[發明專利]一種電動力遷移回收食品發酵過程產二氧化碳的裝置與方法

有效

• 申請號: 201310120947.1
• 申請日: 2013-04-09
• 公開（公告）號: CN103170227A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 吳祖成;廖文;任瓊
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/96;B01D53/62;B01D53/32
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

1.一種電動力遷移回收食品發酵過程產二氧化碳的裝置，其特征在于包括發酵液罐（1）、初步凈化裝置（2）、在線監控器（3）、電動回收二氧化碳裝置（4）、壓力計（5）、二氧化碳回收罐（6）、陰極液罐（14）、陽極液罐（15）、控制閥門（16）、噴淋頭（17）；電動回收二氧化碳裝置（4）包括陽極板（7）、陰極板（8）、電源（9）、陰離子交換膜（10）、惰性填充物（11）、陽極室（12）、陰極室（13），電動回收二氧化碳裝置（4）本體用陰離子交換膜（10）分隔成陽極室（12）、陰極室（13），陽極室（12）和陰極室（13）內填充有惰性填充物（11），陽極室（12）內設有陽極板（7），陽極板（7）與直流電源（9）正極相連，陰極室（13）內設有陰極板（8），陰極板（8）與直流電源（9）負極相連，發酵液罐（1）經初步凈化裝置（2）及在線監控器（3）與電動回收二氧化碳裝置（4）的陰極室（13）相連，陰極室（13）頂端經在線檢測器（3）、分別經控制閥門（16）與第一出氣口、第二出氣口相連，第一出氣口與陰極液罐（14）底部氣體入口相連，陽極室（12）下部液體出口經在線監控器（3）、陽極液罐（15）、控制閥門（16）與陽極室（12）內的噴淋頭（17）相連，陰極室（13）下部液體出口經在線監控器（3）、陰極液罐（14）、控制閥門（16）與陰極室（13）內的噴淋頭（17）相連，陽極室（12）頂部氣體出口經壓力控制儀（5）與二氧化碳回收罐（6）相連。

2.根據權利要求1所述的一種電動力遷移回收食品發酵過程產二氧化碳的裝置，其特征在于所述的惰性填充物（11）為凸凹溝槽開孔瓷球、活性瓷球、開孔瓷球、微孔瓷球、蓄熱瓷球、研磨瓷球、三形多孔瓷質、樹脂填料中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的一種電動力遷移回收食品發酵過程產二氧化碳的裝置，其特征在于所述的陽極板（7）和陽極板（8）的材料為石墨、活性炭纖維氈、活性炭纖維布、導電金屬或導電金屬氧化物。

4.根據權利要求3所述的一種電動力遷移回收食品發酵過程產二氧化碳的裝置，其特征在于所述的導電金屬或導電金屬氧化物表面涂敷有PbO₂、RuO₂、IrO₂、TiO₂、MnO₂中至少一種。

5.一種使用如權利要求1所述裝置的電動力遷移回收食品發酵過程產二氧化碳的方法，其特征在于電動回收二氧化碳裝置（4）在20V以上產生直流電，促使陽極室（12）內產生大量H⁺，形成酸性氛圍，pH≤1.0，陰極室（13）產生大量OH^-，形成堿性氛圍，pH≥13.0；發酵液罐（1）中的發酵液在初步凈化裝置（2）中將含雜質的溶液與含有大量二氧化碳的泡沫分離，泡沫在吹氣狀態下經在線監控器（3）進入電動回收二氧化碳裝置（4），而二氧化碳在水中的存在狀態與酸堿度存在的關系為：當pH>7.8時，以HCO₃^-+CO₃^2-為主，當pH<6.0時，以CO₂氣體形式釋放；在陰極室（13）強堿性氛圍中，存在大量的陰離子HCO₃^-和CO₃^2-，在電場的作用下遷移，經過陰離子交換膜（10）進入陽極室（12），并生成純凈的CO₂氣體，生成的CO₂氣體進入二氧化碳回收罐（6），獲得純度近似99.8%純度的CO₂氣體，作為產品回用，進入陰極室（13）經過處理的二氧化碳廢氣經在線監控器（3）檢測后，達標氣體通過第二氣體出口排放，未達標的氣體通過第一氣體出口重新回到陰極液罐（14）進行吸收；陰極液罐（14）和陽極液罐（15）內的初始儲液為含NaCl、Na₂SO₄、Na₃PO₄、Na₂HPO₄、NaNO₃中至少一種的含鹽水，含鹽量為0.01%~10%，進行間歇或連續噴淋進入電動回收二氧化碳裝置（4），在電動廢氣處理裝置中不斷產生的陰極液和陽極液被引出，分別進入陰極液罐（14）、陽極液罐（15），形成堿性吸收液和酸性二氧化碳再生液。