[发明专利]一种圆筒型光合细菌产氢反应器

说明书

技术领域

本发明属于微生物技术及反应器装置领域，具体涉及一种圆筒型光合细菌产氢反应器。

背景技术

随着人类工业文明的进步，人们对于能源的需求越来越大，传统的化石能源储量有限，且容易造成很多的环境问题，迫使人们寻找新的可再生的替代能源。氢气以其清洁高效的特点，被认为是最有前景的替代能源。而生物制氢，尤其是光合微生物制氢，可以利用光能，包括太阳能来制氢，是一种十分有发展潜力的制氢方式。

现阶段，有关光合细菌制氢反应器的研究很多，但从总体来看还处于实验室研究阶段。国内外对反应器的研究主要集中在利用现有反应器条件(试管、反应瓶等)进行光合细菌的产氢验证、小型光合产氢模拟试验、特殊结反应器的设计及环境外界条件对产氢的影响等方面。目前已有的开发的光合细菌制氢反应器，大多采用有机玻璃或者塑料等透光材料作为受光面，长时间使用表面容易变模糊，且不易长时间多次清洗，影响透光，如张川，张全国等设计的基于导光载体的生物膜光生物制氢滴滤反应器；大多反应器内的反应液处于静止状态或缓慢稳定的流动状态，长时间反应细菌和反应底物容易沉积，而采用循环流动装置的反应器，在循环泵等的机械作用下容易造成菌体流失或者菌体死亡，不利反应进行，如张全国，杨群发，张军合等设计的太阳能光合生物制氢装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种圆筒型光合细菌产氢反应器，该反应器的受光面具有较长寿命，可以充分混合搅拌反应液，且不会损坏菌体。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种圆筒型光合细菌产氢反应器，包括有机玻璃反应器主体，有机玻璃反应器主体上连接有用于向外排出氢气的氢气排出通路和用于使有机玻璃反应器主体内的气体自下而上循环流动的循环鼓气环路；其中有机玻璃反应器主体包括有机玻璃反应器主体外壁，有机玻璃反应器主体外壁内设有石英圆筒玻璃管，石英圆筒玻璃管的顶端通过石英圆筒玻璃管上密封盖密封并固定在有机玻璃反应器主体外壁的中部，石英圆筒玻璃管的底端通过石英圆筒玻璃管下密封盖密封并固定在有机玻璃反应器主体外壁的底部；有机玻璃反应器主体外壁的顶部设有法兰板，顶部开口、底部封闭的石英玻璃光源管依次穿过法兰板和石英圆筒玻璃管上密封盖后伸入石英圆筒玻璃管内，且石英玻璃光源管的上端固定在法兰板上；有机玻璃反应器主体外壁、石英玻璃光源管、法兰板和石英圆筒玻璃管上密封盖围成的区域为反应器上部空间；石英圆筒玻璃管、石英玻璃光源管、石英圆筒玻璃管上密封盖和石英圆筒玻璃管下密封盖围成的区域为反应器下部空间；石英圆筒玻璃管上密封盖上开设有若干用于将反应器上部空间和反应器下部空间相连通的连通孔，且反应器上部空间与进料口相连通，石英圆筒玻璃管下密封盖上开设有出料口。

所述的有机玻璃反应器主体外壁、石英圆筒玻璃管、石英圆筒玻璃管上密封盖和石英圆筒玻璃管下密封盖围成的区域为恒温水空间，并且在有机玻璃反应器主体外壁的下部开设有恒温水进口，有机玻璃反应器主体外壁的中部开设有恒温水出口。

所述的石英圆筒玻璃管上密封盖与有机玻璃反应器主体外壁的结合处设有第一O型圈，通过石英圆筒玻璃管上密封盖挤压第一O型圈将石英圆筒玻璃管的顶端密封并固定在有机玻璃反应器主体外壁上。

所述的石英圆筒玻璃管下密封盖与有机玻璃反应器主体外壁的结合处设有第二O型圈，通过石英圆筒玻璃管下密封盖挤压第二O型圈将石英圆筒玻璃管的底端密封并固定在有机玻璃反应器主体外壁上。

所述的法兰板上设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盖，石英玻璃光源管密封盖与法兰板的结合处设有第三O型圈，通过石英玻璃光源管密封盖挤压第三O型圈将石英玻璃光源管的上端固定在法兰板上。

所述的石英圆筒玻璃管上密封盖与有机玻璃反应器主体外壁之间、石英圆筒玻璃管下密封盖与有机玻璃反应器主体外壁之间，以及石英玻璃光源管密封盖与法兰板之间均为螺纹连接。

所述的石英圆筒玻璃管下密封盖上开设有喷气沙头外接口，喷气沙头外接口与喷气沙头相连通，喷气沙头位于反应器下部空间的底部。

所述的法兰板上开设有测试电极接口和两个气体出口。

所述的法兰板上的一个气体出口通过气管与真空泵的进气口相连，真空泵的出气口通过气管与喷气沙头外接口相连，构成循环鼓气环路。

所述的法兰板上的另一个气体出口通过气管与单向阀相连，构成氢气排出通路。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：