CN209260085U - 一种实验用甲烷产量测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种实验用甲烷产量测量装置，包括发酵罐、碱性物质盛放容器、泄压阀、气压计探头和数据显示及计算模块，所述碱性物质盛放容器设置在发酵罐的瓶颈位置，泄压阀和气压计探头均穿过发酵罐的瓶塞，且气压计探头外部连接数据显示及计算模块。相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：1)装置简便，仅需将小烧杯、泄压阀和气压计探头，简单插入发酵罐密封即可；2)甲烷产量可以直接读出，不存在其它气体的干扰；3)气体测量便捷，气体产生后可直接在数据显示及计算模块上读取产量，可以实时监测每个发酵阶段甲烷的产量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种实验用甲烷产量测量装置，属于甲烷测量装置技术领域。
背景技术
21世纪以来随着经济的发展，中国对能源的需求大大增加。目前能源的供给方式主要是以化石燃料为主，据统计全世界的62％的能源都来自于化石能源。但化石能源不仅储量有限、日渐枯竭，而且其在燃烧时会产生大量的污染物。所以急切需要开发可持续、环保和绿色的能源。另外由于人们生活不断提升，餐饮行业产生的餐厨垃圾、农业生产中的秸秆等农田废弃物、污水处理厂的剩余污泥等有机废弃物都富含大量的有机质，但处置不当会大大增加了环境负担。因此在如何减轻日益加重的能源负担，以及合理利用有机废弃物等成为了绿色经济的迫切需求。
通过发酵将有机质废弃物可以转变为可利用的清洁能源—甲烷，为同时解决环境和能源问题提供了方向。将有机物质通过生物发酵得到的甲烷，通过控制发酵条件和方法我们可以获得不同的甲烷产量。这种方法不仅结构简单，经济效应好、效果明显，是目前被视为解决能源与环境问题的主要方式之一。同时关于发酵产能的理论和应用研究也一直是科学领域的热点问题。
目前，虽然发酵产能的研究一直在进行，而现有实验室中测量发酵罐中的气体体积却只有集气袋，接针筒，接气液交换的装置，引入排水法等方法。采用接针筒的方式速度虽然较快，但在精度和大体积测量时却存在问题。采用气液交换不仅装置成本很高而且操作复杂。外接气袋是一个比较经济实惠的方法，但是并不能实时观测到甲烷气体的产量。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是针对上述技术问题，提供了一种实验用甲烷产量测量装置，其没有多余装置，只测甲烷体积，测量迅速，能连续监测甲烷的产量。
技术方案：为达到上述目的，本实用新型技术方案如下：
一种实验用甲烷产量测量装置，包括发酵罐、碱性物质盛放容器、泄压阀、气压计探头和数据显示及计算模块，所述碱性物质盛放容器设置在发酵罐内部瓶颈位置，泄压阀和气压计探头均穿过发酵罐的瓶塞，且气压计探头外部连接数据显示及计算模块。
所述碱性物质盛放容器通过穿过发酵罐瓶塞的固定杆进行固定。
所述碱性物质盛放容器为玻璃烧杯，其中用于盛放碱性溶液或碱性药剂。
所述碱性物质盛放容器的底部位于发酵罐中的发酵液液面以上。
所述泄压阀和气压计探头的下端均位于发酵罐中的发酵液液面以上。
所述泄压阀能够使发酵罐内保持密封状态或者排放发酵罐中的气体。
技术效果：相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
1)装置简便，仅需将小烧杯、泄压阀和气压计探头，简单插入发酵罐密封即可；
2)甲烷产量可以直接读出，不存在其它气体的干扰；
3)气体测量便捷，气体产生后可直接在数据显示及计算模块上读取产量，可以实时监测每个发酵阶段甲烷的产量。
附图说明
图1为本实用新型甲烷产量测量装置结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做出进一步说明。
一种实验用甲烷产量测量装置，如图1所示，包括发酵罐1、碱性物质盛放容器2、泄压阀3、气压计探头4和数据显示及计算模块5，碱性物质盛放容器2设置在发酵罐1内部瓶颈位置，泄压阀3和气压计探头4均穿过发酵罐1的瓶塞，且气压计探头4外部连接数据显示及计算模块5。
碱性物质盛放容器2通过穿过发酵罐1瓶塞的固定杆进行固定。
碱性物质盛放容器2为玻璃烧杯，其中用于盛放碱性溶液或碱性药剂，其底部位于发酵罐1中的发酵液液面以上。
泄压阀3和气压计探头4的下端均位于发酵罐1中的发酵液液面以上。
泄压阀3能够使发酵罐1内保持密封状态或者排放发酵罐1中的气体。
采用该装置测量甲烷方法如下：
步骤1：测量发酵罐1中的密封体积V1；
步骤2：将小烧杯2中注入适量的碱性溶液或碱性药剂；
步骤3：将小烧杯2、泄压阀3、气压计探头4分别安装在发酵罐上；
步骤4：测量发酵底物的总体积V2，并向发酵罐投入发酵底物，注意底物液面高度不能没过烧杯的底端；进行密封，并使用导线连接气压计探头与数据显示及计算模块；
步骤5：通过数据显示模块即可得到实时产生的甲烷体积。
原理如下：
通过阿伏加德罗公式PV＝nRT，可以知道同温同体积时，压强比等于物质的量之比。根据上述原理，我们可以知道通过测量密封发酵罐中的顶空中的压强测量顶空中气体的物质的量，再次可以通过公式转换为标准大气压强下的气体体积。小烧杯2中的碱性溶液或药剂可以吸收发酵过程中除了甲烷以外的其它酸性气体。由气压计可测出发酵罐实时顶空气压P1，与初始压力P0相比较，乘以发酵罐顶空体积V3＝V1-V2；即可得到甲烷产量，V＝(P1-P0)/P0·V3。数据显示及计算模块5内预置计算程序，通过气压计实时传输的数据，显示出甲烷的实际产量。
Claims (6)
1.一种实验用甲烷产量测量装置，其特征在于，包括发酵罐(1)、碱性物质盛放容器(2)、泄压阀(3)、气压计探头(4)和数据显示及计算模块(5)，所述碱性物质盛放容器(2)设置在发酵罐(1)内部瓶颈位置，泄压阀(3)和气压计探头(4)均穿过发酵罐(1)的瓶塞，且气压计探头(4)外部连接数据显示及计算模块(5)。
2.根据权利要求1所述的实验用甲烷产量测量装置，其特征在于，所述碱性物质盛放容器(2)通过穿过发酵罐(1)瓶塞的固定杆进行固定。
3.根据权利要求1所述的实验用甲烷产量测量装置，其特征在于，所述碱性物质盛放容器(2)为玻璃烧杯，其中用于盛放碱性溶液或碱性药剂。
4.根据权利要求1所述的实验用甲烷产量测量装置，其特征在于，所述碱性物质盛放容器(2)的底部位于发酵罐(1)中的发酵液液面以上。
5.根据权利要求1所述的实验用甲烷产量测量装置，其特征在于，所述泄压阀(3)和气压计探头(4)的下端均位于发酵罐(1)中的发酵液液面以上。
6.根据权利要求1所述的实验用甲烷产量测量装置，其特征在于，所述泄压阀(3)能够使发酵罐(1)内保持密封状态或者排放发酵罐(1)中的气体。
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|---|---|
| CN (1) | CN209260085U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113008728A (zh) * | 2021-02-23 | 2021-06-22 | 河南工程学院 | 一种甲烷水溶量的测定装置及测定方法 |
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2018
- 2018-09-04 CN CN201821439662.9U patent/CN209260085U/zh active Active
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