[发明专利]一种生物反应装置以及生物反应的方法

权利要求书

1.一种生物反应装置，其特征在于，所述的生物反应装置包括壳体，所述壳体内设置有搅拌模块，以及位于壳体底部的射流模块；所述搅拌模块包括伸入壳体内的搅拌轴，所述搅拌轴上设置有至少一个径流桨和至少一个轴流桨；

所述的壳体顶部接设有循环管路，所述循环管路的出口端接入射流模块，壳体内气体经循环管路，由射流模块喷入壳体。

2.根据权利要求1所述的生物反应装置，其特征在于，所述的径流桨为抛物线型搅拌桨，所述抛物线型搅拌桨包括圆盘，以及至少一个沿所述圆盘边缘设置的抛物线桨叶，所述抛物线桨叶的截面呈抛物线形；

优选地，所述抛物线桨叶以搅拌轴为中心呈放射状分布；

优选地，所述抛物线桨叶抛物线形截面的开口所在平面与圆盘所在的平面垂直；

优选地，所述轴流桨包括翼型轴流桨；

优选地，所述搅拌轴由上至下依次设置有抛物线型搅拌桨、第一翼型轴流桨和第二翼型轴流桨；

优选地，所述第一翼型轴流桨的直径大于第二翼型轴流桨的直径。

3.根据权利要求1或2所述的生物反应装置，其特征在于，所述的射流模块包括射流板，以及至少一个均匀设置于射流板上的喷嘴；

优选地，所述喷嘴的喷出方向竖直向上；

优选地，紧贴所述喷嘴上方设置有过滤网。

4.根据权利要求1-3任一项所述的生物反应装置，其特征在于，所述循环管路上沿气体流向依次设置有气体净化模块和压缩机；

优选地，所述气体净化模块包括沿气体流向依次设置的空气过滤器和空气干燥器。

5.根据权利要求1-4任一项所述的生物反应装置，其特征在于，所述径流桨和轴流桨均与搅拌轴可拆卸连接；

优选地，所述径流桨和轴流桨均与搅拌轴通过键连接；

优选地，所述搅拌轴与壳体连接处设置有轴封组件；

优选地，所述轴封组件采用填料式轴封。

6.根据权利要求1-5任一项所述的生物反应装置，其特征在于，所述搅拌轴与电机传动连接；

优选地，所述电机的输出轴与搅拌轴之间通过刚性联轴器连接；

优选地，所述壳体外壁顶部设置有支撑架，所述支撑架用于固定电机和搅拌轴；

优选地，所述搅拌轴和支撑架的连接处设置有深沟球轴承。

7.根据权利要求1-6任一项所述的生物反应装置，其特征在于，所述壳体外壁设置有冷却层；

优选地，所述壳体顶部开设有进料口，所述壳体底部开设有出料口；

优选地，所述径流桨的材质和轴流桨的材质为304不锈钢。

8.一种采用权利要求1-7任一项所述的生物反应装置进行生物反应的方法，其特征在于，所述的生物反应的方法包括：

所述壳体内注入有反应物，启动搅拌模块对反应物进行搅拌反应，反应产生的气体由循环管路进入射流模块，由射流模块喷射至壳体内。

9.根据权利要求8所述的生物反应的方法，其特征在于，所述的生物反应的方法具体包括：

(Ⅰ)反应物由进料口注入壳体，在搅拌模块的作用下搅拌反应，并通过冷却层控制反应温度，反应产生的气体依次进入空气干燥器和空气过滤器进行净化；

(Ⅱ)净化后的气体经压缩机加压后，由喷嘴喷入壳体，气体经过循环管路在壳体内循环流动，反应结束后，产物由出料口排出。

10.根据权利要求9所述的生物反应的方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述反应温度为4～150℃；

优选地，步骤(Ⅱ)中，所述壳体内压力为0～0.4MPa。