一種利用固態(tài)生物質(zhì)發(fā)酵制備氫氣的裝置的制造方法
【專利摘要】一種利用固態(tài)生物質(zhì)發(fā)酵制備氫氣的裝置，包括發(fā)酵筒、洗氣罐、干燥管和儲氣罐，發(fā)酵筒、洗氣罐、干燥管和儲氣罐依次通過管道連接，發(fā)酵筒一端外設(shè)有驅(qū)動電機，驅(qū)動電機上設(shè)有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸伸入發(fā)酵筒，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有螺旋葉片，洗氣罐內(nèi)設(shè)有洗氣液。發(fā)酵筒上設(shè)有投料口和出料口，發(fā)酵筒外圍包裹設(shè)有蒸汽加熱夾套，發(fā)酵筒上還設(shè)有第一壓力溫度表。洗氣罐為柱體錐底罐，洗氣罐側(cè)壁上設(shè)有進液口，洗氣罐底部設(shè)有排液口。儲氣罐頂面上設(shè)有排氣口和第二壓力溫度表。通過采用上述結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了利用固態(tài)生物質(zhì)進行氫氣的制備，有效利用了農(nóng)作物或農(nóng)作物殘余物中的能量，并且提高了固態(tài)生物質(zhì)氫氣制備的效率。
【專利說明】
_種利用固態(tài)生物質(zhì)發(fā)酵制備氫氣)的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種利用固態(tài)生物質(zhì)發(fā)酵制備氫氣的裝置。【背景技術(shù)】
[0002]目前，氫氣的制備主要來自化石原料的重整轉(zhuǎn)化和水的電解。而微生物發(fā)酵制氫是在厭氧的條件下利用微生物自身的代謝而獲得氫氣的方法。微生物發(fā)酵制氫具有原料來源廣泛，在獲得氫氣的同時，還能夠處理有機廢物。同時，微生物發(fā)酵制氫的反應(yīng)條件溫和、 能耗低、清潔無污染，能夠較好地解當(dāng)今決能源與環(huán)境之間的矛盾，但目前采用微生物液態(tài)發(fā)酵制氫還存在的穩(wěn)定性和持久性問題。而固態(tài)發(fā)酵是指在有一定濕度的基質(zhì)中，利用微生物進行生物化學(xué)反應(yīng)的過程，其特點是能夠利用農(nóng)作物或農(nóng)作物殘余物作為生物基質(zhì)， 但固態(tài)發(fā)酵也存在進料、出料無法自動化、傳質(zhì)傳熱效率差等方面的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用固態(tài)生物質(zhì)發(fā)酵制備氫氣的裝置，能夠有效利用農(nóng)作物或農(nóng)作物殘余物作為生物基質(zhì)進行氫氣制備，同時提高了利用這一類固態(tài)生物質(zhì)進行氫氣制備的效率。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種利用固態(tài)生物質(zhì)發(fā)酵制備氫氣的裝置，包括發(fā)酵筒、洗氣罐、干燥管和儲氣罐，發(fā)酵筒、洗氣罐、干燥管和儲氣罐依次通過管道連接，發(fā)酵筒一端外設(shè)有驅(qū)動電機，驅(qū)動電機上設(shè)有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸伸入發(fā)酵筒，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有螺旋葉片，洗氣罐內(nèi)設(shè)有洗氣液。
[0005]優(yōu)選的方案中，所述的發(fā)酵筒上設(shè)有帶法蘭蓋的投料口和出料口，發(fā)酵筒外圍包裹設(shè)有蒸汽加熱夾套，發(fā)酵筒上還設(shè)有第一壓力溫度表。
[0006]優(yōu)選的方案中，所述的洗氣罐為柱體錐底罐，洗氣罐側(cè)壁上設(shè)有進液口，洗氣罐底部設(shè)有排液口。
[0007]優(yōu)選的方案中，所述的洗氣罐與發(fā)酵筒之間的連接管道位于洗氣罐內(nèi)的一端伸入洗氣液液面以下，洗氣罐與干燥管之間的連接管道位于洗氣罐內(nèi)的一端位于洗氣液液面以上。
[0008]優(yōu)選的方案中，所述的發(fā)酵筒與洗氣罐之間的連接管道上還設(shè)有流量計。
[0009]優(yōu)選的方案中，所述的儲氣罐頂面上設(shè)有排氣口和第二壓力溫度表，排氣口上設(shè)有閥門。
[0010]優(yōu)選的方案中，所述的出料口、進液口、排液口和干燥管兩端的管道上均設(shè)有閥門。
[0011]本新型所提供的一種利用固態(tài)生物質(zhì)發(fā)酵制備氫氣的裝置，通過采用上述結(jié)構(gòu)， 具有以下有益效果:
[0012](1)發(fā)酵筒使固態(tài)發(fā)酵物料的出料實現(xiàn)了自動化，同時也實現(xiàn)了物料滅菌、發(fā)酵、輸送一次性完成；
[0013](2)發(fā)酵筒中螺旋葉片能夠加快固態(tài)生物質(zhì)的傳熱、傳質(zhì)效率，以此提升氫氣的產(chǎn)出效率，同時螺旋葉片也更加有利于物料的推送和排放；
[0014](3)洗氣罐的能有效去除丙酸、丁酸、二氧化碳等代謝的副產(chǎn)物，有益于氫氣的純化；
[0015]采用上述結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了利用固態(tài)生物質(zhì)進行氫氣的制備，有效利用了農(nóng)作物或農(nóng)作物殘余物中的能量，并且提高了固態(tài)生物質(zhì)氫氣制備的效率，解決了現(xiàn)有技術(shù)中利用固態(tài)生物質(zhì)進行氫氣制備過程中的進料出料無法自動化、傳質(zhì)傳熱效率差等問題?！靖綀D說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:
[0017]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:發(fā)酵筒1，流量計2，洗氣罐3，干燥管4，儲氣罐5，驅(qū)動電機6，轉(zhuǎn)軸7，投料口 101，蒸汽加熱夾套102,第一壓力溫度表103,出料口 104,進液口 301，排液口 302,排氣口 501，第二壓力溫度表502,螺旋葉片701?！揪唧w實施方式】
[0019]如圖中，一種利用固態(tài)生物質(zhì)發(fā)酵制備氫氣的裝置，包括發(fā)酵筒1、洗氣罐3、干燥管4和儲氣罐5，其特征是:發(fā)酵筒1、洗氣罐3、干燥管4和儲氣罐5依次通過管道連接，發(fā)酵筒 1 一端外設(shè)有驅(qū)動電機6,驅(qū)動電機6上設(shè)有轉(zhuǎn)軸7,轉(zhuǎn)軸7伸入發(fā)酵筒1，轉(zhuǎn)軸7上設(shè)有螺旋葉片701，洗氣罐3內(nèi)設(shè)有洗氣液。
[0020]優(yōu)選的方案中，所述的發(fā)酵筒1上設(shè)有帶法蘭蓋的投料口 101和出料口 104,發(fā)酵筒 1外圍包裹設(shè)有蒸汽加熱夾套102,發(fā)酵筒1上還設(shè)有第一壓力溫度表103。
[0021]優(yōu)選的方案中，所述的洗氣罐3為柱體錐底罐，洗氣罐3側(cè)壁上設(shè)有進液口301，洗氣罐3底部設(shè)有排液口 302。
[0022]優(yōu)選的方案中，所述的洗氣罐3與發(fā)酵筒1之間的連接管道位于洗氣罐3內(nèi)的一端伸入洗氣液液面以下，洗氣罐3與干燥管4之間的連接管道位于洗氣罐3內(nèi)的一端位于洗氣液液面以上。[〇〇23]優(yōu)選的方案中，所述的發(fā)酵筒1與洗氣罐3之間的連接管道上還設(shè)有流量計2。[〇〇24]優(yōu)選的方案中，所述的儲氣罐5頂面上設(shè)有排氣口501和第二壓力溫度表502,排氣口 501上設(shè)有閥門。[〇〇25]優(yōu)選的方案中，所述的出料口 104、進液口 301、排液口 302和干燥管4兩端的管道上均設(shè)有閥門。[〇〇26]本新型的具體工作流程如下:
[0027]將拌好水的原料從發(fā)酵筒1的投料口 101投入，開啟驅(qū)動電機6,物料在螺旋葉片 701的推送下充滿發(fā)酵筒1，關(guān)閉投料口 101的法蘭蓋，開啟蒸汽加熱夾套102進行物料滅菌， 滅菌結(jié)束，當(dāng)料溫低于35 °C后，按發(fā)酵培養(yǎng)基質(zhì)量的5%從投料口 101接入丁酸梭菌菌液，在 37°C進行厭氧發(fā)酵，打開或關(guān)閉相應(yīng)的閥門，讓發(fā)酵產(chǎn)生的氣體進入盛有堿性溶液的洗氣罐3中，通過洗氣罐3氣體中的水溶性成分丙酸、丁酸、二氧化碳等溶于堿性溶液中，再通過干燥管4吸去其中的水分，發(fā)酵制備的氫氣即可進入儲氣罐5中存儲，發(fā)酵結(jié)束后開啟排料口 104處的閥門將發(fā)酵醪液排出發(fā)酵筒1外。
[0028]該裝置較好地解決了利用固態(tài)生物質(zhì)發(fā)酵制備氫氣的需要，使固態(tài)生物質(zhì)在厭氧微生物的發(fā)酵作用下制備氫氣成為可能，該裝置適用于厭氧固態(tài)微生物發(fā)酵制備氫氣的操作，具有結(jié)構(gòu)合理、操作方便、安全環(huán)保的特點。
【主權(quán)項】
1.一種利用固態(tài)生物質(zhì)發(fā)酵制備氫氣的裝置，包括發(fā)酵筒(1)、洗氣罐(3)、干燥管(4) 和儲氣罐(5)，其特征是:發(fā)酵筒(1)、洗氣罐(3)、干燥管(4)和儲氣罐(5)依次通過管道連 接，發(fā)酵筒(1) 一端外設(shè)有驅(qū)動電機(6)，驅(qū)動電機(6)上設(shè)有轉(zhuǎn)軸(7)，轉(zhuǎn)軸(7)伸入發(fā)酵筒 (1)，轉(zhuǎn)軸(7)上設(shè)有螺旋葉片(701)，洗氣罐(3)內(nèi)設(shè)有洗氣液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用生物質(zhì)連續(xù)發(fā)酵制備氫氣的裝置，其特征在于:所述 的發(fā)酵筒(1)上設(shè)有帶法蘭蓋的投料口( 1 〇 1)和出料口( 104)，發(fā)酵筒(1)外圍包裹設(shè)有蒸汽 加熱夾套(102)，發(fā)酵筒(1)上還設(shè)有第一壓力溫度表(103)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用生物質(zhì)連續(xù)發(fā)酵制備氫氣的裝置，其特征在于:所述 的洗氣罐(3)為柱體錐底罐，洗氣罐(3)側(cè)壁上設(shè)有進液口(301)，洗氣罐(3)底部設(shè)有排液 口(302)〇4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用生物質(zhì)連續(xù)發(fā)酵制備氫氣的裝置，其特征在于:所述 的洗氣罐(3)與發(fā)酵筒(1)之間的連接管道位于洗氣罐(3)內(nèi)的一端伸入洗氣液液面以下， 洗氣罐(3)與干燥管(4)之間的連接管道位于洗氣罐(3)內(nèi)的一端位于洗氣液液面以上。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種利用生物質(zhì)連續(xù)發(fā)酵制備氫氣的裝置，其特征在于: 所述的發(fā)酵筒(1)與洗氣罐(3)之間的連接管道上還設(shè)有流量計(2)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用生物質(zhì)連續(xù)發(fā)酵制備氫氣的裝置，其特征在于:所述 的儲氣罐(5)頂面上設(shè)有排氣口(501)和第二壓力溫度表(502)，排氣口(501)上設(shè)有閥門。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用生物質(zhì)連續(xù)發(fā)酵制備氫氣的裝置，其特征在于:所述 的出料口( 104)、進液口(301 )、排液口(302)和干燥管(4)兩端的管道上均設(shè)有閥門。
【文檔編號】C12R1/145GK205590697SQ201620385665
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】熊澤, 陳菽, 邵偉
【申請人】三峽大學(xué)