专利名称：生物发酵制氢装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于生物发酵制氢装置。
目前，氢气是一种在化学工业，航空航天工业，交通运输等领域广泛应用的清洁能源，生物制氢是一种无污染且经济有效的好方法，但缺少相应的产氢效率高，生产成本低廉的装置来实现。
本实用新型的目的是提供一种一体化生物发酵制氢装置，生物制氢发酵液通过生物发酵制氢装置能够使含有糖类、蛋白质等的粮食，变质、劣质废粮及粮食加工废料或含有这些物质的有机废水通过发酵液的作用产生清洁能源氢气。既可控制环境污染，又可变废为宝，结构简单，产氢效率高，质量好，生产成本低廉。
本实用新型的目的是通过如下方式实现的该装置包括生物发酵反应器(1)，反应原料池(2)，发酵液收集池(3)，水上置换法收集气体装置(4)，气体分离装置(5)，气液分离装置(6)，气泵(7)，液泵(8)，生物发酵反应气体取样管(9)，搅拌器(10)和生物发酵反应液取样管(11)，上述装置均安装在支架(12)上，其中反应原料池(2)和发酵液收集池(3)安装在支架(12)的底部，生物发酵反应器(1)为圆筒状，在其下侧部、顶部分别固定有取样管，上部固定有一个反应原料进物导流管，通过液泵连接反应原料池(2)，生物发酵反应器(1)上部固定有一个搅拌装置，搅拌装置由电机、轴封、竖杆、叶轮组成，竖杆的上端与电机轴相连，轴封、电机都固定在上盖上，竖杆穿过轴封和上盖伸到发酵反应器的下面，竖杆的下端固定着叶轮，另外，生物发酵反应器(1)与气液分离装置(6)之间带有一个气管和虹吸管，气管上带有气泵(7)，气液分离装置(6)底部与发酵液收集池(3)相连，气液分离装置(6)顶部通过导气管连接水上置换法收集气体装置(4)和气体分离装置(5)。
工作原理如下反应原料通过液泵从发酵反应器顶部的进物导流管连续地流入发酵反应器中进行生物发酵制氢反应，发酵反应器内装有一搅拌器，使发酵反应器中的物质完全混合，发酵产物通过气泵的作用，利用虹吸现象，吸入气液分离装置中进行分离，发酵液通过重力的作用，流入发酵液收集池中，发酵产物气体中的一部分，通过气泵返回到发酵反应器中，起到相当于搅拌器的作用，使发酵反应器中的物质完全混合，另一部分气体通过水上置换法收集，然后通过气体分离装置将H2、CO2分离。
本实用新型与现有技术相比优点是结构简单，制氢效果好，成本低，在无氧条件下，利用生物发酵制氢装置，使含有糖类、蛋白质等的粮食，变质、劣质废粮及粮食加工废料或含有这些物质的有机废水通过发酵液的作用产生有机酸、H2、CO2。H2、CO2通过水上置换法收集，通过气体分离装置分离。能够使含有糖类、蛋白质等的粮食，变质、劣质废粮及粮食加工废料或含有这些物质的有机废水通过发酵液的作用产生含氢的发酵气体。该发酵气体通过水上置换法收集，通过气体分离装置分离，最终可得到99．5％的纯氢气。
本实用新型装置可根据反应温度、反应原料的不同，通过液泵调节氢气发酵液浓度，并与后续设备组合灵活，使整体最优化。该装置的小型一体化使其能够节能，减少占地面积，降低了造价和运行费用。
本实用新型装置使生物保有量高，抗冲击负荷能力强，运行管理简单，易于维护，可靠、稳定。该装置适用于含有糖类、蛋白质等的粮食，变质、劣质废粮及粮食加工废料或含有这些物质的有机废水的生物发酵制氢。
以下通过附图和实施例对本实用新型装置加以说明。
图1是本实用新型的主视图。
在
图1中所示发酵反应器(1)，反应原料池(2)，发酵液收集池(3)，水上置换法收集气体装置(4)，气体分离装置(5)，气液分离装置(6)，气泵(7)，液泵(8)，生物发酵反应气体取样管(9)，搅拌器(10)和生物发酵反应液取样管(11)和支架(12)。
该装置包括生物发酵反应器(1)，反应原料池(2)，发酵液收集池(3)，水上置换法收集气体装置(4)，气体分离装置(5)，气液分离装置(6)，气泵(7)，液泵(8)，生物发酵反应气体取样管(9)，搅拌器(10)和生物发酵反应液取样管(11)，上述装置均安装在支架(12)上，其中反应原料池(2)和发酵液收集池(3)安装在支架(12)的底部，生物发酵反应器(1)为圆筒状，在其下侧部、顶部分别固定有取样管，上部固定有一个反应原料进物导流管，通过液泵连接反应原料池(2)，生物发酵反应器(1)上部固定有一个搅拌装置，搅拌装置由电机、轴封、竖杆、叶轮组成。
实施例1将生物制氢发酵液1000毫升，在无氧的条件下，移入如图所示的生物发酵制氢反应器(有效容积为1000毫升)中进行生物发酵制氢反应，反应原料10克／升的葡萄糖(购于北京化工厂)液以1升／天的反应速度流入反应器进行生物发酵制氢反应，反应温度为25℃，这样，就可以连续地产生氢气，并且10克／升葡萄糖液全部分解，分解产物为乙酸(0．18克／克-葡萄糖)，丁酸(0．36克／克-葡萄糖)，H2(0．21升／克-葡萄糖)，CO2(0．29升／克-葡萄糖)。
实施例2将生物制氢发酵液1000毫升，在无氧的条件下，移入如图所示的生物发酵制氢反应器(有效容积为1000毫升)中进行生物发酵制氢反应，反应原料10克／升的葡萄糖(购于北京化工厂)液以4升／天的反应速度流入反应器进行生物发酵制氢反应，反应温度为35℃，这样，就可以连续地产生氢气，并且10克／升葡萄糖液全部分解，分解产物为乙酸(0．13克／克-葡萄糖)，丁酸(0．30克／克-葡萄糖)，H2(0．27升／克-葡萄糖)，CO2(0．32升／克-葡萄糖)。
实施例3将生物制氢发酵液1000毫升，在无氧的条件下，移入如图所示的生物发酵制氢反应器(有效容积为1000毫升)中进行生物发酵制氢反应，反应原料10克／升的蔗糖(购于北京化工厂)液以4升／天的反应速度流入反应器进行生物发酵制氢反应，反应温度为35℃，这样，就可以连续地产生氢气，并且10克／升蔗糖液全部分解，分解产物为乙酸(0．13克／克-蔗糖)，丁酸(0．30克／克-蔗糖)，H2(0．29升／克-蔗糖)，CO2(0．43升／克-蔗糖)。
实施例4将生物制氢发酵液1000毫升，在无氧的条件下，移入如图所示的生物发酵制氢反应器(有效容积为1000毫升)中进行生物发酵制氢反应，反应原料10克／升的淀粉(普通淀粉)液以4升／天的反应速度流入反应器进行生物发酵制氢反应，反应温度为35℃，这样，就可以连续地产生氢气，并且10克／升淀粉液全部分解，分解产物为乙酸(0．13克／克-淀粉)，丁酸(0．30克／克-淀粉)，H2(0．29升／克-淀粉)，CO2(0．36升／克-淀粉)。
权利要求一种生物发酵制氢装置，该装置包括生物发酵反应器(1)，反应原料池(2)，发酵液收集池(3)，水上置换法收集气体装置(4)，气体分离装置(5)，气液分离装置(6)，气泵(7)，液泵(8)，生物发酵反应气体取样管(9)，搅拌器(10)和生物发酵反应液取样管(11)，上述装置均安装在支架(12)上，其特征在于反应原料池(2)和发酵液收集池(3)安装在支架(12)的底部，生物发酵反应器(1)为圆筒状，在其下侧部、顶部分别固定有取样管，上部固定有一个反应原料进物导流管，通过液泵连接反应原料池(2)，生物发酵反应器(1)上部固定有一个搅拌装置，搅拌装置由电机、轴封、竖杆、叶轮组成，竖杆的上端与电机轴相连，轴封、电机都固定在上盖上，竖杆穿过轴封和上盖伸到发酵反应器的下面，竖杆的下端固定着叶轮，另外，生物发酵反应器(1)与气液分离装置(6)之间带有一个气管和虹吸管，气管上带有气泵(7)，气液分离装置(6)底部与发酵液收集池(3)相连，气液分离装置(6)顶部通过导气管连接水上置换法收集气体装置(4)和气体分离装置(5)。
专利摘要一种生物发酵制氢装置,其反应原料通过液泵从发酵反应器顶部的反应原料进物导流管连续地流入发酵反应器中进行生物发酵制氢反应,发酵反应器内装有一搅拌器,使发酵反应器中的物质完全混合,发酵产物通过气泵的作用,利用虹吸现象,吸入气液分离装置中进行分离,发酵液流入发酵液收集池中,气体通过水上置换法收集,然后通过气体分离装置将H
文档编号C12M1/00GK2416107SQ002316
公开日2001年1月24日 申请日期2000年3月30日 优先权日2000年3月30日
发明者沈建权 申请人:中国科学院化学研究所