[发明专利]含一氧化碳原料气发酵制含氧有机物的发酵反应器及方法

权利要求书

1.一种用于含一氧化碳原料气发酵制含氧有机物的发酵反应器，包括：气体入口(1)，气体出口(2)，第一液体出口(3)，第二液体出口(4)，内套筒(5)，反应器主体(6)和液固分离构件(7)，其特征在于，

所述反应器主体(6)内同心安装所述内套筒(5)，所述内套筒底部布置气体分布器(8)，所述气体分布器与气相入口(1)相连；

所述第一液体出口(3)与液固分离构件相连，用于采出分离固相活性组分后的发酵液，所述第二液体出口(4)与发酵反应器液相区直接相连，用于采出含固相活性组分的发酵液，通过调节第一液体出口(3)和第二液体出口(4)的液体采出量调整发酵反应器内固相活性组分浓度。

2.根据权利要求1的发酵反应器，其特征在于：所述发酵反应器为多级串联反应器，相邻两级反应器之间通过级间构件、级间液体管和级间气体管连接。

3.根据权利要求1或2的发酵反应器，其特征在于还包括：液体分布器(9)、第一液体入口(10)和第二液体入口(11)；所述第一液体入口(10)设置于反应器主体(6)的侧壁；所述液体分布器(9)设置于所述内套筒(5)底部；所述第二液体入口(11)设置于反应器底部并与所述液体分布器(9)相连；所述液体分布器(9)上安装文丘里混流喷嘴(12)，所述文丘里混流喷嘴(12)由文丘里管和液体入口管组成，所述文丘里管包含中间的缩口段、喇叭型入口和喇叭型出口，所述文丘里混流喷嘴包括喷嘴液体入口(A)和喷嘴气体入口(B)，所述喷嘴气体入口(B)连接于所述文丘里混流喷嘴的缩口处。

4.根据权利要求1或2或3的发酵反应器，其特征在于，

所述发酵反应器的每级包含液体循环流动通道(13)，循环液体通过循环泵(14)流入本级的第二液体入口管道；

所述发酵反应器的每级包含气体循环流动通道(15)，所述气体循环流动通道的循环气体出口(16)设置于每级反应器的气相空间处，气体循环流动通道的循环气体入口(17)与所述文丘里混流喷嘴的喷嘴气体入口(B)相连，文丘里混流喷嘴产生的负压作用将本级气相空间的气体吸入文丘里混流喷嘴的喇叭型入口，进而返回本级反应器的液相区域。

5.根据权利要求1或2的发酵反应器，其特征在于，

所述液固分离构件(7)包含折流挡板和旋流器中的一种或组合；和/或

所述液固分离构件(7)包含烧结式过滤器、石棉式过滤器、硅藻土式过滤器、陶瓷式过滤器、玻璃式过滤器和纤维素膜过滤器中的一种或组合。

6.一种利用权利要求1到5任一项所述的发酵反应器将含一氧化碳原料气发酵制含氧有机物的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)含一氧化碳的发酵原料气从发酵反应器气体入口(1)的一个或多个通入发酵反应器内，含营养液的发酵原料液体从发酵反应器第一液体入口(10)的一个或多个通入发酵反应器内；

(2)所述发酵反应器内包含固相活性组分，所述固相活性组分为游离的梭菌属微生物或梭菌属微生物固定化细胞，所述固相活性组分将含一氧化碳的发酵原料气转化成含氧有机物，发酵尾气从发酵反应器的气体出口(2)离开反应器；

(3)一部分发酵液体经过液固分离构件(7)分离固相活性组分后，通过第一液体出口(3)离开反应器，另一部分发酵液体携带固相活性组分通过第二液体出口(4)离开反应器，通过调节第一液体出口(3)和第二液体出口(4)的发酵液体采出量调整发酵反应器内固相活性组分浓度。

7.根据权利要求6的方法，其特征在于，所述梭菌属微生物包含梭状芽孢杆菌、杨氏梭菌和大梭菌中的一种或组合。

8.根据权利要求6或7的方法，其特征在于，所述梭菌属微生物固定化细胞的载体包含活性炭、氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃和聚合物微球中的一种或组合。