CN209797970U - 一种暗发酵厌氧制氢反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种暗发酵厌氧制氢反应器，该反应器的反应釜中纵向安装有搅拌器，温度探头伸入反应釜内部，反应釜内部上部设置有三相分离器，反应釜上方设置的出气口、出液口分别与三相分离器连通，反应釜外部包有加热保温隔光层，反应釜底部设置有进液口和生物取样口。解决了现有技术的CSTR暗发酵制氢反应器仍存在微生物流失、取样困难、保温性较差等问题，提出一种暗发酵厌氧制氢反应器，其在反应釜侧面添加生物观察管，有利于取样监测反应器内部微生物状态，且减少生物量流失，反应釜底部设计成锥形，有利于微生物在反应釜内循环同时也有助于反应器的清洗，在反应釜外添加保温加热层更有利于加热与保温。

Description

一种暗发酵厌氧制氢反应器

技术领域

本实用新型涉及一种暗发酵厌氧制氢反应器，属于暗发酵反应器技术领域。

背景技术

随着能源消耗急剧增长，石油供需矛盾日益突出。同时，石化燃料大量燃烧造成的环境污染等问题严重影响着社会经济的可持续发展。寻求可再生的清洁能源成为各国政府的重要课题。新能源开发利用这一研究领域，氢气是一种十分理想的载能体，氢气具有燃烧无二次污染、高效、可再生性等突出的特点，为了让生物制氢走向产业化这个阶段而努力，人们给予了关心和关注。

暗发酵反应器为发酵细菌提供生长、产氢环境的厌氧发酵产氢的发展具有重要影响，国内外研究人员经过多年研究尝试了各种各样的反应器形式，使得产氢效率得到大提高。目前暗发酵制氢大部分使用传统CSTR反应器，但是CSTR暗发酵制氢反应器仍存在微生物流失、取样困难、保温性较差等问题，尚无法满足工业化生产的需要。故改进CSTR暗发酵制氢反应器成为了推动暗发酵制氢技术发展的关键。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术的CSTR暗发酵制氢反应器仍存在微生物流失、取样困难、保温性较差等问题，尚无法满足工业化生产的需要，因此提出一种暗发酵厌氧制氢反应器。

本实用新型提出一种暗发酵厌氧制氢反应器包括温度探头、搅拌器、出气口、出液口、三相分离器、反应釜、生物观察管、加热保温隔光层、进液口和生物取样口，所述反应釜中纵向安装有搅拌器，所述温度探头伸入反应釜内部，所述反应釜上方设置有出气口，所述反应釜的上部侧面设置有出液口，所述反应釜的侧面设置有生物观察管，所述反应釜的内部上部设置有三相分离器，所述出气口、出液口分别与三相分离器连通，所述反应釜的外部包有加热保温隔光层，所述反应釜的底部设置有进液口和生物取样口。

优选地，所述生物观察管与反应釜的夹角为60°～75°。

更优选地，所述生物观察管与反应釜的夹角为60°。

优选地，所述生物观察管位于三相分离器的上方。

优选地，所述生物观察管位于反应釜纵向三分之一处。

优选地，所述反应釜的底部为锥形斜面设计。

更优选地，所述锥形斜面与水平面的夹角为5°～10°。

优选地，所述搅拌器的搅拌叶有2-4个。

本实用新型所述的暗发酵厌氧制氢反应器的工作原理为：

其改进了传统CSTR暗发酵产氢反应器，在反应釜侧面添加一个与水平至少呈60°的生物观察管，生物观察管位置大约在反应釜高度三分之一处并在三相分离器上方，这样更有利于取样监测反应器内部微生物状态，而且取样管具有减少生物量流失的作用。反应釜底部设计成锥形与水平呈5°-10°，这样有利于微生物在反应釜内循环同时也有助于反应器的清洗。在反应釜外添加保温加热层更有利于加热与保温，突破传统CSTR暗发酵厌氧反应器不利于应用到高温制氢的屏障。

本实用新型所述的暗发酵厌氧制氢反应器的有益效果为：

1、本实用新型所述的暗发酵厌氧制氢反应器在在传统CSTR反应器基础上，反应釜外添加了保温加热层，可以良好的为反应器提供温度保障，可以使反应器应用于高温制氢和常温制氢中，能够使CSTR应用于高、中、低不同条件下的发酵反应，使反应器应用更广；

2、本实用新型所述的暗发酵厌氧制氢反应器对传统CSTR暗发酵厌氧反应器进行改进增加了与水平成60°的取样口，方便了取样与观察反应器运行情况，同时能够减少生物量流失，提高了暗发酵制氢的稳定性；

3、本实用新型所述的暗发酵厌氧制氢反应器的反应釜底部呈锥形斜面，相比与传统CSTR反应器更有利于后期清洁，同时斜面设计更符合流体力学原理和通利学原理，能够是发酵反应更稳定更高效的运行。

附图说明

图1是本实用新型所述的暗发酵厌氧制氢反应器的结构示意图；

图中：1-温度探头；2-搅拌器；3-出气口；4-出液口；5-三相分离器；6-反应釜；7-生物观察管；8-加热保温隔光层；9-进液口；10-生物取样口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明：

具体实施方式一：参见图1说明本实施方式。本实施方式所述的暗发酵厌氧制氢反应器包括温度探头1、搅拌器2、出气口3、出液口4、三相分离器5、反应釜6、生物观察管7、加热保温隔光层8、进液口9和生物取样口10，所述反应釜6中纵向安装有搅拌器2，所述温度探头1伸入反应釜6内部，所述反应釜6上方设置有出气口3，所述反应釜6的上部侧面设置有出液口4，所述反应釜6的侧面设置有生物观察管7，所述反应釜6的内部上部设置有三相分离器5，所述出气口3、出液口4分别与三相分离器5连通，所述反应釜6的外部包有加热保温隔光层8，所述反应釜6的底部设置有进液口9和生物取样口10。

所述生物观察管7与反应釜6的夹角为60°～75°。

所述生物观察管7位于反应釜6纵向三分之一处，且位于三相分离器5的上方。在反应过程中如需取样观察样品量大可以通过生物取样口10取样，样品量少可通过生物观察管7取样。

所述搅拌器2的搅拌叶有2-4个。所述搅拌器2通过驱动装置驱动。

所述反应釜6的底部为锥形斜面设计，所述锥形斜面与水平面的夹角为5°～10°，有利于后期清洁。

反应釜6内的温度控制由温度探头1、温控仪和保温加热层8来实现反应器内温度稳定。

本实用新型所述的暗发酵厌氧制氢反应器的具体操作过程和工作原理为：

反应物通过进液口9进入反应釜6内与接种至反应釜6中的微生物进行反应制氢，通过搅拌器1进行搅拌使微生物和底物能够完全接触更有利于制氢反应，产生的生物气体和液相末端产物通过三相分离器5将气、液、固体进行分离，气体通过出气口3排出反应釜6，液体通过出液口4排出反应釜6，反应釜加热由加热保温隔光层8来完成，对反应器中微生物状态观察通过生物观察管7进行观察或取少量微生物样品，微生物取样通过生物取样口10进行收取大量样品。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本实用新型精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种暗发酵厌氧制氢反应器，其特征在于，包括温度探头(1)、搅拌器(2)、出气口(3)、出液口(4)、三相分离器(5)、反应釜(6)、生物观察管(7)、加热保温隔光层(8)、进液口(9)和生物取样口(10)，

所述反应釜(6)中纵向安装有搅拌器(2)，所述温度探头(1)伸入反应釜(6)内部，所述反应釜(6)上方设置有出气口(3)，所述反应釜(6)的上部侧面设置有出液口(4)，所述反应釜(6)的侧面设置有生物观察管(7)，所述反应釜(6)的内部上部设置有三相分离器(5)，所述出气口(3)、出液口(4)分别与三相分离器(5)连通，所述反应釜(6)的外部包有加热保温隔光层(8)，所述反应釜(6)的底部设置有进液口(9)和生物取样口(10)。

2.根据权利要求1所述的暗发酵厌氧制氢反应器，其特征在于，所述生物观察管(7)与反应釜(6)的夹角为60°～75°。

3.根据权利要求1所述的暗发酵厌氧制氢反应器，其特征在于，所述生物观察管(7)位于三相分离器(5)的上方。

4.根据权利要求3所述的暗发酵厌氧制氢反应器，其特征在于，所述生物观察管(7)位于反应釜(6)纵向三分之一处。

5.根据权利要求1所述的暗发酵厌氧制氢反应器，其特征在于，所述反应釜(6)的底部为锥形斜面设计。

6.根据权利要求5所述的暗发酵厌氧制氢反应器，其特征在于，所述锥形斜面与水平面的夹角为5°～10°。

7.根据权利要求1所述的暗发酵厌氧制氢反应器，其特征在于，所述搅拌器(2)的搅拌叶有2-4个。