[实用新型]一种内循环式生物法固定丁醇发酵尾气中CO

说明书

本实用新型涉及一种内循环式生物法固定丁醇发酵尾气中CO₂的反应器，属于生物工程技术领域。包括：水解罐，用于对植物纤维进行水解处理；厌氧发酵罐，用于对水解罐中得到的水解液进行发酵法制丁醇；罐体，在所述的罐体中设有中空纤维膜组件，所述的中空纤维膜组件中的膜丝内管连接于厌氧发酵罐的顶部；二氧化碳固定化反应器，用于采用藻类对CO₂进行固定；陶瓷膜组件，连接于二氧化碳固定化反应器，用于对二氧化碳固定化反应器中的反应液进行过滤。本实用新型提供的反应器可以连续地通过生物法固定丁醇发酵过程中产生的二氧化碳，藻类生长利用度高，并且可以实现二氧化碳固定后的藻类的再利用。

技术领域

本实用新型涉及一种内循环式生物法固定丁醇发酵尾气中CO₂的反应器，属于生物工程技术领域。

背景技术

生物燃料的推广是避免CO₂排放继续增大和缓解现阶段石油能源危机的有效途径。目前使用的生物燃料主要是将生物乙醇与汽油按照不同的比例混合而成。然而，与乙醇相比，丁醇具更多的优势。首先，丁醇在水中的溶解度比乙醇小得多，因此不像乙醇那样具有腐蚀管线的倾向，可以在利用炼油厂原有设备，在厂里调合和用管道运送。其次，丁醇与燃料添加剂和润滑油配伍性更好，不必像乙醇只能在分销终端进行调合。对于用户来说，丁醇有较高的能量含量，可更方便地与汽油调合，同时可调入更高浓度，既不需要丰主购买特殊车辆，也不必改造原有车辆发动机，而且这种新型燃料更环保。所以生物丁醇相对于其他燃料具有更广阔的发展前景。

工业上生产丁醇的方法有3种：①羰基合成法。丙烯与CO、H₂在加压加温及催化剂存在下羰基合成正、异丁醛，加氢后分馏得正丁醇，这是工业上生产丁醇的主要方法。②发酵法。以淀粉等为原料，接入丙酮-丁醇菌种，进行丙酮丁醇(ABE)发酵，发酵液精馏后得产品正丁醇。③醇醛缩合法。乙醛经缩合成丁醇醛，脱水生成丁烯醛，再经加氢后得正丁醇。微生物发酵法一般以淀粉质、木薯等淀粉质农副产品、纸浆废液、糖蜜、甘蔗、甜菜等糖质产品为原料，经过物理处理得到水解液，然后利用丙酮丁醇菌自身分泌的酶，经过复杂的生物化学变化，将发酵液生成丙酮、丁醇和乙醇等产物，经过精馏即可得到丁醇。其工艺设备与酒精生产相似，原料价廉，来源广泛，设备投资较小；(2)发酵法生产条件温和，一般常温操作，不需贵重金属催化剂等。

在现有技术中，已经针对丁醇的厌氧发酵进行了较多的研究，但是由于丁醇的发酵过程中微生物会产生大量的CO₂，这些代谢产物会造成CO₂的直接排放，导致潜在的温室效应的发生。

实用新型内容

本实用新型的目的是：解决丁醇发酵过程中产生的CO₂再利用固定的问题。本实用新型提出了一种基于连续性吸收丁醇发酵过程中产生的CO₂的装置，该装置能够利用生物法固定CO₂，同时采用了中空纤维膜曝气组件鼓入CO₂，具有较好的生物利用效果；并且，在装置中也采用了在线陶瓷膜过滤器，能够将CO₂固化过程中产生的藻类实时移除并浓缩，可以用于其它的饲料、发酵等过程。

技术方案是：

一种内循环式生物法固定丁醇发酵尾气中CO₂的反应器，包括：

水解罐，用于对植物纤维进行水解处理；

厌氧发酵罐，用于对水解罐中得到的水解液进行发酵法制丁醇；

罐体，在所述的罐体中设有中空纤维膜组件，所述的中空纤维膜组件中的膜丝内管连接于厌氧发酵罐的顶部；

二氧化碳固定化反应器，用于采用藻类对CO₂进行固定；