一种利用尾气提高反应体系传质效率的生物反应器

专利主权项内容

1.一种利用生物反应器进行生物反应的方法，其特征在于，所述方法包括：(a)在生物反应器本体(1)内加入生物反应底物(或反应液)并接种入微生物；(b)从进气管(4)通入气体，为生物反应器内的反应体系输入气体；(c)保持通气管(5)连通，步骤(b)输入的气体流经微生物及反应底物组成的反应系统后，逸出的尾气经由通气管(5)输出到气动组件(3)，从而使气动组件(3)藉由气体产生动能并带动搅拌装置(2)的搅拌杆运转；根据生物反应所需的气体量及搅拌速度，调整进气管(4)的气体流入量；所述的生物反应是需要气体参与的生物反应；所述的气体是为生物反应系统提供碳、氢或氧的气体；所述的生物反应是通气量在≥4Nm/h的生物反应；3其中，所述生物反应器包括：生物反应器本体(1)；搅拌装置(2)；所述的搅拌装置包括位于生物反应器内部的部分，以及位于生物反应器外部的部分，所述搅拌装置通过一个贯穿内外的搅拌杆连接；所述搅拌装置的外部部分与气动装置连接，所述搅拌装置的内部部分的一端插入到生物反应的反应体系中；气动组件(3)，其位于生物反应器上方并与搅拌装置(2)的搅拌杆连接，其藉由气体产生动能并带动搅拌杆运转；所述的气动组件(3)包括：封闭仓(31)、叶轮(32)及叶轮中心(33)，叶轮中心(33)由叶轮(32)驱动旋转，叶轮中心(33)与搅拌装置(2)的搅拌杆连接，从而带动搅拌装置(2)转动，所述封闭仓为U型密闭仓；所述气动组件(3)包括进气口(34)和出气口(35)，所述气动组件(3)具有进气口(34)和出气口(35)均连接所述封闭仓(31)，所述气动组件(3)的进气口(34)和出气口(35)均朝上，以使所述封闭仓为U型密闭仓；其中，所述叶轮中心与搅拌杆连接位置设有密封圈；所述的生物反应器本体与搅拌杆相交处也设有密封圈；进气管(4)，其用于为生物反应器内的反应体系输入气体；所述的进气管包括进气阀；所述进气管上还设置单向止回阀；所述的进气管上还设置气体流量计；将所述进气管输送的气体与气体分布器连通，通过所述气体分布器来分配气体到所述反应体系中；通气管(5)，其一端连通生物反应器本体(1)，另一端连通气动组件(3)，用于输出生物反应器的尾气至气动组件(3)的进气口(34)，为气动组件(3)供气；所述通气管上设置有进气阀；所述的通气管还设置一排气管，其上设置排空阀；通过三通来控制生物反应器、气动组件、排气管之间的气体流动；排出管(6)，用于输出气动组件(3)流出的气体；其中，在进气管源源不断输入气体至反应体系，反应体系与气体混匀、反应后，就会不断产生尾气，使得反应器的液面上方气体进入通气管，输送到气动装置中；经由气动装置流出的尾气，通过管道回输到反应器中，以循环的方式加以重复回收利用；其中，所述进气管的进气量≥4m/h，所述排气管的排气量≥4m/h。33