一種固定化酶篩網(wǎng)反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉固定化酶用裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種固定化酶篩網(wǎng)反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002] 在人類社會經(jīng)濟發(fā)展的過程中，化石燃料和生物質(zhì)的燃燒導(dǎo)致二氧化碳在大氣中 不斷累積，產(chǎn)生了嚴重的溫室效應(yīng)。另一方面，二氧化碳又廣泛應(yīng)用于食品、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī) 療、國防、商業(yè)等各個領(lǐng)域，具有潛在的資源性，所以通過二氧化碳的捕捉實現(xiàn)其資源化利 用迫在眉睫。目前，二氧化碳的捕捉主要是從工業(yè)副產(chǎn)氣、煙道氣、窯爐氣及廢氣等氣體中 進行回收再加工。二氧化碳的捕捉工藝主要有溶劑吸收法、變壓吸收法、膜滲透分離法等。 溶劑吸收法具有凈化度高、設(shè)備占地面積小、易再生等優(yōu)點，在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。溶劑 吸收法主要為有機胺吸收塔噴淋法吸收二氧化碳，因不同工業(yè)化需求，通常選擇裝有填料 的不同高度的圓柱形吸收塔。
[0003] 碳酸酐酶，是廣泛存在于生物體內(nèi)的一種金屬蛋白，能夠高效催化二氧化碳水化 和去水化反應(yīng)。固定化的碳酸酐酶在工業(yè)化應(yīng)用中，可進行批次使用，一方面，降低了酶的 使用成本、避免了酶污染反應(yīng)體系，另一方面，固定化碳酸酐酶結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，耐高溫，使用壽命 高。固定化碳酸酐酶在環(huán)境保護、生物質(zhì)能源、食品儲存工業(yè)、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域都有重要應(yīng) 用。
[0004] 將固定化碳酸酐酶應(yīng)用于二氧化碳吸收塔內(nèi)，能夠加快二氧化碳的吸收速率，但 是固定化酶一般顆粒較小，反應(yīng)過程中固定化酶往往隨反應(yīng)液流走，降低其使用效率。反應(yīng) 結(jié)束后較難實現(xiàn)其與吸收塔填料的分離，增加了使用成本。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型提出一種固定化酶篩網(wǎng)反應(yīng) 器，既利于固定化酶與反應(yīng)液體、氣體的充分接觸，又可實現(xiàn)固定化酶與填料、反應(yīng)液的完 全分離實現(xiàn)回收利用的效果。
[0006] 技術(shù)方案：為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：
[0007] 一種固定化酶篩網(wǎng)反應(yīng)器，至少包括一個篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)單元，所述的篩網(wǎng)單元包括篩 網(wǎng)外周固定壁，在篩網(wǎng)外周固定壁內(nèi)設(shè)篩網(wǎng)，在固定壁頂端內(nèi)壁上設(shè)有內(nèi)螺紋，在固定壁底 端外壁上設(shè)有外螺紋；在所述的篩網(wǎng)填充固定化酶。
[0008] 所述的固定化酶篩網(wǎng)反應(yīng)器，包括2個或2個以上個篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)單元，各篩網(wǎng)單元從 上到下依次通過上一篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)單元的外螺紋與下一篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)單元的內(nèi)螺紋螺旋連接。
[0009] 所述的固定壁為不銹鋼材質(zhì)。
[0010] 所述的篩網(wǎng)為100-200目鋼絲網(wǎng)。
[0011] 在所述的上下兩層篩網(wǎng)之間填充固定化酶。
[0012] 所述的固定化酶篩網(wǎng)反應(yīng)器在氣液兩相催化反應(yīng)中應(yīng)用。
[0013] 一種應(yīng)用所述的固定化酶篩網(wǎng)反應(yīng)器捕獲CO2的方法：將N-甲基二乙醇胺溶液， 注入反應(yīng)釜儲罐內(nèi)，通過液體循環(huán)泵從頂部噴淋至反應(yīng)釜內(nèi)，反應(yīng)液從釜底部流回至儲罐 內(nèi)；將CO2氣體通入反應(yīng)釜底部，在反應(yīng)釜內(nèi)部與N-甲基二乙醇胺溶液接觸反應(yīng)，反應(yīng)1小 時；其中，在反應(yīng)釜內(nèi)部均勻分散固定化酶篩網(wǎng)反應(yīng)器，固定化酶篩網(wǎng)反應(yīng)器由4-6個篩網(wǎng) 結(jié)構(gòu)單元組成，每層固定化酶篩網(wǎng)中填有固定化碳酸酐酶。
[0014] 所述的應(yīng)用固定化酶篩網(wǎng)反應(yīng)器捕獲CO2的方法：在所述的反應(yīng)釜內(nèi)部填充直徑 5mm多孔性惰性填料，在填料之間均勻分散固定化酶篩網(wǎng)反應(yīng)器。
[0015] -種應(yīng)用所述的固定化酶篩網(wǎng)反應(yīng)器光催化CO2制備合成氣的方法：將均勻分散 有鋅粉、二氧化鈦的水溶液，通過液體循環(huán)泵從頂部噴淋至圓柱狀雙層石英反應(yīng)釜內(nèi)；將 〇) 2氣體通入反應(yīng)釜底部；通過夾套冷卻水控制反應(yīng)釜溫度為0_5°C;開1000W中壓汞燈光 照，對其進行光催化反應(yīng)；反應(yīng)氣流穩(wěn)定后，于反應(yīng)釜頂部收集氣體，并依次通過3M氫氧化 鈉堿溶液和無水氯化鈣干燥管，分別除去二氧化碳和水蒸氣，產(chǎn)物即為合成氣產(chǎn)物；其中， 在反應(yīng)釜內(nèi)部均勻分散固定化酶篩網(wǎng)反應(yīng)器，固定化酶篩網(wǎng)反應(yīng)器由3-5個篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)單元 組成，每層固定化酶篩網(wǎng)中填有固定化碳酸酐酶。
[0016] -種應(yīng)用所述的固定化酶篩網(wǎng)反應(yīng)器光催化0)2制備甲酸的方法：將溶解有二氧 化鈦的水溶液，通過液體循環(huán)泵從頂部噴淋至圓柱狀雙層石英反應(yīng)釜內(nèi)；將CO2氣體通入反 應(yīng)釜底部；開1000W中壓汞燈光照，對其進行光催化反應(yīng)4小時，制得甲酸；其中，在反應(yīng)釜 內(nèi)部均勻分散固定化酶篩網(wǎng)反應(yīng)器，固定化酶篩網(wǎng)反應(yīng)器由3-5個篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)單元組成，每 層固定化酶篩網(wǎng)中填有固定化碳酸酐酶。
[0017] 有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型基于吸收塔設(shè)計出塔內(nèi)填充固定化酶的 雙層填料篩網(wǎng)，置于吸收塔內(nèi)填料之間。密集的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)利于固定化酶與反應(yīng)液體、氣體的 充分接觸，又可實現(xiàn)固定化酶與填料、反應(yīng)液的完全分離實現(xiàn)回收利用的效果。雙層篩網(wǎng)為 可拆卸結(jié)構(gòu)，可反復(fù)填充新鮮固定化酶，具有很好的實用性。
【附圖說明】
[0018] 圖1是篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2是由2個篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)單元組合后的反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3是固定化酶篩網(wǎng)反應(yīng)器的使用狀態(tài)圖；
[0021] 圖4是實施例1的結(jié)果圖；
[0022] 圖5是實施例2的結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0024] 如圖1所示，固定化酶篩網(wǎng)反應(yīng)器，主要結(jié)構(gòu)為篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)單元，該篩網(wǎng)單元包括篩 網(wǎng)外周固定壁1和篩網(wǎng)2,固定壁1為不銹鋼材質(zhì)制成，篩網(wǎng)2為100-200目鋼絲網(wǎng)，篩網(wǎng)2 優(yōu)選安裝在固定壁1內(nèi)部居中偏下位置，這樣可以在篩網(wǎng)2上放置較多的固定化酶。在固定 壁1頂端內(nèi)壁上設(shè)有內(nèi)螺紋3,在固定壁1底端外壁上設(shè)有外螺紋4,這樣就可以確保該篩 網(wǎng)裝置可以任意多個進行安裝組合，當為2個或2個以上個篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)單元，如圖2所示，各 篩網(wǎng)單元從上到下依次通過上一篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)單元的外螺紋4與下一篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)單元的內(nèi)螺紋3 螺旋連接即可，同時在上下兩層篩網(wǎng)2之間填充固定化酶。
[0025] 如圖3所示，多層篩網(wǎng)放置于二氧化碳吸收塔中，疊加放置，每兩層篩網(wǎng)中間填充 自制固定化酶。篩網(wǎng)直徑為吸收塔內(nèi)徑，本實驗用的是10. 5cm，篩網(wǎng)高為0.5-5cm。固定化 酶為氨基樹脂共價交聯(lián)的碳酸酐酶，實驗證明該填充固定化酶的裝置能夠提高一倍二氧化 碳的捕獲速率。
[0026] 可見，本實用新型通過多層