[發(fā)明專利]一種生物制氫裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410632836.3
• 申請日: 2014-11-11
• 公開（公告）號: CN104388305A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章細(xì)華;馬曉波;張建;母凌燕
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市格瑞斯特環(huán)保技術(shù)有限公司
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;C12M1/38;C12M1/36;C12M1/34;C12M1/02
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 馮劍明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物發(fā)酵制氫技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種生物制氫裝置。

背景技術(shù)

能源是人類社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)資源。經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人口的快速增長以及生活水平的不斷提高，導(dǎo)致能源需求迅速攀升。氫能作為理想的替代能源，在清潔能源生產(chǎn)、資源再生、環(huán)境保護(hù)的領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的市場潛力。

發(fā)酵法生物制氫技術(shù)是能源和環(huán)保領(lǐng)域新興的高新技術(shù)，其利用廢棄生物質(zhì)為原料，通過微生物發(fā)酵作用生產(chǎn)清潔的可再生能源氫氣，集可再生能源生產(chǎn)、廢物處理、二氧化碳減排和環(huán)保于一身，對于國家能源安全保障，節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)都具有重要戰(zhàn)略意義，世界眾多國家，尤其是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家都投入了大量人力物力進(jìn)行大力研發(fā)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)在發(fā)酵法生物制氫技術(shù)研發(fā)方面處于國際領(lǐng)先地位，發(fā)明了以活性污泥為氫氣生產(chǎn)者的有機(jī)廢水發(fā)酵法生物制氫技術(shù)，率先完成了世界首例發(fā)酵法生物制氫中試研究，并與2005年成功進(jìn)行了示范工程研究，引領(lǐng)了該研究方向的世界潮流。

目前，在生物制氫設(shè)備方面很少有專門針對廢棄物如生活垃圾、剩余活性污泥、農(nóng)林廢棄物或高濃度有機(jī)廢水等進(jìn)行處理的生物制氫成套設(shè)備，現(xiàn)有的生物制氫設(shè)備即使可以用于處理廢棄物，但往往存在制氫效率低下的問題，其制氫時，先用粉碎機(jī)將生活垃圾有機(jī)物、剩余活性污泥、農(nóng)林廢棄物或高濃度有機(jī)廢水等底物粉碎，接著將粉碎后的底物加入發(fā)酵罐中，同時在發(fā)酵罐中加入發(fā)酵菌所必須的調(diào)和底物如碳源、氮源、生長因子，其通常為粘稠狀或液體狀，然后利用發(fā)酵罐中設(shè)置的攪拌器將這些調(diào)和底物和粉碎底物攪拌混合以助于發(fā)酵，但該裝置存在如下缺陷：制氫時間長，調(diào)和底物和粉碎底物的混合效果差，發(fā)酵效果差，甚至還會出現(xiàn)攪拌裝置攪拌不動的情況。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種制氫時間短、發(fā)酵效果佳的生物制氫裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種生物制氫裝置，包括：

用于將粉碎底物粉碎的粉碎機(jī)，包括帶內(nèi)腔的機(jī)殼，內(nèi)腔內(nèi)設(shè)有粉碎裝置，所述內(nèi)腔通過隔板分為粉碎腔和調(diào)和腔，隔板上開設(shè)有若干連通粉碎腔和調(diào)和腔的連通孔，所述粉碎裝置位于粉碎腔內(nèi)，所述粉碎腔和調(diào)和腔的上端分別設(shè)有粉碎底物入料口和調(diào)和底物入料口，粉碎腔的下端設(shè)有帶閥門的混合底物出口；

用于對混合底物進(jìn)行發(fā)酵的發(fā)酵罐，所述發(fā)酵罐與粉碎機(jī)連接；及

用于收集發(fā)酵罐產(chǎn)生的氣體并分離出目標(biāo)氣體的洗氣裝置，所述洗氣裝置與發(fā)酵罐連接，洗氣裝置包括至少一個洗氣罐，各洗氣罐依次連接。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述粉碎裝置包括轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子和隔板相對設(shè)置且相向側(cè)面設(shè)有絞碎桿，轉(zhuǎn)子和隔板的絞碎桿相互交錯。

進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)子的絞碎桿沿同心圓圓周方向布置。

進(jìn)一步，所述隔板的絞碎桿沿同心圓圓周方向布置。

進(jìn)一步，所述連通孔沿同心圓圓周方向布置。

進(jìn)一步，所述發(fā)酵罐包括罐體，罐體上端設(shè)置有與混合底物出口連通的進(jìn)料口，罐體下端設(shè)置有排出口，罐體的側(cè)面設(shè)置有與罐體內(nèi)部連通的酸液管道、堿液管道和緩沖液管道，酸液管道、堿液管道和緩沖液管道上均設(shè)置有PH控制閥，罐體內(nèi)設(shè)置有PH傳感器，還包括控制器，控制器的輸入端與PH傳感器電連接，控制器的輸出端與三個PH控制閥電連接。

進(jìn)一步，所述罐體外側(cè)設(shè)有液體腔，液體腔的上、下端分別設(shè)有循環(huán)出口和循環(huán)入口，循環(huán)入口通過管道連接有循環(huán)泵，循環(huán)泵另一端與循環(huán)出口之間并聯(lián)連接有小循環(huán)管道和恒溫控制裝置，循環(huán)泵和循環(huán)出口之間設(shè)置有用于在小循環(huán)管道和恒溫控制裝置所在支路之間切換的切換閥，所述罐體內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，所述控制器的輸入端與溫度傳感器電連接，控制器的輸出端與切換閥、循環(huán)泵、恒溫控制裝置電連接。

進(jìn)一步，所述恒溫控制裝置包括并聯(lián)連接的加熱支路和冷凝支路，所述加熱支路和冷凝支路上分別設(shè)有與控制器的輸出端電連接的加熱系統(tǒng)和冷凝系統(tǒng)，所述切換閥包括設(shè)于小循環(huán)管道所在支路上的第一冷卻控制閥，設(shè)于加熱系統(tǒng)兩端并位于加熱支路上的加熱控制閥，及設(shè)于冷凝系統(tǒng)兩端并位于冷凝支路上的第二冷卻控制閥。

進(jìn)一步，所述罐體內(nèi)還設(shè)置有帶攪拌扇葉的攪拌軸。

進(jìn)一步，所述洗氣罐設(shè)有進(jìn)氣管和出氣管，所述進(jìn)氣管伸入洗氣罐的底端，所述出氣管伸入洗氣罐的上端。