[發(fā)明專利]一種從頭發(fā)中萃取高純度甲烷氣體的裝置和方法

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• 申請日: 2022-07-12
• 公開（公告）號: CN115109685A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張延伸
• 申請（專利權(quán)）人: 生命珍寶有限公司
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;C12M1/00;C12P5/02
• 代理公司: 杭州麥知專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33397
• 代理人: 李兵

1.一種從頭發(fā)中萃取高純度甲烷氣體的裝置，其特征在于，其包括：

發(fā)酵罐(1)，所述發(fā)酵罐(1)頂面固定安裝有驅(qū)動電機(jī)(2)，所述驅(qū)動電機(jī)(2)的輸出軸上焊接固定有偏心輪(3)，所述偏心輪(3)外側(cè)面與垂直框(4)內(nèi)壁貼合，所述垂直框(4)外壁底部與底彈簧伸縮桿(5)頂端連接固定，所述底彈簧伸縮桿(5)底端固定安裝在發(fā)酵罐(1)頂面上；

頂基板(6)，所述頂基板(6)固定安裝在垂直框(4)頂部，所述垂直框(4)底部固定安裝有連接桿(7)，所述連接桿(7)貫穿限位套筒(8)中心，所述限位套筒(8)貫穿固定在發(fā)酵罐(1)頂部，所述限位套筒(8)頂面粘貼固定有內(nèi)密封墊(9)，所述限位套筒(8)外壁頂部與外連接套筒(10)內(nèi)壁底部連接，所述外連接套筒(10)內(nèi)壁頂部與連接桿(7)外壁連接，所述連接桿(7)底端固定安裝有底安裝環(huán)(11)，且底安裝環(huán)(11)底面固定安裝有底棒(12)，并且底棒(12)上固定安裝有攪動板(13)；

第一排氣管(14)，所述第一排氣管(14)一端固定安裝在發(fā)酵罐(1)頂面，所述第一排氣管(14)另一端與除雜罐(15)頂端一側(cè)連接固定，所述除雜罐(15)側(cè)壁頂部固定安裝有加料管(16)，所述第一排氣管(14)另一端底部貫穿分散網(wǎng)(17)，所述分散網(wǎng)(17)固定安裝在除雜罐(15)內(nèi)壁上，所述除雜罐(15)頂端另一側(cè)固定安裝有第二排氣管(18)，所述除雜罐(15)上安裝有干燥機(jī)構(gòu)(19)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從頭發(fā)中萃取高純度甲烷氣體的裝置，其特征在于：所述連接桿(7)關(guān)于垂直框(4)中心所在垂面對稱分布，且垂直框(4)關(guān)于頂基板(6)對稱分布。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從頭發(fā)中萃取高純度甲烷氣體的裝置，其特征在于：所述連接桿(7)與限位套筒(8)為滑動連接，且連接桿(7)和限位套筒(8)均與外連接套筒(10)為螺紋連接，并且外連接套筒(10)頂部內(nèi)徑小于底部內(nèi)徑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從頭發(fā)中萃取高純度甲烷氣體的裝置，其特征在于：所述底棒(12)兩側(cè)對稱分布有攪動板(13)，且攪動板(13)為垂直等間距分布，且攪動板(13)關(guān)于底安裝環(huán)(11)中心等角度分布。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從頭發(fā)中萃取高純度甲烷氣體的裝置，其特征在于：所述第一排氣管(14)位于除雜罐(15)內(nèi)的底端低于第二排氣管(18)位于除雜罐(15)內(nèi)的底端，且第一排氣管(14)底部與分散網(wǎng)(17)為垂直分布。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從頭發(fā)中萃取高純度甲烷氣體的裝置，其特征在于：所述分散網(wǎng)(17)由細(xì)密PVC線交錯制成，且分散網(wǎng)(17)為垂直等間距分布，并且分散網(wǎng)(17)的網(wǎng)孔直徑由下至上依次減小。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從頭發(fā)中萃取高純度甲烷氣體的裝置，其特征在于：所述干燥機(jī)構(gòu)(19)包括干燥筒(1901)、硅膠干燥劑(1902)和限位網(wǎng)(1903)，且干燥筒(1901)與第一排氣管(14)為螺紋連接，并且干燥筒(1901)內(nèi)填充有硅膠干燥劑(1902)，所述硅膠干燥劑(1902)兩側(cè)設(shè)置有限位網(wǎng)(1903)，且限位網(wǎng)(1903)固定安裝在干燥筒(1901)內(nèi)壁上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從頭發(fā)中萃取高純度甲烷氣體的裝置涉及的一種從頭發(fā)中萃取高純度甲烷氣體方法，其特征在于：所述該從頭發(fā)中萃取高純度甲烷氣體方法的步驟為：

一、頭發(fā)準(zhǔn)備和處理

將批量收集的頭發(fā)原料清洗干凈后撈出瀝干，置于細(xì)密紗布上，使用消毒液噴灑，再使用高溫蒸汽噴灑消毒，最后置于陽光下暴曬，暴曬完成后，收集密封存儲。

二、發(fā)酵

密封存儲的頭發(fā)原料取出，使用前，進(jìn)行一次烘烤干燥，隨后將頭發(fā)原料通過發(fā)酵罐(1)頂部安裝的添加管加入發(fā)酵罐(1)中，并向發(fā)酵罐(1)中加入生物質(zhì)發(fā)酵使用的添加劑和適量的水，將添加管密封，靜置發(fā)酵；

每隔一段時間將外連接套筒(10)上旋與限位套筒(8)頂部完全分離，并為驅(qū)動電機(jī)(2)供電，驅(qū)動電機(jī)(2)通過輸出軸帶動偏心輪(3)勻速單向旋轉(zhuǎn)，偏心輪(3)在旋轉(zhuǎn)時擠壓推動垂直框(4)帶著頂基板(6)和連接桿(7)進(jìn)行先上后下的垂直往復(fù)移動，連接桿(7)沿著限位套筒(8)進(jìn)行穩(wěn)定滑動位移，并帶動底安裝環(huán)(11)、底棒(12)和攪動板(13)進(jìn)行同步的垂直往復(fù)移動，攪動板(13)對發(fā)酵罐(1)內(nèi)發(fā)酵中的頭發(fā)進(jìn)行垂直攪動，便于發(fā)酵產(chǎn)生的氣體排出，促進(jìn)發(fā)酵。

三、萃取除雜

在發(fā)酵過程中，通過加料管(16)向除雜罐(15)內(nèi)加入除雜用的堿液，如NaOH溶液，至堿液沒過最頂部的分散網(wǎng)(17)，打開第一排氣管(14)上的閥門，將發(fā)酵罐(1)內(nèi)產(chǎn)生的混合氣體導(dǎo)入除雜罐(15)內(nèi)的堿液中，混合氣體氣泡從第一排氣管(14)底端排出至堿液中，并在堿液中上浮，混合氣體氣泡穿過孔徑依次減小的分散網(wǎng)(17)，被分割成細(xì)小氣泡，氣泡中除了甲烷外，含量最多的二氧化碳被堿液吸收，產(chǎn)生的固態(tài)雜質(zhì)下沉聚集在除雜罐(15)底部，定時打開除雜罐(15)底部的管道閥門，將沉淀雜質(zhì)排出并通過加料管(16)向除雜罐(15)內(nèi)補充堿液，由于發(fā)酵罐(1)內(nèi)排出的混合氣體含有50％-80％甲烷、20％-40％二氧化碳、0％-5％氮氣、小于1％的氫氣、小于0.4％的氧氣與0.1％-3％硫化氫，氮氣、氫氣、氧氣和硫化氫的含量過少，可以不同去除，在去除二氧化碳后，氣泡上浮出堿液，并進(jìn)入干燥機(jī)構(gòu)(19)，吸收水分，將從干燥機(jī)構(gòu)(19)排出的氣體收集，得到高純的甲烷氣體。