[实用新型]一种利用CO2

说明书

本实用新型属于废气处理技术领域，具体涉及一种利用CO₂生产CH₄的混合厌氧生物反应器。包括反应器本体，所述反应器本体包括玻璃珠层、颗粒厌氧层、生物膜层和CH₄收集罩；所述反应器本体的顶部设置有CH₄收集罩；所述CH₄收集罩正下方依次设置有生物膜层、颗粒厌氧层和玻璃珠层，其中，所述CH₄收集罩、生物膜层、颗粒厌氧层和玻璃珠层依次连通；所述反应器本体的底部设有进气口。该反应器致力于处理含H₂量或含CO₄量较高的废气处理，处理效果高效且稳定、无二次污染、操作方便、反应条件温和、经济效益高。

技术领域

本实用新型属于废气处理技术领域，具体涉及一种利用CO₂生产CH₄的混合厌氧生物反应器。

背景技术

CO₂是造成气候变化和全球变暖的主要原因，由于工业过程和能源生产活动，其在大气中的含量已达到临界水平。对二氧化碳的捕集、储存和利用的研究对于处理大气中高浓度的二氧化碳具有重要意义。

国际能源署2030年战略路线图和IPCC碳报告特别提到了应对气候变化的可用的、可替代能源和CO₂捕获技术。目前，为了减少人为来源的CO₂排放，CO₂捕集技术已经非常流行。每年需要捕获40亿吨的碳，而这一数字正日益增加。因此，要实现这一目标，就需要新的研究提出替代的方法。一般而言物理技术(如地质和海洋储存)对CO₂的捕获和储存能力高于化学和生物技术；然而，在煤层和海洋中储存CO₂是一个非常昂贵的过程。此外，由于二氧化碳泄漏到海洋可能导致海洋生态系统酸化，这种物理方法存在很高的风险性。而另一方面，将二氧化碳转化为尿素、甲醇等的化学方法能耗高，且对环境不友好。

因此在生物技术和碳利用技术中，厌氧环境下将二氧化碳发酵成生物甲烷是一项很有前景的技术。CO₂厌氧发酵是一种环境友好、成本低、能耗低的过程，与物理化学CO₂捕获方法相比具有许多优点。这个过程最重要的结果是最终产品CH₄是一种可持续的可再生能源。这种方法为高CO₂排放行业提供了一种新的、可持续的、符合气候变化战略的解决方案。

厌氧生物反应器的合理设计是实现和保证二氧化碳发酵成生物甲烷的关键，但是，现有的用于二氧化碳发酵的厌氧生物反应器存在以下问题：

一、成本高昂。例如三相流床反应器需要通过气体循环来提高甲烷的产量，而这种气体循环和液体循环的步骤一般是比较昂贵的。

二、操作繁琐。传统的生物反应器在运行的某一时刻需要添加微量元素和有机质等外源输入，既增加了运行的成本，又使操作过程复杂化。

三、效率较低。传统的生物反应器对CO₂的利用率较低，生产的CH₄产率也较低，一般而言，在反应器出气端，甲烷的含量仅为60%~70%。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种利用CO₂生产CH₄的混合厌氧生物反应器，该反应器致力于处理含H₂量或含CO₄量较高的废气处理，处理效果高效且稳定、无二次污染、操作方便、反应条件温和、经济效益高。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用了以下技术方案：