3，下端側(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)水口12。所所述進(jìn)水口 12和出水口 13分別連接外部循環(huán)水浴系統(tǒng)，通過循環(huán)水控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度。
[0039]如圖2所示，所述的固定化酶載體結(jié)構(gòu)8包括有多孔陶瓷體81，所述多孔陶瓷體81的孔內(nèi)載有固定化酶，在所述多孔陶瓷體81的上端面和下端面上分別設(shè)置有用于防止多孔陶瓷體81孔內(nèi)的固定化酶流失的上濾網(wǎng)82和下濾網(wǎng)83，通過布置在多孔陶瓷體81內(nèi)固定化酶顆粒的數(shù)量改變載酶量大小，基于多孔陶瓷體81的固定化酶沿軸線由下到上，載酶量由大變小，在反應(yīng)段梯級布置。
[0040]所述的固定化酶由改性的海藻酸鈉通過化學(xué)和交聯(lián)法固定，制備的固定化碳酸酐酶是具有一定機(jī)械強(qiáng)度的凝膠顆粒，粒徑為2mm。
[0041]所述的固定化酶載體結(jié)構(gòu)8套在有機(jī)玻璃棒11上，并通過設(shè)置在上濾網(wǎng)82上端面上且套在所述的有機(jī)玻璃棒11上的上樹脂環(huán)10a，以及設(shè)置在下濾網(wǎng)83下端面上且套在所述的有機(jī)玻璃棒11上的下樹脂環(huán)1b固定在所述機(jī)玻璃棒11上。即達(dá)到了通過物理力固定固定化酶載體結(jié)構(gòu)8的目的。
[0042]如圖3所示，所述的進(jìn)氣孔5在所述的底座I設(shè)置有2個，所述進(jìn)氣孔5在位于柱狀反應(yīng)腔體3的一端形成漸擴(kuò)的喇叭形結(jié)構(gòu)，煙氣由進(jìn)氣孔5通入反應(yīng)器。
[0043]如圖4所示，所述的壓力信號輸出孔21a、pH電極輸出孔21b、吸氣孔21c和回氣孔21d在蓋板4上為分開設(shè)置，其中，所述的壓力信號輸出孔21a、吸氣孔21c和回氣孔21d在蓋板4上對應(yīng)臨近柱狀反應(yīng)腔體3的內(nèi)側(cè)壁處設(shè)置，所述pH電極輸出孔21b在蓋板4上對應(yīng)臨近柱狀反應(yīng)腔體3的中軸線處設(shè)置。
[0044]通過柱狀反應(yīng)腔體3外側(cè)的刻度16可讀取反應(yīng)前吸收液的液面高度Ho和反應(yīng)后液面的高度H，反應(yīng)體系中混合氣體氣泡的體積可用含氣率β表示，如下式:
[0045]β=(Η-Ηο)/ΗοΧ100%
[0046]在本實用新型的實施例中，強(qiáng)氧化吸附膜6的直徑為50mm，單層強(qiáng)氧化吸附膜6的厚度為5mm,柱狀反應(yīng)腔體3底部布置兩層吸附膜;多孔板7直徑50mm，厚度為8mm,均勾分布300個小孔，小孔1.5mm X 1.5mm；多孔陶瓷體81的直徑為50mm,高15mm,表面排列64個柱狀小孔，小孔內(nèi)徑為4mm。
[0047]如圖3所示，底座布置有兩個進(jìn)氣孔5，對稱分布，進(jìn)氣孔為漸擴(kuò)方式，連接外部進(jìn)氣系統(tǒng)的小孔內(nèi)徑為3_，通入柱狀反應(yīng)器腔體的孔內(nèi)經(jīng)為5_。
[0048]如圖4所示，蓋板上的四個孔分開布置，有利于反應(yīng)參數(shù)的準(zhǔn)確測量。連接pH電極的小孔21b靠近中軸線，內(nèi)徑為1mm，連接壓力傳感器的小孔21a內(nèi)徑為5mm，連接紅外C02分析系統(tǒng)的小孔21c和21d靠近反應(yīng)器內(nèi)壁，小孔內(nèi)徑為2_。
[0049]柱狀反應(yīng)腔體3整體采用有機(jī)玻璃制成，水浴套管內(nèi)徑90mm，長度420mm，柱狀反應(yīng)腔體內(nèi)徑50mm，長度520mm，有效容積1.02L;蓋板厚度20mm，底座4厚度50mm，有機(jī)玻璃棒11的直徑和樹酯環(huán)的內(nèi)徑為4_。
[0050]使用本實用新型的本實用新型的基于多孔陶瓷梯級布置固定化酶的立式反應(yīng)器進(jìn)行捕集模擬煙氣的實驗，研究表明，催化吸收CO2效果顯著，10%的反應(yīng)時間完成了80.2%的催化反應(yīng)，反應(yīng)開始30s內(nèi)催化吸收CO2的量是空白試驗的4.2 X 13倍，固定化酶在反應(yīng)器內(nèi)連續(xù)實驗操作6次，仍能保持50.4%的相對酶活力。
【主權(quán)項】
1.一種基于多孔陶瓷梯級布置固定化酶的立式反應(yīng)器，包括有底座(I)、設(shè)置在底座(I)上的透明的柱狀反應(yīng)腔體(3)和蓋在柱狀反應(yīng)腔體(3)上端口的蓋板(4)，其特征在于，所述底座(I)上貫通的形成有用于向柱狀反應(yīng)腔體(3)輸入外部氣體的進(jìn)氣孔(5)，所述柱狀反應(yīng)腔體(3)的頂部側(cè)壁上設(shè)置有吸收液進(jìn)口(15)，底部側(cè)壁上設(shè)置有反應(yīng)產(chǎn)物出口(14)，所述柱狀反應(yīng)腔體(3)內(nèi)的底部由下至上依次設(shè)置有用于對從進(jìn)氣孔(5)進(jìn)入的外部氣體過濾的強(qiáng)氧化吸附膜(6)和多孔板(7)，沿柱狀反應(yīng)腔體(3)內(nèi)的中心軸線上設(shè)置有有機(jī)玻璃棒(11)，所述有機(jī)玻璃棒(11)的上端連接蓋板(4)，下端連接多孔板(7)，所述柱狀反應(yīng)腔體(3)內(nèi)位于多孔板(7)的上方通過有機(jī)玻璃棒(11)設(shè)置有兩級以上用于對進(jìn)入柱狀反應(yīng)腔體(3)內(nèi)的煙氣進(jìn)行催化反應(yīng)的固定化酶載體結(jié)構(gòu)(8)，所述柱狀反應(yīng)腔體(3)內(nèi)分別設(shè)置有壓力傳感器(17)、pH電極(18)、氣體采樣吸氣管(19)和氣體采樣回氣管(20)，所述蓋板(4)上分別形成有用于貫穿壓力傳感器(17)輸出導(dǎo)線的壓力信號輸出孔(21a)，用于貫穿所述的PH電極(18)輸出導(dǎo)線的pH電極輸出孔(21b)，與所述的氣體采樣吸氣管(19)相連通的吸氣孔(21c)，以及與所述氣體采樣回氣管(20)相連通的回氣孔(21d)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多孔陶瓷梯級布置固定化酶的立式反應(yīng)器，其特征在于，所述的柱狀反應(yīng)腔體(3)的外側(cè)壁上設(shè)置有用于讀取內(nèi)部液位的刻度(16)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多孔陶瓷梯級布置固定化酶的立式反應(yīng)器，其特征在于，所述的柱狀反應(yīng)腔體(3)的外側(cè)還套有用于通過循環(huán)水控制柱狀反應(yīng)腔體(3)內(nèi)部溫度的水浴套筒(2)，所述水浴套筒(2)的上端側(cè)壁上設(shè)置有出水口(13)，下端側(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)水口(12)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多孔陶瓷梯級布置固定化酶的立式反應(yīng)器，其特征在于，所述的柱狀反應(yīng)腔體(3)內(nèi)的底部設(shè)置有2層以上的強(qiáng)氧化吸附膜(6)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多孔陶瓷梯級布置固定化酶的立式反應(yīng)器，其特征在于，所述的固定化酶載體結(jié)構(gòu)(8)包括有多孔陶瓷體(81)，所述多孔陶瓷體(81)的孔內(nèi)載有固定化酶，在所述多孔陶瓷體(81)的上端面和下端面上分別設(shè)置有用于防止多孔陶瓷體(81)孔內(nèi)的固定化酶流失的上濾網(wǎng)(82)和下濾網(wǎng)(83)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于多孔陶瓷梯級布置固定化酶的立式反應(yīng)器，其特征在于，所述的固定化酶載體結(jié)構(gòu)(8)套在有機(jī)玻璃棒(11)上，并通過設(shè)置在上濾網(wǎng)(82)上端面上且套在所述的有機(jī)玻璃棒(11)上的上樹脂環(huán)(10a)，以及設(shè)置在下濾網(wǎng)(83)下端面上且套在所述的有機(jī)玻璃棒(11)上的下樹脂環(huán)(1b)固定在所述機(jī)玻璃棒(11)上。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多孔陶瓷梯級布置固定化酶的立式反應(yīng)器，其特征在于，所述的強(qiáng)氧化吸附膜(6)和多孔板(7)是通過套在所述有機(jī)玻璃棒(11)上的樹脂環(huán)(9)進(jìn)行固定。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多孔陶瓷梯級布置固定化酶的立式反應(yīng)器，其特征在于，所述的進(jìn)氣孔(5)在所述的底座(I)設(shè)置有2個，所述進(jìn)氣孔(5)在位于柱狀反應(yīng)腔體(3)的一端形成漸擴(kuò)的喇叭形結(jié)構(gòu)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多孔陶瓷梯級布置固定化酶的立式反應(yīng)器，其特征在于，所述的壓力信號輸出孔(21a)、pH電極輸出孔(21b)、吸氣孔(21c)和回氣孔(21d)在蓋板(4)上為分開設(shè)置，其中，所述的壓力信號輸出孔(21a)、吸氣孔(21c)和回氣孔(21d)在蓋板(4)上對應(yīng)臨近柱狀反應(yīng)腔體(3)的內(nèi)側(cè)壁處設(shè)置，所述pH電極輸出孔(21b)在蓋板(4)上對應(yīng)臨近柱狀反應(yīng)腔體(3)的中軸線處設(shè)置。
【專利摘要】一種基于多孔陶瓷梯級布置固定化酶的立式反應(yīng)器，有設(shè)置在底座上的柱狀反應(yīng)腔體，蓋在其上端口的蓋板，底座上成有進(jìn)氣孔，柱狀反應(yīng)腔體的頂部有吸收液進(jìn)口，底部設(shè)置有反應(yīng)產(chǎn)物出口，內(nèi)部由下至上設(shè)置有強(qiáng)氧化吸附膜和多孔板，沿柱狀反應(yīng)腔體內(nèi)的中心軸線上設(shè)置有有機(jī)玻璃棒，有機(jī)玻璃棒的上端連接蓋板，下端連接多孔板，柱狀反應(yīng)腔體內(nèi)位于多孔板的上方設(shè)置有兩級以上的固定化酶載體結(jié)構(gòu)，柱狀反應(yīng)腔體內(nèi)分別設(shè)置有壓力傳感器、pH電極、氣體采樣吸氣管和氣體采樣回氣管，蓋板上分別形成有對應(yīng)壓力傳感器、pH電極、氣體采樣吸氣管和氣體采樣回氣管的壓力信號輸出孔、pH電極輸出孔、吸氣孔和回氣孔。本實用新型顯著提CO2吸收的反應(yīng)速率，減少能耗。
【IPC分類】C12M1/38, C12M1/40, C12M1/02, C12M1/12, C12M1/34
【公開號】CN205329061
【申請?zhí)枴緾N201521143713
【發(fā)明人】朱軼林, 李惟毅, 孫冠中, 仝勇昂
【申請人】天津大學(xué)
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2015年12月31日