述微藻生长反应器(11)的底 部，用于将来自所述气体分离设备(21)的CO₂分散通入所述微藻生长 反应器(11)。

6.如权利要求1-5中任一项所述的装置，其中，所述预处理装置(19) 包括离心机、高温烘箱和磨粉机。