本发明涉及一种循环密封加氢生物反应器，包括主反应器、氢回收装置和外部配氢系统，主反应器包括反应罐体，反应罐体底部设有布氢器，布氢器上方依次设有气液收集罩和气液上升管，气液收集罩与气液上升管相连，氢回收装置包括气液分离器，气液分离器位于反应罐体顶部上方，气液上升管与气液分离器相连，气液分离器下部装有料液回流管，料液回流管穿过反应罐体顶部并延伸至反应罐体内液位线以下位置，气液分离器上部装有氢气回收管，外部配氢系统分别与布氢器和氢气回收管相连。本发明可向正在产气的厌氧发酵反应罐体内连续不断通入氢气的同时，有效避免未溶解逸出氢与反应罐体内产生沼气混合，实现余氢回收及循环利用，提高氢的有效利用率。