CN204325369U - 一种用于生物制氢的发酵罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于生物制氢的发酵罐，包括罐体，罐体外侧设有液体腔，液体腔设有循环出口和循环入口，循环入口连接有循环泵，循环泵另一端与循环出口之间并联连接有小循环管道和恒温控制装置，循环泵和循环出口之间设有切换阀，罐体内设有温度传感器和PH传感器，罐体侧面设有带PH控制阀的酸液管道、碱液管道和缓冲液管道，还包括控制器，控制器的输入端与温度传感器、PH传感器电连接，控制器的输出端与三个PH控制阀、切换阀、循环泵、恒温控制装置电连接。当罐体内的PH值距离目标PH值较小时，可以加入缓冲液进行调节，PH值波动小，控制精度高，当罐体内温度高出目标温度较小时，直接通过小循环管道散热，节省了能源。

Description

一种用于生物制氢的发酵罐

技术领域

本实用新型涉及生物发酵制氢领域，特别是一种用于生物制氢的发酵罐。

背景技术

能源是人类社会发展的重要基础资源。经济的快速发展，人口的快速增长以及生活水平的不断提高，导致能源需求迅速攀升。氢能作为理想的替代能源，在清洁能源生产、资源再生、环境保护的领域具有广阔的应用前景和巨大的市场潜力。

生物发酵制氢由于具有经济性好、不污染环境等优点而引起人们的重视，发酵罐作为发酵工序必不可少的设备，在生物发酵制氢过程中起着至关重要的作用。现有的发酵罐通常设置有温度控制系统和PH控制系统，能够较好地实现发酵过程中的温度控制和PH值控制，但PH控制系统只能通过加酸液或加碱液来控制罐体内的PH值，由于加酸液或加碱液时PH值波动大，当发酵罐内的PH值在目标PH值附近时，往往不易控制，PH值控制精度低，此外，现有的温度控制系统虽然能做到恒温控制，但往往能耗大。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种可提高PH值控制精度并可降低能耗的用于生物制氢的发酵罐。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于生物制氢的发酵罐，包括罐体，罐体上端设有进料口，下端设有排出口，所述罐体外侧设有液体腔，液体腔的上、下端分别设有循环出口和循环入口，循环入口通过管道连接有循环泵，循环泵另一端与循环出口之间并联连接有小循环管道和恒温控制装置，循环泵和循环出口之间设置有用于在小循环管道和恒温控制装置所在支路之间切换的切换阀，所述罐体内设置有温度传感器和PH传感器，罐体侧面设置有与罐体内部连通的酸液管道、碱液管道和缓冲液管道，酸液管道、碱液管道和缓冲液管道上均设置有PH控制阀，还包括控制器，控制器的输入端与温度传感器、PH传感器电连接，控制器的输出端与三个PH控制阀、切换阀、循环泵、恒温控制装置电连接。

作为上述技术方案的改进，所述恒温控制装置包括并联连接的加热支路和冷凝支路，所述加热支路和冷凝支路上分别设有与控制器的输出端电连接的加热系统和冷凝系统，所述切换阀包括设于小循环管道所在支路上的第一冷却控制阀，设于加热系统两端并位于加热支路上的加热控制阀，及设于冷凝系统两端并位于冷凝支路上的第二冷却控制阀。

进一步，所述罐体内还设置有带搅拌扇叶的搅拌轴。

进一步，所述搅拌轴从上至下至少设置有两组搅拌扇叶。

进一步，所述搅拌轴由设置在罐体上方的电机驱动，所述电机与控制器电连接。

进一步，所述罐体上端安装有便于观察罐体内部的视镜。

本实用新型的有益效果是：本实用新型由于在传统发酵罐的基础上增加缓冲液管道，当罐体内的PH值距离目标PH值较小时，可以加入缓冲液进行调节，PH值波动小，可控性强，无需担心加入碱液或者酸液而造成PH值偏离目标值的问题，PH值控制精度高。同时本实用新型由于在循环泵与循环出口之间设置与恒温控制装置并联的小循环管道，当罐体内温度高出目标温度较小时，直接通过小循环管道散热，无需开启恒温控制装置，从而节省了能源。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型部分结构的示意图；

图2是本实用新型中的恒温控制装置、小循环管道及循环泵的连接关系的示意图；

图3是本实用新型中的PH控制系统原理框图。

具体实施方式

参照图1至图3，本实用新型的一种用于生物制氢的发酵罐，包括罐体1，罐体1上端设有进料口11，下端设有排出口12，所述罐体1外侧设有液体腔20，液体腔20的上、下端分别设有循环出口21和循环入口22，循环入口22通过管道连接有循环泵23，循环泵23另一端与循环出口21之间并联连接有小循环管道24和恒温控制装置，循环泵23和循环出口21之间设置有用于在小循环管道24和恒温控制装置所在支路之间切换的切换阀，所述罐体1内设置有温度传感器和PH传感器30，罐体1侧面设置有与罐体1内部连通的酸液管道31、碱液管道32和缓冲液管道33，酸液管道31、碱液管道32和缓冲液管道33上均设置有PH控制阀34，还包括控制器35，控制器35的输入端与温度传感器、PH传感器30电连接，控制器35的输出端与三个PH控制阀34、切换阀、循环泵23、恒温控制装置电连接。本实用新型可以实现PH值的自动检测控制，工作时，PH传感器30将罐体1内的PH值转换为电信号传输到控制器35中，当罐体1内的PH值距离目标PH值较小时，控制器35则控制缓冲液管道33的PH控制阀34打开，在罐体1内加入缓冲液，该缓冲液能够保持罐体1内的PH值处于相对临界状态，PH值波动小；当罐体1内的PH值距离目标PH值较大时，控制器35则控制酸液管道31或碱液管道32的PH控制阀34打开，在罐体1内加入酸液或碱液，从而将罐体1内的PH值调节到目标值。本实用新型由于在传统发酵罐的基础上增加缓冲液管道33，当罐体1内的PH值距离目标PH值较小时，可以加入缓冲液进行调节，PH值波动小，可控性强，无需担心加入碱液或者酸液而造成PH值偏离目标值的问题，PH值控制精度高。本实用新型还可以实现温度自动检测控制，温度传感器将罐体1内的温度转换为电信号输送给控制器35，当罐体1内的温度高于目标温度且两者之间相差较小时，控制器35控制循环泵23工作，同时控制切换阀，使得液体腔20内的液体经过循环出口21、小循环管道24、循环泵23和循环入口22进行循环流动，通过液体的循环流动自然散热，而恒温控制装置处于关闭状态，可以减小能源消耗；当罐体1内的温度高于目标温度且两者之间相差较大，或者罐体1内的温度低于目标温度时，控制器35则控制切换阀，使得液体腔20内的液体经过循环出口21、恒温控制装置、循环泵23和循环入口22进行循环流动，通过恒温控制装置控制罐体1内的温度维持恒定。本实用新型由于在循环泵23与循环出口21之间设置与恒温控制装置并联的小循环管道24，当罐体1内温度高出目标温度较小时，直接通过小循环管道24散热，无需开启恒温控制装置，从而节省了能源。

所述恒温控制装置包括并联连接的加热支路和冷凝支路，所述加热支路和冷凝支路上分别设有与控制器35的输出端电连接的加热系统251和冷凝系统252，所述切换阀包括设于小循环管道24所在支路上的第一冷却控制阀261，设于加热系统251两端并位于加热支路上的加热控制阀262，及设于冷凝系统252两端并位于冷凝支路上的第二冷却控制阀263。当罐体1内温度过高且与目标温度差距较大时，控制器35则控制小循环管道24所在支路上的第一冷却控制阀261、加热系统251及位于加热系统251两端的加热控制阀262关闭，并打开冷凝系统252两端的第二冷却控制阀263，启动循环泵23和冷凝系统252进行降温，当罐体1内温度低于目标温度时，控制器35则控制小循环管道24所在支路上的第一冷却控制阀261、冷凝系统252及位于冷凝系统252两端的第二冷却控制阀263关闭，并打开加热系统251两端的加热控制阀262，启动循环泵23和加热系统251进行升温。

本实施例中，所述罐体1内还设置有带搅拌扇叶42的搅拌轴41，通过搅拌扇叶42的搅拌可以使混合底物和发酵菌充分混合，从而达到加速发酵反应的目的。优选地，所述搅拌轴41从上至下至少设置有两组搅拌扇叶42，可以使混合底物与发酵菌混合得更加充分、均匀。所述搅拌轴41由设置在罐体1上方的电机43驱动，所述电机43与控制器35电连接。

进一步，所述罐体1上端安装有便于观察罐体1内部的视镜，透过视镜，操作者可以直观观察到罐体1内的发酵情况，方便掌握发酵进程。

当然，本实用新型除了上述实施方式之外，还可以有其它结构上的变形，这些等同技术方案也应当在其保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于生物制氢的发酵罐，包括罐体（1），罐体（1）上端设有进料口（11），下端设有排出口（12），其特征在于：所述罐体（1）外侧设有液体腔（20），液体腔（20）的上、下端分别设有循环出口（21）和循环入口（22），循环入口（22）通过管道连接有循环泵（23），循环泵（23）另一端与循环出口（21）之间并联连接有小循环管道（24）和恒温控制装置，循环泵（23）和循环出口（21）之间设置有用于在小循环管道（24）和恒温控制装置所在支路之间切换的切换阀，所述罐体（1）内设置有温度传感器和PH传感器（30），罐体（1）侧面设置有与罐体（1）内部连通的酸液管道（31）、碱液管道（32）和缓冲液管道（33），酸液管道（31）、碱液管道（32）和缓冲液管道（33）上均设置有PH控制阀（34），还包括控制器（35），控制器（35）的输入端与温度传感器、PH传感器（30）电连接，控制器（35）的输出端与三个PH控制阀（34）、切换阀、循环泵（23）、恒温控制装置电连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于生物制氢的发酵罐，其特征在于：所述恒温控制装置包括并联连接的加热支路和冷凝支路，所述加热支路和冷凝支路上分别设有与控制器（35）的输出端电连接的加热系统（251）和冷凝系统（252），所述切换阀包括设于小循环管道（24）所在支路上的第一冷却控制阀（261），设于加热系统（251）两端并位于加热支路上的加热控制阀（262），及设于冷凝系统（252）两端并位于冷凝支路上的第二冷却控制阀（263）。

3.根据权利要求1所述的一种用于生物制氢的发酵罐，其特征在于：所述罐体（1）内还设置有带搅拌扇叶（42）的搅拌轴（41）。

4.根据权利要求3所述的一种用于生物制氢的发酵罐，其特征在于：所述搅拌轴（41）从上至下至少设置有两组搅拌扇叶（42）。

5.根据权利要求3所述的一种用于生物制氢的发酵罐，其特征在于：所述搅拌轴（41）由设置在罐体（1）上方的电机（43）驱动，所述电机（43）与控制器（35）电连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于生物制氢的发酵罐，其特征在于：所述罐体（1）上端安装有便于观察罐体（1）内部的视镜。