[发明专利]一种光合细菌培养-光发酵产氢联合反应器及利用其进行制氢的方法

说明书

本发明公开了一种光合细菌培养‑光发酵产氢联合反应器及利用其进行制氢的方法，所述联合反应器包括筒体和箱体，筒体由顶板、底板和的圆柱形侧壁组成，筒体内从外至内依次设有第一圆柱形隔断和第二圆柱形隔断，从而从外至内依次形成光合细菌培养区、保温照明区、光发酵产氢区，所述箱体内从左至右依次设有第一隔板、第二隔板，从而从左至右依次形成生长培养基室、清水室、产氢基质室，生长培养基室通过软管与光合细菌培养区连通，清水室与保温照明区通过软管连通，产氢基质室通过软管与光发酵产氢区连通。本发明能够实现光合细菌培养和光发酵产氢共用一套光照和保温装置，实现了对光能和热能的最大化利用。

技术领域

本发明涉及生物质光合生物制氢的技术领域，具体涉及一种光合细菌培养-光发酵产氢联合反应器及利用其进行制氢的方法。

背景技术

进入二十一世纪以来，能源短缺、环境污染就像两座大山拦在全人类面前，因此，开发和探讨新的清洁能源已经势在必行。作为一种重要的物质基础，人类的发展和生存都离不开能源，随着社会的进步，在经济发展日新月异的今天，与能源相关的问题已经吸引了全世界的目光，高效低成本地发展新型的可持续利用的新型清洁能源，已成为当今社会发展的重点之一。面对这个二十一世纪的重要课题，各个国家都把新能源的发展纳入本国新的战略规划中，甚至制定了相关的国策。在新型能源领域中，已经被工业界重点关注的清洁无污染的氢能利用技术正在以令人瞩目的速度发展，许多的发达国家已经将“洁净”的氢能源视作是本国未来的能源而大大加快研究速度。氢能本身是一种二次能源，它只能在一些技术手段的作用下从一次能源中提取出来。作为一种较为理想的替代能源，氢能的优势众多，例如：燃烧性能很好、热值很高、资源比较丰富等；作为一种理想的替代能源，生物制氢以其污染少、反应条件温和、耗能低等诸多优点，受到世界各国的广泛关注。

在生物制氢中，光合细菌制氢的优势很明显：细菌通过降解有机废弃物产生氢气，将产氢与除废相结合，既实现了资源的循环利用，又能有效地将太阳能的光能转化为氢能，进而被燃料电池转化为电能，整个转化过程无污染、能耗低、操作简单。而且各种光合细菌在环境中存在广泛，容易获得，产氢效率较高，光转化率也较高。所以，光合生物制氢不仅有一定的经济效益还有一定的环境效益，是一种非常具有发展前景的制氢方式。而现在的光合生物制氢尚且停留在实验室研究阶段，研究光发酵制氢反应器是光合生物制氢技术从实验室走向工业化的重要一环。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光合细菌培养-光发酵产氢联合反应器及利用其进行制氢的方法。该装置能够实现光合细菌培养和光发酵产氢共用一套光照和保温装置，实现了对光能和热能的最大化利用，且增加了光合细菌的受光面积，减少了光发酵产氢的热损失，降低能耗，提高了对能源的利用效率，降低了运行成本。用电磁阀将细菌培养区和光发酵产氢区进行连通的设置，方便对光发酵产氢区进行光合细菌接种的操作，减少了试验工作量。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种光合细菌培养-光发酵产氢联合反应器，包括设于第一支座上的筒体和设于第二支座上的箱体，筒体由顶板、底板以及设于底板和顶板之间的圆柱形侧壁组成，筒体内从外至内依次设有第一圆柱形隔断和第二圆柱形隔断，圆柱形侧壁和第一圆柱形隔断之间形成光合细菌培养区，第一圆柱形隔断和第二圆柱形隔断之间形成保温照明区，第二圆柱形隔断内形成光发酵产氢区，所述箱体内从左至右依次设有第一隔板、第二隔板，第一隔板和箱体左侧壁之间的空间形成生长培养基室，第一隔板、第二隔板之间的空间形成清水室，第二隔板和箱体右侧壁之间的空间形成产氢基质室，生长培养基室通过软管与光合细菌培养区连通，清水室与保温照明区通过软管连通，产氢基质室通过软管与光发酵产氢区连通，光合细菌培养区、保温照明区、光发酵产氢区内均设有温度传感器，三个温度传感器分别和温度控制器连接。