一种用于合成气转化的微界面强化高效生物反应器及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种用于合成气转化的微界面强化高效生物反应器及其应用，包括依次连接的合成气气瓶、微气泡发生器、鼓泡式生物反应器、鼓泡式厌氧生物发酵罐、气液分离器、菌体分离器、循环泵和产物收集罐等。利用除菌后的合成气进入微气泡发生器，形成微米级气泡体系，之后自发酵罐底部进入反应腔内，在微生物的催化作用下将合成气转变为乙醇等产物。本发明专利技术的反应装置和方法具有合成气反应压力超低、气液比小、气液传质面积大，反应速率快，能耗低，工艺灵活和生产安全性高等优点。艺灵活和生产安全性高等优点。艺灵活和生产安全性高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于合成气转化的微界面强化高效生物反应器及其应用


[0001]本专利技术涉及微生物发酵领域，具体涉及一种用于合成气转化的微界面强化高效生物反应器及其应用。

技术介绍

[0002]燃料乙醇作为绿色可持续能源已经得到越来越多的重视，近年来，我国大力推进煤制乙醇技术，受甲醇行业持续低迷、乙醇市场行情走高导致消毒酒精紧缺及煤基乙醇技术认知度不断提高等因素提振，目前，煤制乙醇工业项目在建产能已达到200万t/a，然而，煤炭资源的不可再生性进一步限制了煤制乙醇技术的大规模转化应用。相反地，生物质的可再生性使得生物质乙醇比煤制乙醇更能获得更大的应用市场空间。
[0003]生物质乙醇的制备方法主要是合成气生物发酵法，首先以生物质为原料，通过气化过程获得粗合成气，其主要成分包括H2、CO和CO2等，粗合成气再经过净化处理后通入发酵设备中，产乙醇微生物进一步通过厌氧发酵过程将合成气转化为乙醇。其中，CO是厌氧发酵生产乙醇的较优底物，比CO2更易被微生物吸收转化为乙醇和乙酸，而H2在厌氧发酵过程中又作为还原剂，使CO和CO2能得到最大程度的利用，合成气只本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于合成气转化的微界面强化高效生物反应器，其特征在于，包括微气泡发生单元、种子罐(4)、鼓泡式生物反应器(7)、鼓泡式厌氧生物发酵罐(11)、配料罐(20)、气液分离器(14)、菌体分离器(17)以及产物收集罐(18)；所述微气泡发生单元和种子罐(4)分别连接至鼓泡式生物反应器(7)中，将种子液送入鼓泡式生物反应器(7)内与产生的微气泡进行充分混合；所述鼓泡式生物反应器(7)、鼓泡式厌氧生物发酵罐(11)、气液分离器(14)、菌体分离器(17)以及产物收集罐(18)通过管道连接；所述配料罐(20)与鼓泡式厌氧生物发酵罐(11)通过进料管连接，向鼓泡式厌氧生物发酵罐(11)中输送原料，与鼓泡式生物反应器(7)输送来的种子气泡液进行厌氧发酵反应，产物依次经气液分离器(14)和菌体分离器(17)后，收集于产物收集罐(18)中。2.根据权利要求1所述的用于合成气转化的微界面强化高效生物反应器，其特征在于，所述微气泡发生单元包括依次通过气体管道连接的合成气气瓶(1)、气体过滤器(2)和微气泡发生器(3)；所述微气泡发生器(3)输出端通过管道连接至鼓泡式生物反应器(7)内的气体分布器(8)上，且该管道上还设有抽气泵(5)。3.根据权利要求1所述的用于合成气转化的微界面强化高效生物反应器，其特征在于，所述鼓泡式生物反应器(7)内设置有水平多孔隔板(6)和气体分布器(8)；所述种子罐(4)通过管道连接至鼓泡式生物反应器(7)的底部进料口；所述微气泡发生单元通过管道连接至位于鼓泡式生物反应器(7)侧面的气体分布器(8)接口上，所述气体分布器(8)位于水平多孔隔板(6)的下方；所述鼓泡式生物反应器(7)的上方侧面排料口通过管道连接至鼓泡式厌氧生物发酵罐(11)，且该管道上还设有第一提水泵(9)。4.根据权利要求1所述的用于合成气转化的微界面强化高效生物反应器，其特征在于，所述鼓泡式厌氧生物发酵罐(11)底部一侧进气口与鼓泡式生物反应器(7)连接，底部另一侧出料口通过管道与气液分离器(14)连接；鼓泡式厌氧生物发酵罐(11)的顶部进料口与配料罐(20)通过管道连接，且该管道上设有进料泵(19)；所述鼓泡式厌氧生物发酵罐(11)的侧面外壁上设置有夹套式换热器(10)，用于对罐内发酵反应温度进行控制。5.根据权利要求1所述的用于合成气转化的微界面强化高效生物反应器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄伟，沙宇，应汉杰，陈勇，柳东，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：