【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及生物工程，具體地，涉及一種用于微藻培養與發酵耦聯固定發酵尾氣中co2的反應器，尤其是一種用于微藻培養與生物乙醇發酵耦聯固定發酵尾氣中co2的反應器。
技術介紹
1、生物燃料乙醇是指以可再生的生物質為底物，通過微生物的發酵生成可作為燃料使用的乙醇，其可改善傳統能源結構，推動全球能源轉型。在生物乙醇的發酵生產過程中，發酵底物通過酵母菌的糖酵解和丙酮酸無氧降解途徑轉變為乙醇和co2氣體，總反應方程式如下所示：
2、c6h12o6→2c2h5oh+2co2
3、co2氣體是乙醇發酵過程中最主要的副產物，通過分子量計算，有49％的總糖流向了co2的生成，大大降低了發酵底物利用率，由于酵母細胞生長和副產物生成也釋放co2，使得燃料乙醇的生產幾乎等量于co2。理論上生產1噸乙醇可產生0.95噸co2。且實際工業生產中生物乙醇發酵尾氣中co2氣體濃度很高，可達到99％以上，其它雜質為醇類、醛類、酯類及微量氧氣。
4、目前，燃料乙醇已發展成為全球最大、用途最廣的可再生能源。我國的生物燃料乙醇產量排在美國和巴西之后，是全球第三大生產和應用生物燃料乙醇的國家。2021年，我國燃料乙醇產量為870百萬加侖。隨著生物乙醇的產量增加，co2的排放量也隨之加大。任期自然排放，不僅浪費了這一資源，而且加重溫室效應。自21世紀以來，全球碳排放急劇加速，2000-2019年全球co2排放量增加了40％。按照質量計算，co2是目前為止溫室氣體排放量最大的一種。此問題亟需解決，以維持生物乙醇的可持續綠色發展，實現生物燃
5、碳捕獲封存與利用技術(carbon?capture?utilization?and?storage，ccus)被認為是能夠實現co2大規模減排的唯一技術手段，也是我國重點技術之一。與物理和化學方法相比，生物固定co2是一種成本效益相對較高和無害環境的方法。光合作用生物通過光合作用吸收co2，在保持大氣co2平衡方面發揮關鍵作用。
6、微藻是一類含有葉綠素，能夠進行光合作用的微生物，以微藻為代表的海洋浮游生物物每年固定約520億噸co2，占全球初級生產力的一半。微藻具有較大的比表面積，其光合效率和固碳速率遠遠超出陸生植物，光合效率高達12％，另外微藻具有一種特殊的co2同化機制，稱為碳濃縮機制(co2?concentrating?mechanism，ccm)，可以對co2進行高效的吸收固定。這些特性使得微藻具有很高的固碳速率，每培養1kg微藻可吸收1.83kg的co2，具有很大的發展潛力。基于微藻的co2固定被認為是最有前途和可持續的碳捕集、利用與封存技術(ccus)之一。
7、微藻光生物反應器對微藻的生長及co2的固定有著極其重要的影響，目前關于微生物發酵系統與微藻培養系統耦聯實現co2固定的報道較少，在相關的現有文獻中，使用氣升式平板反應器作為微藻光生物反應器。該反應器曝氣效果一般，發酵尾氣與微藻的接觸并不充分，部分微藻細胞也會沉降到反應器底部，這極不利于微藻的生長和對co2的固定利用。
技術實現思路
1、針對現有技術中的缺陷，本專利技術的目的是提供一種用于微藻培養與發酵耦聯固定發酵尾氣中co2的反應器。
2、根據本專利技術提供的一種用于微藻培養與發酵耦聯固定發酵尾氣中co2的反應器，包括：補料罐、補料泵、生物乙醇發酵罐以及微藻光生物反應器；
3、所述補料罐通過第一管道與所述生物乙醇發酵罐連通設置，所述補料泵設置在所述管道上；所述生物乙醇發酵罐通過第二管道與所述微藻光生物反應器連通設置；
4、所述微藻光生物反應器內設置有微藻培養基和冷光源光照組件。
5、優選的，所述補料罐上設有第一進氣管，所述第一進氣管內設置有濾膜，所述補料罐通過所述濾膜與外界空氣連通。
6、優選的，所述生物乙醇發酵罐上設有第二進氣管，所述第二進氣管內設置有濾膜，所述生物乙醇發酵罐通過所述濾膜與外界空氣連通。
7、優選的，所述第二進氣管呈“l”型設置；
8、所述第二進氣管的豎管部與所述生物乙醇發酵罐連接設置，所述第二進氣管的橫管部靠近所述生物乙醇發酵罐的底部設置，所述第二進氣管的橫管部上設置有若干個第一出氣口。
9、優選的，所述生物乙醇發酵罐內設置有第一攪拌器。
10、優選的，所述第二管道上設置有第三進氣管，所述第三進氣管內設置有單向閥和濾膜，外部空氣通過所述單向閥和所述濾膜通入所述第二管道中。
11、優選的，所述冷光源光照組件為led燈帶，所述微藻光生物反應器表面纏繞設置有所述led燈帶。
12、優選的，所述微藻光生物反應器工作時，在所述微藻光生物反應器中心位置的光照強度達到180μmol?m-2s-1，貼近所述微藻光生物反應器內壁處的光照強度達到250μmolm-2s-1。
13、優選的，所述微藻光生物反應器內設置與帶有co2通氣管道的第二攪拌器；
14、所述co2通氣管道與所述第二管道連通設置，所述co2通氣管道靠近所述微藻光生物反應器的底部設置，所述co2通氣管道的底部橫管上分布有若干個第二出氣口。
15、優選的，所述微藻光生物反應器上還設有排氣管，所述排氣管內可拆卸設置有濾膜，所述微藻光生物反應器通過濾膜與外界空氣連接。
16、與現有技術相比，本專利技術具有如下的有益效果：
17、1、本專利技術提供的反應器可以通過微藻固定生物乙醇發酵過程中連續產生的co2，實現發酵尾氣中co2的高效固定；
18、2、本專利技術提供的反應器具有與通氣系統耦合的攪拌功能，使得微藻在反應器中分布均勻，避免藻細胞結團沉降，提高受光率，具有更強的曝氣效果，發酵尾氣與藻細胞的接觸更加充分，增強了微藻細胞對co2的吸收固定。
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1.一種用于微藻培養與發酵耦聯固定發酵尾氣中CO2的反應器，其特征在于，包括：補料罐(1)、補料泵(3)、生物乙醇發酵罐(5)以及微藻光生物反應器(7)；
2.根據權利要求1所述的用于微藻培養與發酵耦聯固定發酵尾氣中CO2的反應器，其特征在于，所述補料罐(1)上設有第一進氣管(2)，所述第一進氣管(2)內設置有濾膜，所述補料罐(1)通過所述濾膜與外界空氣連通。
3.根據權利要求1所述的用于微藻培養與發酵耦聯固定發酵尾氣中CO2的反應器，其特征在于，所述生物乙醇發酵罐(5)上設有第二進氣管(4)，所述第二進氣管(4)內設置有濾膜，所述生物乙醇發酵罐(5)通過所述濾膜與外界空氣連通。
4.根據權利要求3所述的用于微藻培養與發酵耦聯固定發酵尾氣中CO2的反應器，其特征在于，所述第二進氣管(4)呈“L”型設置；
5.根據權利要求1所述的用于微藻培養與發酵耦聯固定發酵尾氣中CO2的反應器，其特征在于，所述生物乙醇發酵罐(5)內設置有第一攪拌器(16)。
6.根據權利要求1所述的用于微藻培養與發酵耦聯固定發酵尾氣中CO2的反應器，其
7.根據權利要求1所述的用于微藻培養與發酵耦聯固定發酵尾氣中CO2的反應器，其特征在于，所述冷光源光照組件為LED燈帶(8)，所述微藻光生物反應器(7)表面纏繞設置有所述LED燈帶(8)。
8.根據權利要求7所述的用于微藻培養與發酵耦聯固定發酵尾氣中CO2的反應器，其特征在于，所述微藻光生物反應器(7)工作時，在所述微藻光生物反應器(7)中心位置的光照強度達到180μmol?m-2s-1，貼近所述微藻光生物反應器(7)內壁處的光照強度達到250μmolm-2s-1。
9.根據權利要求1所述的用于微藻培養與發酵耦聯固定發酵尾氣中CO2的反應器，其特征在于，所述微藻光生物反應器(7)內設置與帶有CO2通氣管道(15)的第二攪拌器(9)；
10.根據權利要求1所述的用于微藻培養與發酵耦聯固定發酵尾氣中CO2的反應器，其特征在于，所述微藻光生物反應器(7)上還設有排氣管(10)，所述排氣管(10)內可拆卸設置有濾膜，所述微藻光生物反應器(7)通過濾膜與外界空氣連接。
...【技術特征摘要】
1.一種用于微藻培養與發酵耦聯固定發酵尾氣中co2的反應器，其特征在于，包括：補料罐(1)、補料泵(3)、生物乙醇發酵罐(5)以及微藻光生物反應器(7)；
2.根據權利要求1所述的用于微藻培養與發酵耦聯固定發酵尾氣中co2的反應器，其特征在于，所述補料罐(1)上設有第一進氣管(2)，所述第一進氣管(2)內設置有濾膜，所述補料罐(1)通過所述濾膜與外界空氣連通。
3.根據權利要求1所述的用于微藻培養與發酵耦聯固定發酵尾氣中co2的反應器，其特征在于，所述生物乙醇發酵罐(5)上設有第二進氣管(4)，所述第二進氣管(4)內設置有濾膜，所述生物乙醇發酵罐(5)通過所述濾膜與外界空氣連通。
4.根據權利要求3所述的用于微藻培養與發酵耦聯固定發酵尾氣中co2的反應器，其特征在于，所述第二進氣管(4)呈“l”型設置；
5.根據權利要求1所述的用于微藻培養與發酵耦聯固定發酵尾氣中co2的反應器，其特征在于，所述生物乙醇發酵罐(5)內設置有第一攪拌器(16)。
6.根據權利要求1所述的用于微藻培養與發酵耦聯固定發酵尾氣中co2的反應器，其特征在于，所述第二管道(12)上設置有第三...
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