一种利用固态生物质发酵制备氢气的装置的制造方法
【专利摘要】一种利用固态生物质发酵制备氢气的装置，包括发酵筒、洗气罐、干燥管和储气罐，发酵筒、洗气罐、干燥管和储气罐依次通过管道连接，发酵筒一端外设有驱动电机，驱动电机上设有转轴，转轴伸入发酵筒，转轴上设有螺旋叶片，洗气罐内设有洗气液。发酵筒上设有投料口和出料口，发酵筒外围包裹设有蒸汽加热夹套，发酵筒上还设有第一压力温度表。洗气罐为柱体锥底罐，洗气罐侧壁上设有进液口，洗气罐底部设有排液口。储气罐顶面上设有排气口和第二压力温度表。通过采用上述结构，实现了利用固态生物质进行氢气的制备，有效利用了农作物或农作物残余物中的能量，并且提高了固态生物质氢气制备的效率。
【专利说明】
_种利用固态生物质发酵制备氢气)的装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及发酵技术领域，特别是一种利用固态生物质发酵制备氢气的装置。【背景技术】
[0002]目前，氢气的制备主要来自化石原料的重整转化和水的电解。而微生物发酵制氢是在厌氧的条件下利用微生物自身的代谢而获得氢气的方法。微生物发酵制氢具有原料来源广泛，在获得氢气的同时，还能够处理有机废物。同时，微生物发酵制氢的反应条件温和、 能耗低、清洁无污染，能够较好地解当今决能源与环境之间的矛盾，但目前采用微生物液态发酵制氢还存在的稳定性和持久性问题。而固态发酵是指在有一定湿度的基质中，利用微生物进行生物化学反应的过程，其特点是能够利用农作物或农作物残余物作为生物基质， 但固态发酵也存在进料、出料无法自动化、传质传热效率差等方面的问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种利用固态生物质发酵制备氢气的装置，能够有效利用农作物或农作物残余物作为生物基质进行氢气制备，同时提高了利用这一类固态生物质进行氢气制备的效率。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:一种利用固态生物质发酵制备氢气的装置，包括发酵筒、洗气罐、干燥管和储气罐，发酵筒、洗气罐、干燥管和储气罐依次通过管道连接，发酵筒一端外设有驱动电机，驱动电机上设有转轴，转轴伸入发酵筒，转轴上设有螺旋叶片，洗气罐内设有洗气液。
[0005]优选的方案中，所述的发酵筒上设有带法兰盖的投料口和出料口，发酵筒外围包裹设有蒸汽加热夹套，发酵筒上还设有第一压力温度表。
[0006]优选的方案中，所述的洗气罐为柱体锥底罐，洗气罐侧壁上设有进液口，洗气罐底部设有排液口。
[0007]优选的方案中，所述的洗气罐与发酵筒之间的连接管道位于洗气罐内的一端伸入洗气液液面以下，洗气罐与干燥管之间的连接管道位于洗气罐内的一端位于洗气液液面以上。
[0008]优选的方案中，所述的发酵筒与洗气罐之间的连接管道上还设有流量计。
[0009]优选的方案中，所述的储气罐顶面上设有排气口和第二压力温度表，排气口上设有阀门。
[0010]优选的方案中，所述的出料口、进液口、排液口和干燥管两端的管道上均设有阀门。
[0011]本新型所提供的一种利用固态生物质发酵制备氢气的装置，通过采用上述结构， 具有以下有益效果:
[0012](1)发酵筒使固态发酵物料的出料实现了自动化，同时也实现了物料灭菌、发酵、输送一次性完成；
[0013](2)发酵筒中螺旋叶片能够加快固态生物质的传热、传质效率，以此提升氢气的产出效率，同时螺旋叶片也更加有利于物料的推送和排放；
[0014](3)洗气罐的能有效去除丙酸、丁酸、二氧化碳等代谢的副产物，有益于氢气的纯化；
[0015]采用上述结构，实现了利用固态生物质进行氢气的制备，有效利用了农作物或农作物残余物中的能量，并且提高了固态生物质氢气制备的效率，解决了现有技术中利用固态生物质进行氢气制备过程中的进料出料无法自动化、传质传热效率差等问题。【附图说明】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0017]图1为本实用新型的整体结构示意图。
[0018]图中:发酵筒1，流量计2，洗气罐3，干燥管4，储气罐5，驱动电机6，转轴7，投料口 101，蒸汽加热夹套102,第一压力温度表103,出料口 104,进液口 301，排液口 302,排气口 501，第二压力温度表502,螺旋叶片701。【具体实施方式】
[0019]如图中，一种利用固态生物质发酵制备氢气的装置，包括发酵筒1、洗气罐3、干燥管4和储气罐5，其特征是:发酵筒1、洗气罐3、干燥管4和储气罐5依次通过管道连接，发酵筒 1 一端外设有驱动电机6,驱动电机6上设有转轴7,转轴7伸入发酵筒1，转轴7上设有螺旋叶片701，洗气罐3内设有洗气液。
[0020]优选的方案中，所述的发酵筒1上设有带法兰盖的投料口 101和出料口 104,发酵筒 1外围包裹设有蒸汽加热夹套102,发酵筒1上还设有第一压力温度表103。
[0021]优选的方案中，所述的洗气罐3为柱体锥底罐，洗气罐3侧壁上设有进液口301，洗气罐3底部设有排液口 302。
[0022]优选的方案中，所述的洗气罐3与发酵筒1之间的连接管道位于洗气罐3内的一端伸入洗气液液面以下，洗气罐3与干燥管4之间的连接管道位于洗气罐3内的一端位于洗气液液面以上。[〇〇23]优选的方案中，所述的发酵筒1与洗气罐3之间的连接管道上还设有流量计2。[〇〇24]优选的方案中，所述的储气罐5顶面上设有排气口501和第二压力温度表502,排气口 501上设有阀门。[〇〇25]优选的方案中，所述的出料口 104、进液口 301、排液口 302和干燥管4两端的管道上均设有阀门。[〇〇26]本新型的具体工作流程如下:
[0027]将拌好水的原料从发酵筒1的投料口 101投入，开启驱动电机6,物料在螺旋叶片 701的推送下充满发酵筒1，关闭投料口 101的法兰盖，开启蒸汽加热夹套102进行物料灭菌， 灭菌结束，当料温低于35 °C后，按发酵培养基质量的5%从投料口 101接入丁酸梭菌菌液，在 37°C进行厌氧发酵，打开或关闭相应的阀门，让发酵产生的气体进入盛有碱性溶液的洗气罐3中，通过洗气罐3气体中的水溶性成分丙酸、丁酸、二氧化碳等溶于碱性溶液中，再通过干燥管4吸去其中的水分，发酵制备的氢气即可进入储气罐5中存储，发酵结束后开启排料口 104处的阀门将发酵醪液排出发酵筒1外。
[0028]该装置较好地解决了利用固态生物质发酵制备氢气的需要，使固态生物质在厌氧微生物的发酵作用下制备氢气成为可能，该装置适用于厌氧固态微生物发酵制备氢气的操作，具有结构合理、操作方便、安全环保的特点。
【主权项】
1.一种利用固态生物质发酵制备氢气的装置，包括发酵筒(1)、洗气罐(3)、干燥管(4) 和储气罐(5)，其特征是:发酵筒(1)、洗气罐(3)、干燥管(4)和储气罐(5)依次通过管道连 接，发酵筒(1) 一端外设有驱动电机(6)，驱动电机(6)上设有转轴(7)，转轴(7)伸入发酵筒 (1)，转轴(7)上设有螺旋叶片(701)，洗气罐(3)内设有洗气液。2.根据权利要求1所述的一种利用生物质连续发酵制备氢气的装置，其特征在于:所述 的发酵筒(1)上设有带法兰盖的投料口( 1 〇 1)和出料口( 104)，发酵筒(1)外围包裹设有蒸汽 加热夹套(102)，发酵筒(1)上还设有第一压力温度表(103)。3.根据权利要求2所述的一种利用生物质连续发酵制备氢气的装置，其特征在于:所述 的洗气罐(3)为柱体锥底罐，洗气罐(3)侧壁上设有进液口(301)，洗气罐(3)底部设有排液 口(302)〇4.根据权利要求3所述的一种利用生物质连续发酵制备氢气的装置，其特征在于:所述 的洗气罐(3)与发酵筒(1)之间的连接管道位于洗气罐(3)内的一端伸入洗气液液面以下， 洗气罐(3)与干燥管(4)之间的连接管道位于洗气罐(3)内的一端位于洗气液液面以上。5.根据权利要求1或4所述的一种利用生物质连续发酵制备氢气的装置，其特征在于: 所述的发酵筒(1)与洗气罐(3)之间的连接管道上还设有流量计(2)。6.根据权利要求1所述的一种利用生物质连续发酵制备氢气的装置，其特征在于:所述 的储气罐(5)顶面上设有排气口(501)和第二压力温度表(502)，排气口(501)上设有阀门。7.根据权利要求3所述的一种利用生物质连续发酵制备氢气的装置，其特征在于:所述 的出料口( 104)、进液口(301 )、排液口(302)和干燥管(4)两端的管道上均设有阀门。
【文档编号】C12R1/145GK205590697SQ201620385665
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】熊泽, 陈菽, 邵伟
【申请人】三峡大学