[實用新型]用于生物制氫過程含氣高粘度液體的氣液分離裝置

有效

• 申請號: 201822073590.7
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN209456108U
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 張川;王保文;趙冰超;徐維暉;何小可;馬帥帥;王貴紅
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: C02F1/20
• 分類號: C02F1/20
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 王曉麗

一種用于生物制氫過程含氣高粘度液體的氣液分離裝置，包括容器，容器由相互聯通的上部的氣液分離區和下部的液相收集區構成，在氣液分離區上部聯通有進液口，進液口與氣液分離區內布設的布液管連通，在布液管底部設置有出液孔，在布液管下面的氣液分離區內至少設置一排液膜破碎管，每排液膜破碎管至少平行設置兩根液膜破碎管，相鄰排液膜破碎管交錯排列，在氣液分離區頂部設置連接管，液相收集區底部設置有出液口，在容器下部設置有惰性氣體聯通管，惰性氣體聯通管伸入到液相收集區內。本實用新型有以下技術效果：本實用新型通過布液管將含氣高粘度液體分布到布液管上進行破碎使氫氣從液體中充分分離出來，同時在惰性氣體排氣孔的鼓泡作用下上升，從而促進氫氣快速充分地從液相中向上排出。

技術領域

本實用新型屬于生物制氫技術領域，具體地說涉及一種生物制氫過程中含氣高粘度液體的氣液分離設備。

背景技術

生物制氫是微生物利用有機底物通過發酵方式實現的氫能生產的過程。在該過程中有機底物和多中間的代謝產物會同時存在于液相環境中。

通常存在且不限于以下有機的碳源和氮源成分。它們在20℃的粘度參考值如下（單位：10-3pa·s）：

葡萄糖:4300-8600（依濃度不同而變） 甘油：1500 乳酸：5-60 乙酸：2.9

丁酸：2.8 蘋果酸：6.5 乙醇：4.1 甲酸：7.3 水：1.0

由此可見，這些有機成分的粘度均大于純水的粘度。因為液相中含有的多種有機成分，使得分子間的氫鍵增加，因此增大了分子間的作用力。而粘度的定義為：相距單位距離的兩液層，使單位面積的液層維持單位速度差所需的切力。因此，分子間作用力的增大導致液相的粘度較純水明顯增加。

氫氣產生于液相，且需要從液相析出以便收集。從力學原理來分析，要使氫氣從液相析出，必須使氫氣氣泡在上浮過程中克服重力和氣液相界面的阻力。而液相粘度的增加使氫氣上浮過程中的阻力明顯增加。氫氣的析出因此更加困難。

由于在生物制氫的過程中，液相環境中同時存在著:微生物、有機底物、微小的氫氣氣泡等多種成分，液相的粘度往往大大高于同溫同壓下的水的粘度，使得所產生的微小氫氣氣泡難以快速和徹底的從液相分離。

發明內容

本實用新型提供一種用于生物制氫過程含氣高粘度液體的氣液分離裝置，能夠快速充分地將生物制氫過程中產生的含氣高粘度液體進行氣液分離。

本實用新型的目的是以下述方式實現的：

一種用于生物制氫過程含氣高粘度液體的氣液分離裝置，包括容器，容器由相互聯通的上部的氣液分離區和下部的液相收集區構成，在氣液分離區上部聯通有進液口，進液口與氣液分離區內布設的布液管連通，在布液管底部設置有出液孔，在布液管下面的氣液分離區內至少設置一排液膜破碎管，每排液膜破碎管至少平行設置兩根液膜破碎管，相鄰排液膜破碎管交錯排列，在氣液分離區頂部設置連接管，液相收集區底部設置有出液口，在容器下部設置有惰性氣體聯通管，惰性氣體聯通管伸入到液相收集區內。

上述用于生物制氫過程含氣高粘度液體的氣液分離裝置，在氣液分離區頂部設置有氣相收集區，連接管伸入至氣相收集區的上半部分內，在氣相收集區的頂部設置有氫氣排出口。

上述用于生物制氫過程含氣高粘度液體的氣液分離裝置，伸入到液相收集區的惰性氣體聯通管上設置有向上的排氣孔。

上述用于生物制氫過程含氣高粘度液體的氣液分離裝置，所述排氣孔至少為兩個，且均勻布在伸入到液相收集區的惰性氣體聯通管上。

上述用于生物制氫過程含氣高粘度液體的氣液分離裝置，在液相收集區的底部設置有儲液井，出液口設置有儲液井的底部。