应器的内部设有暗发酵生物制氢反应器，且暗发酵生物制氢反应器的顶部高于光合生物制氢反应器的顶部，所述光合生物制氢反应器与暗发酵生物制氢反应器之间设有隔光保温层； 所述光合生物制氢反应器包括第一筒体、第二筒体、第三筒体、第一底板、第一顶板、第二顶板，所述第二筒体位于第一筒体的内部，第三筒体位于第二筒体的内部，且第一筒体与第二筒体之间设有光反应循环水层，第二筒体与第三筒体之间设有光反应腔室，所述第一筒体的底部、第二筒体的底部、第三筒体的底部均与第一底板的上表面固定连接，所述第一筒体顶部与第一顶板的下表面固定连接，所述第二顶板位于第一顶板的上方且第一顶板与第二顶板可拆卸连接；所述第一底板固定连接有竖直的光反应进液管，光反应进液管的上端位于光反应腔室内，所述第二顶板固定连接有竖直光反应氢气出气管，光反应氢气出气管的下端位于光反应腔室内，所述第一筒体的上端侧面固定连接有水平光反应出液管，光反应出液管的一端位于光反应腔室内； 所述暗发酵生物制氢反应器包括第四筒体、第五筒体、第二底板、第三顶板、第四顶板，所述第五筒体位于第四筒体内部，且第四筒体与第五筒体之间设有暗反应循环水层，第五筒体的内部为暗反应腔室，所述第四筒体的底部、第五筒体的底部均与第二底板的上表面固定连接，所述第四筒体顶部与第三顶板的下表面固定连接，所述第四顶板位于第三顶板的上方且第三顶板与第四顶板可拆卸连接；所述第二底板固定连接有竖直的暗反应进液管，暗反应进液管的上端位于暗反应腔室内，所述第四顶板固定连接有竖直暗反应氢气出气管，暗反应氢气出气管的下端位于暗反应腔室内，所述第四筒体的上端侧面固定连接有水平暗反应出液管，暗反应出液管的一端位于暗反应腔室内； 所述第一筒体、第二筒体、第三筒体、第四筒体、第五筒体均上下通透，所述暗反应出液管与光反应进液管相连通； 当暗反应腔室为多个时，所述暗反应腔室依次相连通，其中最后一个暗反应腔室的暗反应出液管与光反应腔室的光反应进液管相连通； 当光反应腔室为多个时，所述光反应腔室依次相连通，其中第一个光反应腔室的光反应进液管与暗反应腔室的暗反应出液管相连通。2.根据权利要求1所述暗发酵光合作用联合产氢装置，其特征在于:所述光反应腔室为八个，所述第二筒体与第三筒体之间沿周向均匀设有八块竖直光挡板，所述八块竖直光挡板分别与第二筒体、第三筒体可拆卸连接；所述暗反应腔室为四个，所述第五筒体内部设有两块相互垂直的竖直暗挡板，两块暗挡板固定连接，两块暗挡板分别与第五筒体可拆卸连接。3.根据权利要求2所述暗发酵光合作用联合产氢装置，其特征在于:所述八个光反应腔室底部均设有竖直的光反应进液管，所述八个光反应腔室顶部均设有竖直的光反应氢气出气管，所述八个光反应腔室侧面均设有水平的光反应出液管；所述四个暗反应腔室底部均设有竖直的暗反应进液管，所述四个暗反应腔室顶部均设有竖直的暗反应氢气出气管，所述四个光反应腔室侧面均设有水平的暗反应出液管。4.根据权利要求1所述暗发酵光合作用联合产氢装置，其特征在于:所述光反应出液管位于光反应腔室内的端部可拆卸连接有“L”型弯头，所述“L”型弯头朝上；所述暗反应出液管位于暗反应腔室内的端部可拆卸连接有“L”型弯头，所述“L”型弯头朝上。5.根据权利要求1所述暗发酵光合作用联合产氢装置，其特征在于:所述隔光保温层与第三筒体之间设有光源，所述光源朝向光合生物制氢反应器。6.根据权利要求1所述暗发酵光合作用联合产氢装置，其特征在于:所述第一筒体的中心线、第二筒体的中心线、第三筒体的中心线、第四筒体的中心线、第五筒体的中心线在同一竖直线上。7.根据权利要求1所述暗发酵光合作用联合产氢装置，其特征在于:所述光合生物制氢反应器为透明材料。8.根据权利要求7所述暗发酵光合作用联合产氢装置，其特征在于:所述光合生物制氢反应器透明材料为玻璃或有机玻璃。9.一种利用权利要求1所述一种暗发酵光合作用联合产氢装置产生氢气的方法，其特征在于，包括以下步骤: A:首先将恒流栗的一端与反应液存储容器用橡胶管相连通，恒流栗的另一端与暗反应进液管用橡胶管相连通，然后将暗发酵制氢反应器的暗反应出液管与光合生物制氢反应器的光反应进液管用橡胶管相连通，光合生物制氢反应器的光反应出液管与废液收集容器用橡胶管相连通，最后将光合生物制氢反应器的光反应出气管、暗发酵制氢反应器的暗反应出气管均与氢气收集储存罐用橡胶管相连通； B:装置连接完成以后对装置的气密性进行检查，若发现漏气现象需及时采取措施进行处理，直到整个装置不出现漏气现象再进行下一步操作； C:首先往光合生物制氢反应器的第一筒体和第二筒体之间的空隙注水，形成光反应的循环水层，往暗发酵制氢反应器的第四筒体和第五筒体之间的空隙注水，形成暗反应的循环水层，然后在光合生物制氢反应器的第三筒体和暗发酵制氢反应器的第四筒体之间的空隙填塞隔光保温材料，形成隔光保温层，以保证暗发酵制氢反应所需的温度和黑暗条件，最后在隔光保温层和第三筒体之间设置光源，且光源朝向第三筒体，以保证光合反应制氢所需的光照条件； D:首先调配暗发酵产氢菌、光合反应产氢菌和反应底物，然后将调配好的暗发酵产氢菌、光合反应产氢菌和反应底物的混合液倒入反应液存储容器； E:将恒流栗电源接通，打开恒流栗开关，把暗发酵产氢菌、光合反应产氢菌和反应底物的混合液栗入暗反应腔室，从暗发酵制氢反应器上部的暗反应出液管经光合生物制氢反应器底部的光反应进液管到达光反应腔室，然后进行暗发酵反应制氢和光合作用反应制氢，期间将产生的氢气收集到氢气收集储存罐； F:暗发酵反应制氢和光合反应制氢反应后的混合液从光合生物制氢反应器上部的光反应出液管流入废液收集容器，最后做统一处理； G:所有操作步骤完成以后对整个装置进行清洗，以便于下一次装置的使用。10.根据权利要求9所述暗发酵光合作用联合产氢装置产生氢气的方法，其特征在于:所述暗发酵生物制氢反应的温度为36?38摄氏度，所述光合生物制氢反应的温度为29?31摄氏度，所述光合生物制氢反应的光照强度为2000?3000勒克斯。
【专利摘要】本发明涉及一种暗发酵光合作用联合产氢装置及其产氢方法，包括支架，所述支架上放置有光合生物制氢反应器，光合生物制氢反应器的内部设有暗发酵生物制氢反应器，且暗发酵生物制氢反应器的顶部高于光合生物制氢反应器的顶部，所述光合生物制氢反应器与暗发酵生物制氢反应器之间设有隔光保温层。本装置既增大了光合制氢反应器的受光面积，又节省了空间；暗发酵制氢反应与光合生物制氢反应可以同时进行，节约了反应时间；隔光保温层的设置，减少了暗发酵反应的热损失，降低了能耗，提高了产氢效率。此外，本装置占地面积小、制氢方法操作简单，易于实现现代化，可广泛应用于环保、能源、食品、饲料等行业，具有良好的应用前景。
【IPC分类】C12M1/00, C12P3/00
【公开号】CN105154313
【申请号】CN201510552309
【发明人】张全国, 陈笑, 王毅, 种东风, 荆艳艳, 蒋丹萍, 魏斌, 路朝阳
【申请人】河南农业大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月2日