CN205528790U - 一种利用生物质连续发酵制备氢气的装置 - Google Patents

Abstract

一种利用生物质连续发酵制备氢气的装置，包括灭菌罐、发酵罐、洗气罐、第一干燥管、第二干燥管和储气罐，灭菌罐通过管道与发酵罐连接，发酵罐通过管道与洗气罐连接，洗气罐通过管道与第一干燥管、第二干燥管连接，第一干燥管和第二干燥管之间并联，第一干燥管和第二干燥管通过管道与储气罐连接。灭菌罐与发酵罐之间的连接管道上还设有输送泵和换热器。洗气罐内设有洗气液，洗气罐还通过管道与储液罐连接，储液罐上设有注液口。本新型提供了一种结构设计合理、操作安全方便的利用生物质连续发酵制备氢气的装置。

Description

一种利用生物质连续发酵制备氢气的装置

技术领域

本实用新型涉及发酵技术领域，特别是一种利用生物质连续发酵制备氢气的装置。

背景技术

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。但目前采用微生物发酵制氢还存在的稳定性和持久性问题，也存在将其代谢的副产物，如：丙酸、丁酸、二氧化碳等有效去除的问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种测定降尘效率的实验装置，提供了一种结构设计合理、操作安全方便的利用生物质连续发酵制备氢气的装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种利用生物质连续发酵制备氢气的装置，包括灭菌罐、发酵罐、洗气罐、第一干燥管、第二干燥管和储气罐，灭菌罐通过管道与发酵罐连接，发酵罐通过管道与洗气罐连接，洗气罐通过管道与第一干燥管、第二干燥管连接，第一干燥管和第二干燥管之间并联，第一干燥管和第二干燥管通过管道与储气罐连接。

优选的方案中，所述的灭菌罐顶面上设有投料口和第一出气口，灭菌罐内设有第一搅拌桨，第一搅拌桨与第一转轴连接，第一转轴伸出灭菌罐外的一端与第一驱动电机连接，灭菌罐外壁上包裹设有第一蒸汽加热夹套和第一温度计。

优选的方案中，所述的发酵罐顶面上设有进料口、第二出气口，发酵罐内设有第二搅拌桨，第二搅拌桨与第二转轴连接，第二转轴伸出发酵罐外的一端与第二驱动电机连接，发酵罐外壁上包裹设有第二蒸汽加热夹套和第二温度计。

优选的方案中，所述的灭菌罐与发酵罐之间的连接管道上还设有输送泵和换热器。

优选的方案中，所述的洗气罐内设有洗气液，洗气罐还通过管道与储液罐连接，储液罐上设有注液口。

优选的方案中，所述的灭菌罐、发酵罐和储气罐上均设有压力表。

优选的方案中，所述的灭菌罐与发酵罐连接管道的两端、灭菌罐的第一出气口上、发酵罐与洗气罐的连接管道上、洗气罐与储液罐的连接管道上、第一干燥管和第二干燥管两端的连接管道上，发酵罐的排料口、储气罐上的第三出气口上均设有阀门。

本新型所提供的一种利用生物质连续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：

（1）灭菌罐的设计，可以不间歇地向发酵罐提供灭菌的原料，以实现连续产氢；

（2）换热器的设计，可使物料迅速降温，缩短了降温等待的时间；

（3）洗气罐的设计，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，并能不间断地更换气体吸收液；

（4）并联干燥管的设计，能提高氢气干燥效率；

（5）该装置可利用多种碳源，并可通过洗气产生有价值的代谢产物，如：丁酸等；

（6）该装置适用于厌氧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。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图中：灭菌罐1，发酵罐2，洗气罐3，储液罐4，第一干燥管5，第二干燥管6，储气罐7，输送泵8，换热器9，阀门10，投料口101，第一驱动电机102，第一转轴103，第一搅拌桨104，第一温度计105，第一蒸汽加热夹套106，第一出气口107，进料口201，第二驱动电机202，第二转轴203，第二搅拌桨204，第二温度计205，第二蒸汽加热夹套206，排料口207，第二出气口208，洗气液301，注液口401，第三出气口701。

具体实施方式

如图中，一种利用生物质连续发酵制备氢气的装置，包括灭菌罐1、发酵罐2、洗气罐3、第一干燥管5、第二干燥管6和储气罐7，灭菌罐1通过管道与发酵罐2连接，发酵罐2通过管道与洗气罐3连接，洗气罐3通过管道与第一干燥管5、第二干燥管6连接，第一干燥管5和第二干燥管6之间并联，第一干燥管5和第二干燥管6通过管道与储气罐7连接。

优选的方案中，所述的灭菌罐1顶面上设有投料口101和第一出气口107，灭菌罐1内设有第一搅拌桨104，第一搅拌桨104与第一转轴103连接，第一转轴103伸出灭菌罐1外的一端与第一驱动电机102连接，灭菌罐1外壁上包裹设有第一蒸汽加热夹套106和第一温度计105。

优选的方案中，所述的发酵罐2顶面上设有进料口201、第二出气口208，发酵罐2内设有第二搅拌桨204，第二搅拌桨204与第二转轴203连接，第二转轴203伸出发酵罐2外的一端与第二驱动电机202连接，发酵罐2外壁上包裹设有第二蒸汽加热夹套206和第二温度计205。

优选的方案中，所述的灭菌罐1与发酵罐2之间的连接管道上还设有输送泵8和换热器9。

优选的方案中，所述的洗气罐3内设有洗气液301，洗气罐3还通过管道与储液罐4连接，储液罐4上设有注液口401。

优选的方案中，所述的灭菌罐1、发酵罐2和储气罐7上均设有压力表。

优选的方案中，所述的灭菌罐1与发酵罐2连接管道的两端、灭菌罐1的第一出气口107上、发酵罐2与洗气罐3的连接管道上、洗气罐3与储液罐4的连接管道上、第一干燥管5和第二干燥管6两端的连接管道上，发酵罐2的排料口207、储气罐7上的第三出气口701上均设有阀门10。

本新型的具体工作流程如下：

将生物质发酵培养基从灭菌罐1的投料口101打入，装料量约灭菌罐1总体积的70%，关闭投料口101以及相应的阀门，打开第一蒸汽加热夹套106，开启第一搅拌桨104，对物料进行灭菌，灭菌结束后打开相应的阀门、换热器9和输送泵8，通过换热器9对物料进行快速降温，并将物料输入发酵罐2中，装料量约为发酵罐2总体积的70%，开启第二搅拌桨204，随即按发酵培养基质量的5%接入丁酸梭菌菌液，在37℃进行厌氧发酵，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，再通过第一干燥管5或第二干燥管6吸去气体中的水分，发酵制备的氢气即可进入储气罐7中存储。

在发酵的同时可进行另外一罐发酵培养基的灭菌，当所产气体气压下降时，可从发酵罐2中放出90%的物料，然后迅速打入灭过菌的物料进行发酵，以保证持续产氢。

本实用新型由于采用上述结构设计，使得该装置适用于厌氧微生物发酵制备氢气的操作，可利用多种碳源，具有结构合理、操作方便、安全环保的特点。

Claims (7)

1.一种利用生物质连续发酵制备氢气的装置，包括灭菌罐（1）、发酵罐（2）、洗气罐（3）、第一干燥管（5）、第二干燥管（6）和储气罐（7），其特征是：灭菌罐（1）通过管道与发酵罐（2）连接，发酵罐（2）通过管道与洗气罐（3）连接，洗气罐（3）通过管道与第一干燥管（5）、第二干燥管（6）连接，第一干燥管（5）和第二干燥管（6）之间并联，第一干燥管（5）和第二干燥管（6）通过管道与储气罐（7）连接。

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：所述的灭菌罐（1）顶面上设有投料口（101）和第一出气口（107），灭菌罐（1）内设有第一搅拌桨（104），第一搅拌桨（104）与第一转轴（103）连接，第一转轴（103）伸出灭菌罐（1）外的一端与第一驱动电机（102）连接，灭菌罐（1）外壁上包裹设有第一蒸汽加热夹套（106）和第一温度计（105）。

3.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：所述的发酵罐（2）顶面上设有进料口（201）、第二出气口（208），发酵罐（2）内设有第二搅拌桨（204），第二搅拌桨（204）与第二转轴（203）连接，第二转轴（203）伸出发酵罐（2）外的一端与第二驱动电机（202）连接，发酵罐（2）外壁上包裹设有第二蒸汽加热夹套（206）和第二温度计（205）。

4.根据权利要求1或2或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：所述的灭菌罐（1）与发酵罐（2）之间的连接管道上还设有输送泵（8）和换热器（9）。

5.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：所述的洗气罐（3）内设有洗气液（301），洗气罐（3）还通过管道与储液罐（4）连接，储液罐（4）上设有注液口（401）。

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：所述的灭菌罐（1）、发酵罐（2）和储气罐（7）上均设有压力表。

7.根据权利要求5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：所述的灭菌罐（1）与发酵罐（2）连接管道的两端、灭菌罐（1）的第一出气口（107）上、发酵罐（2）与洗气罐（3）的连接管道上、洗气罐（3）与储液罐（4）的连接管道上、第一干燥管（5）和第二干燥管（6）两端的连接管道上，发酵罐（2）的排料口（207）、储气罐（7）上的第三出气口（701）上均设有阀门（10）。