本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種平板式光生物反應(yīng)器裝置系統(tǒng)，包括光生物反應(yīng)器本體，曝氣系統(tǒng)，藻液循環(huán)系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)，所述的光生物反應(yīng)器本體，包括反應(yīng)器殼體、噴淋區(qū)和反應(yīng)區(qū)；所述反應(yīng)區(qū)為n級，n>1，每級反應(yīng)區(qū)之間通過內(nèi)部隔板隔開，內(nèi)部隔板與反應(yīng)器殼體底部留有空間，保證藻液從噴淋區(qū)進(jìn)入各個反應(yīng)區(qū)；各個反應(yīng)區(qū)順著藻液流動方向設(shè)置導(dǎo)流板，導(dǎo)流板位于各級反應(yīng)區(qū)的正中位置；各級反應(yīng)區(qū)的導(dǎo)流板距反應(yīng)器殼體頂部留有空間。本發(fā)明專利技術(shù)的有益效果是：可以實現(xiàn)微藻固碳技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用；解決了傳統(tǒng)的攪拌混合方式混合效果差，攪拌產(chǎn)生的剪切力將嚴(yán)重?fù)p害微藻細(xì)胞結(jié)構(gòu)的問題，保證了CO2與光生物反應(yīng)器內(nèi)藻液的充分混合，提高了CO2的傳質(zhì)速率。
Flat plate type biological reactor device system
The invention relates to a flat plate photobioreactor system, including photobioreactor body, aeration system, algae liquid circulation system and spray system, light body of the bioreactor, including reactor shell, spray zone and reaction zone; the reaction zone is n, 1, n> each reaction zone is separated by a separator, separator and reactor shell bottom leave space to ensure algae liquid from the spray zone into each reaction zone; each reaction zone along the flow direction of algae fluid deflector, is in the position in the reaction zone of the guide plate at all levels; guide plate reaction zone with space at all levels from the top of the reactor shell. The invention has the advantages that the scale can be applied in carbon sequestration technology of microalgae; to solve the traditional mixing mode of poor mixing, stirring shear force generated will seriously damage the cell structure of microalgae problem, to ensure the full hybrid CO2 and optical bioreactor of algae liquid, improving the mass transfer rate of CO2.
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種平板式光生物反應(yīng)器裝置及系統(tǒng)，尤其涉及用于微藻固定燃煤電廠CO2的平板式光生物反應(yīng)器裝置系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
“溫室效應(yīng)”導(dǎo)致的全球變暖是21世紀(jì)人類所面臨的重大環(huán)境問題，CO2對溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)約占全部溫室氣體的50％，而CO2的排放70％以上來源于煤、石油等礦物燃料的燃燒，因此控制燃煤電廠釋放的CO2非常重要。為解決燃煤電廠釋放出的CO2排放問題，微藻固碳技術(shù)是極具前景的技術(shù)之一。微藻生長對養(yǎng)殖環(huán)境有諸多要求，溫度、光照及光周期、CO2濃度等對其都有影響，光生物反應(yīng)器是微藻培養(yǎng)所需的主要工程設(shè)備，也是影響規(guī)模化培養(yǎng)的主要因素。在設(shè)計光生物反應(yīng)器時，要考慮質(zhì)量傳遞、光能利用率、幾何構(gòu)型、是否易于放大等多方面因素，目的在于提高微藻生長率，降低培養(yǎng)成本。封閉式光生物反應(yīng)器具有微藻培養(yǎng)密度高、培養(yǎng)條件易于控制、不易受污染等優(yōu)勢，根據(jù)幾何構(gòu)型，其具有管式、垂直柱式、平板式和浮式薄膜袋等多種形式。平板式光生物反應(yīng)器具有光照比表面積大、光程短、占地面積小、能耗小等優(yōu)點，是目前封閉式光生物反應(yīng)器中的研究熱點。Tridici等開發(fā)了一種垂直嵌槽型平板式光生物反應(yīng)器，該反應(yīng)器由建溫室的蓋板透明材料制成，板厚為1.6cm，受光面積為2.2m2，工作體積為25-27L，比表面積為80m-1。中科院的ZuZhengfeng等報導(dǎo)了一種高效氣液傳質(zhì)的平板式光生物反應(yīng)器，中間由一塊檔板將反應(yīng)器分成兩部分，底部布有4個氣體分布器，培養(yǎng)體積為75L。Hu等對光程2.8m、工作體積14L的平板式光生物反應(yīng)器在戶外各種季節(jié)條件下放置不同傾斜角度對螺旋藻產(chǎn)率的影響進(jìn)行了系統(tǒng)研究，結(jié)果表明在夏季時最佳傾斜角度為10-30°，而冬季時最佳傾斜角度60°。但已開發(fā)的平板式光生物反應(yīng)器仍不能直接放大，不適用于微藻固碳技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。大規(guī)模生產(chǎn)的光能利用率低，藻液與CO2的混合效果差，固碳效率低，微藻的生長率不高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對現(xiàn)有光生物反應(yīng)器難以規(guī)模化應(yīng)用，藻液與CO2的混合效果差、微藻光能利用率和生長率低的不足，開發(fā)并設(shè)計了一種平板式光生物反應(yīng)器裝置系統(tǒng)，以提高CO2的氣液傳質(zhì)能力，提高微藻的固碳能力。為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本專利技術(shù)采用了以下技術(shù)方案：這種平板式光生物反應(yīng)器裝置系統(tǒng)，包括光生物反應(yīng)器本體，曝氣系統(tǒng)，藻液循環(huán)系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)，所述的光生物反應(yīng)器本體，包括反應(yīng)器殼體、噴淋區(qū)和反應(yīng)區(qū)；所述反應(yīng)區(qū)為n級，n>1，每級反應(yīng)區(qū)之間通過內(nèi)部隔板隔開，內(nèi)部隔板與反應(yīng)器殼體底部留有空間，保證藻液從噴淋區(qū)進(jìn)入各個反應(yīng)區(qū)；各個反應(yīng)區(qū)順著藻液流動方向設(shè)置導(dǎo)流板，導(dǎo)流板位于各級反應(yīng)區(qū)的正中位置；各級反應(yīng)區(qū)的導(dǎo)流板距反應(yīng)器殼體頂部留有空間。作為優(yōu)選：第n級反應(yīng)區(qū)設(shè)置循環(huán)口，每一級反應(yīng)區(qū)頂部均設(shè)置排氣口；所述的反應(yīng)器殼體在每個內(nèi)部隔板下方設(shè)置排放口，各排放口通過支管匯流至排放母管，排放母管上設(shè)置電動隔離閥，排放母管接至藻液收割系統(tǒng)。作為優(yōu)選：反應(yīng)器殼體高度為4m～5m，寬度為200mm～400mm。作為優(yōu)選：各級反應(yīng)區(qū)的導(dǎo)流板與反應(yīng)器殼體頂部的距離為800mm～1000mm。作為優(yōu)選：噴淋區(qū)的容積占反應(yīng)區(qū)容積的1/4～1/3。作為優(yōu)選：循環(huán)口和各排放口的直徑均為φ108mm，中心線與反應(yīng)器殼體底部的距離均為65mm。作為優(yōu)選：所述的曝氣系統(tǒng)，包括曝氣主管、曝氣支管及閥門；曝氣采用底部曝氣形式；各級反應(yīng)區(qū)分別設(shè)置一路曝氣支管，曝氣支管布置在各級反應(yīng)區(qū)導(dǎo)流板左側(cè)。作為優(yōu)選：所述的藻液循環(huán)系統(tǒng)3，包括藻液循環(huán)泵、三通、電動閥門及連接管路；藻液循環(huán)泵的進(jìn)口通過管路與第n級反應(yīng)區(qū)的循環(huán)口相連，出口通過管路連至噴淋系統(tǒng)；進(jìn)口管路通過三通和支管連至新鮮水源，在支管上設(shè)置電動閥門。作為優(yōu)選：所述的噴淋系統(tǒng)，包括噴淋管路和噴嘴；噴淋系統(tǒng)布置在噴淋區(qū)上部。本專利技術(shù)的有益效果是：1、本專利技術(shù)可以實現(xiàn)微藻固碳技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用。2、本專利技術(shù)解決了傳統(tǒng)的攪拌混合方式混合效果差，攪拌產(chǎn)生的剪切力將嚴(yán)重?fù)p害微藻細(xì)胞結(jié)構(gòu)的問題，保證了CO2與光生物反應(yīng)器內(nèi)藻液的充分混合，提高了CO2的傳質(zhì)速率。3、本專利技術(shù)可保證藻液不受外界因素的影響，并解決了光生物反應(yīng)器溶氧難以排出的問題。附圖說明圖1為本專利技術(shù)一種平板式光生物反應(yīng)器裝置與系統(tǒng)的立體示意圖；圖2為本專利技術(shù)一種平板式光生物反應(yīng)器裝置與系統(tǒng)本體的主視示意圖；附圖標(biāo)記說明：光生物反應(yīng)器本體1，曝氣系統(tǒng)2，藻液循環(huán)系統(tǒng)3、噴淋系統(tǒng)4、反應(yīng)器殼體5、噴淋區(qū)6、第一級反應(yīng)區(qū)7、第二級反應(yīng)區(qū)8、第n級反應(yīng)區(qū)9、內(nèi)部隔板10、導(dǎo)流板11、循環(huán)口12、排氣口13、排放口14、排放母管15、電動隔離閥16、藻液循環(huán)泵17、電動閥門18。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本專利技術(shù)做進(jìn)一步描述。下述實施例的說明只是用于幫助理解本專利技術(shù)。應(yīng)當(dāng)指出，對于本
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本專利技術(shù)原理的前提下，還可以對本專利技術(shù)進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本專利技術(shù)權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。如圖1、2所示，一種平板式光生物反應(yīng)器裝置系統(tǒng)，包括光生物反應(yīng)器本體1，曝氣系統(tǒng)2，藻液循環(huán)系統(tǒng)3、噴淋系統(tǒng)4。所述的光生物反應(yīng)器本體1，包括反應(yīng)器殼體5、噴淋區(qū)6、第一級反應(yīng)區(qū)7、第二級反應(yīng)區(qū)8、第n級反應(yīng)區(qū)9。所述的反應(yīng)器殼體5高度為4m～5m，寬度為200mm～400mm。第一級反應(yīng)區(qū)7、第二級反應(yīng)區(qū)8與第n級反應(yīng)區(qū)9的容積均相同，噴淋區(qū)6的容積占第一級反應(yīng)區(qū)容積的1/4～1/3。所述的噴淋區(qū)6與第一級反應(yīng)區(qū)7、第一級反應(yīng)區(qū)7與第二級反應(yīng)區(qū)8、第二級反應(yīng)區(qū)8與第n級反應(yīng)區(qū)9通過內(nèi)部隔板10隔開，內(nèi)部隔板10與反應(yīng)器殼體5底部留有一定的空間，可保證藻液從噴淋區(qū)進(jìn)入第一級反應(yīng)區(qū)7、從第一反應(yīng)區(qū)7進(jìn)入第二反應(yīng)區(qū)8、從第二反應(yīng)區(qū)8進(jìn)入第n反應(yīng)區(qū)9。內(nèi)部隔板10與反應(yīng)器殼體5底部的距離為200mm～300mm。所述的第一級反應(yīng)區(qū)7、第二級反應(yīng)區(qū)8與第n級反應(yīng)區(qū)9順著藻液流動方向設(shè)置導(dǎo)流板11，導(dǎo)流板11位于各級反應(yīng)區(qū)的正中位置。各級反應(yīng)區(qū)的導(dǎo)流板11距反應(yīng)器殼體5頂部留有一定的空間。各級反應(yīng)區(qū)的導(dǎo)流板11與反應(yīng)器殼體5頂部的距離為800mm～1000mm。所述的第n級反應(yīng)區(qū)9設(shè)置循環(huán)口12，各級反應(yīng)區(qū)頂部設(shè)置排氣口13。所述的反應(yīng)器殼體5在每個內(nèi)部隔板10下方設(shè)置排放口14，各排放口14通過支管匯流至排放母管15，排放母管15上設(shè)置電動隔離閥16，排放母管15接至藻液收割系統(tǒng)。循環(huán)口12和各排放口14的直徑均為φ108mm，中心線與反應(yīng)器殼體5底部的距離均為65mm。所述的曝氣系統(tǒng)2，包括曝氣主管、曝氣支管及閥門等。曝氣采用底部曝氣形式。各級反應(yīng)區(qū)分別設(shè)置一路曝氣支管，曝氣支管布置在各級反應(yīng)區(qū)導(dǎo)流板11左側(cè)。所述的藻液循環(huán)系統(tǒng)3，包括由藻液循環(huán)泵17、三通、電動閥門18及連接管路組成。藻液循環(huán)泵17的進(jìn)口通過管路與第n級反應(yīng)區(qū)9的循環(huán)口12相連，出口通過管路連至噴淋系統(tǒng)4。進(jìn)口管路通過三通和支管連至新鮮水源，在支管上設(shè)置電動閥門18。所述的噴淋系統(tǒng)4，包括噴淋管路和噴嘴。噴淋系統(tǒng)布置在噴淋區(qū)6上部。本專利技術(shù)的工作過程為：在正常狀態(tài)下，藻液循環(huán)泵提供動力供光生物反應(yīng)器內(nèi)藻液循環(huán)流動。藻液循環(huán)泵運行時，通過噴淋系統(tǒng)4源源不斷的噴淋，噴淋區(qū)的藻液從內(nèi)部隔板10底部進(jìn)入第一本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種平板式光生物反應(yīng)器裝置系統(tǒng)，其特征在于：包括光生物反應(yīng)器本體(1)，曝氣系統(tǒng)(2)，藻液循環(huán)系統(tǒng)(3)和噴淋系統(tǒng)(4)，所述的光生物反應(yīng)器本體(1)，包括反應(yīng)器殼體(5)、噴淋區(qū)(6)和反應(yīng)區(qū)；所述反應(yīng)區(qū)為n級，n>1，每級反應(yīng)區(qū)之間通過內(nèi)部隔板(10)隔開，內(nèi)部隔板(10)與反應(yīng)器殼體(5)底部留有空間，保證藻液從噴淋區(qū)(6)進(jìn)入各個反應(yīng)區(qū)；各個反應(yīng)區(qū)順著藻液流動方向設(shè)置導(dǎo)流板(11)，導(dǎo)流板(11)位于各級反應(yīng)區(qū)的正中位置；各級反應(yīng)區(qū)的導(dǎo)流板(11)距反應(yīng)器殼體(5)頂部留有空間。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種平板式光生物反應(yīng)器裝置系統(tǒng)，其特征在于：包括光生物反應(yīng)器本體(1)，曝氣系統(tǒng)(2)，藻液循環(huán)系統(tǒng)(3)和噴淋系統(tǒng)(4)，所述的光生物反應(yīng)器本體(1)，包括反應(yīng)器殼體(5)、噴淋區(qū)(6)和反應(yīng)區(qū)；所述反應(yīng)區(qū)為n級，n>1，每級反應(yīng)區(qū)之間通過內(nèi)部隔板(10)隔開，內(nèi)部隔板(10)與反應(yīng)器殼體(5)底部留有空間，保證藻液從噴淋區(qū)(6)進(jìn)入各個反應(yīng)區(qū)；各個反應(yīng)區(qū)順著藻液流動方向設(shè)置導(dǎo)流板(11)，導(dǎo)流板(11)位于各級反應(yīng)區(qū)的正中位置；各級反應(yīng)區(qū)的導(dǎo)流板(11)距反應(yīng)器殼體(5)頂部留有空間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板式光生物反應(yīng)器裝置系統(tǒng)，其特征在于：第n級反應(yīng)區(qū)(9)設(shè)置循環(huán)口(12)，每一級反應(yīng)區(qū)頂部均設(shè)置排氣口(13)；所述的反應(yīng)器殼體(5)在每個內(nèi)部隔板(10)下方設(shè)置排放口(14)，各排放口(14)通過支管匯流至排放母管(15)，排放母管(15)上設(shè)置電動隔離閥(16)，排放母管(15)接至藻液收割系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板式光生物反應(yīng)器裝置系統(tǒng)，其特征在于：反應(yīng)器殼體(5)高度為4m～5m，寬度為200mm～400mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板式光生物反應(yīng)器裝置系統(tǒng)，其特征在于：內(nèi)部隔板(10)與反應(yīng)器殼體(5)底部的距離為200mm～300mm。5.根...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李清毅，厲雄峰，胡達(dá)清，李立，趙金龍，水雙，王汝能，洪禹，姚子麟，蔣誠，范海東，張健，沈海濤，壽瑜江，
申請(專利權(quán))人：浙江天地環(huán)保科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江;33
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