[發明專利]基于碳減排CO2

在審

• 申請號: 202111509864.2
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114196534A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 王麗;王文雷;周德勝;李瑾;李錦時
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C12M1/42
• 分類號: C12M1/42;C12M1/107;C12M1/04;C12M1/00;C12P5/02;C02F3/00;C02F3/34;B01D53/84;B01D53/62;C02F101/16;C02F101/30
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

1.一種基于碳減排CO₂生物合成甲烷的裝置，包括生物濾池主體，所述生物濾池主體為環形池體，所述環形池體的外層池體為清水池；其特征在于：所述基于碳減排CO₂生物合成甲烷的裝置還包括進水單元及排氣排水單元；所述排氣排水單元包括單向排水管(3-1)、單向閥一(3-2)、排氣煙道(3-3)及處理水排水管(3-4)；所述進水單元包括進水管路(1-1)；

所述環形池體的內層池體內由下至上依次設置有生物陽極(2-1)、多孔基質(2-2)及生物陰極(2-4)，由所述內層池體、生物陽極(2-1)、多孔基質(2-2)及生物陰極(2-4)組合構成生物電解池濾池，所述生物陽極(2-1)和生物陰極(2-4)分別通過銅導線(2-3)與外電路連接；

所述單向排水管(3-1)固定穿出生物電解池濾池側壁的上部，所述生物電解池濾池通過單向排水管(3-1)與清水池相通，單向排水管(3-1)將生物電解池濾池中的處理水排入清水池，單向排水管(3-1)上裝有單向閥一(3-2)，所述處理水排水管(3-4)固定穿出清水池側壁的上部，生物電解池濾池的上方與排氣煙道(3-3)連通；所述進水管路(1-1)的一端穿過清水池及生物電解池濾池側壁與生物陽極(2-1)的下方區域相通；生物電解池濾池側壁上設有與生物陰極(2-4)相通的煙氣進口(2-10)。

2.根據權利要求1所述的基于碳減排CO₂生物合成甲烷的裝置，其特征在于：所述單向排水管(3-1)的高度低于處理水排水管(3-4)的高度。

3.根據權利要求1所述的基于碳減排CO₂生物合成甲烷的裝置，其特征在于：所述生物陰極(2-4)包括多個鎳管電極(2-5)、多個曝氣孔管(2-6)及石墨氈(2-7)；所述多個鎳管電極(2-5)水平設置且連通組成鎳管電極管板，所述鎳管電極管板上陣列排布有多個曝氣孔管(2-6)，所述多個曝氣孔管(2-6)均為鎳管，多個曝氣孔管(2-6)與鎳管電極(2-5)連通，且多個曝氣孔管(2-6)上側向上延伸，下側向下延伸，由多個鎳管電極(2-5)及多個曝氣孔管(2-6)組合構成鎳管電極體，所述鎳管電極體外表面修飾ZnO和Fe₃O₄，鎳管電極體包裹于石墨氈(2-7)中，且多個曝氣孔管(2-6)刺入石墨氈(2-7)中。

4.根據權利要求3所述的基于碳減排CO₂生物合成甲烷的裝置，其特征在于：所述鎳管電極(2-5)的內徑為32mm；所述生物陰極(2-4)的厚度為300mm；所述曝氣孔管(2-6)的內徑為10mm。

5.根據權利要求3所述的基于碳減排CO₂生物合成甲烷的裝置，其特征在于：所述曝氣孔管(2-6)的多個曝氣孔交錯布置。

6.根據權利要求1所述的基于碳減排CO₂生物合成甲烷的裝置，其特征在于：所述生物陽極(2-1)由具有導電性能的模塊化多孔填料制成，生物陽極(2-1)的厚度為0.1m。

7.根據權利要求1所述的基于碳減排CO₂生物合成甲烷的裝置，其特征在于：所述進水單元還包括泵一(1-2)及閥門(1-3)；所述泵一(1-2)及閥門(1-3)均安裝在進水管路(1-1)上。

8.根據權利要求3所述的基于碳減排CO₂生物合成甲烷的裝置，其特征在于：所述鎳管電極(2-5)上安裝有泵二(2-8)及單向閥二(2-9)。