本实用新型涉及一种内循环式生物法固定丁醇发酵尾气中CO2的反应器，属于生物工程技术领域。包括：水解罐，用于对植物纤维进行水解处理；厌氧发酵罐，用于对水解罐中得到的水解液进行发酵法制丁醇；罐体，在所述的罐体中设有中空纤维膜组件，所述的中空纤维膜组件中的膜丝内管连接于厌氧发酵罐的顶部；二氧化碳固定化反应器，用于采用藻类对CO2进行固定；陶瓷膜组件，连接于二氧化碳固定化反应器，用于对二氧化碳固定化反应器中的反应液进行过滤。本实用新型提供的反应器可以连续地通过生物法固定丁醇发酵过程中产生的二氧化碳，藻类生长利用度高，并且可以实现二氧化碳固定后的藻类的再利用。