一种远程控制超声波和连续折流板集成生物质光发酵制氢的设备，包括上部安装有由数个相通的盛有水的环形水封槽分割而成的若干个方形钟罩体的反应箱体；在方形钟罩体内嵌装有带氢气浓度传感器、氢气出气电磁控制阀、电子压力传感器以及若干根竖直向下延伸至反应物液面以下且内置有光源管的透明亚克力管；在与每个方形钟罩体相对应位置的下方分别通过竖直向下延伸折流板分割成底部相通的由反应物料上腔室和反应物料下腔室共同构成的一个反应单元，且在每两相邻的反应单元之间设置有竖直向上延伸至接近并低于反应物液面的反应箱间隔板；位于反应物液面上方和方形钟罩体底面之间的空间构成产氢的储气柜；在反应箱体底部设置有超声波能量器。设置有超声波能量器。设置有超声波能量器。
【技术实现步骤摘要】
远程控制超声波和连续折流板集成生物质光发酵制氢的设备
[0001]本专利技术涉及使用光合细菌在在光照的作用，利用有机质通过固氮酶催化作用并通过光照加超声波辅助的一种制氢设备
特别适合农作物秸秆、厨余垃圾（食物残渣、果蔬残余物、肉类等）、高浓度养殖类畜禽粪便、城市污泥等进行规模化中温生产氢气生产领域。
技术介绍
[0002]当前全球能源供应正在向着更清洁、更低碳的可再生能源方向发生转变。在各式各样的可再生能源中，氢能因其多种优点被认为是最有前景的可再生能源。氢燃料是一种很有前景的替代传统化石燃料的新型能源，因为它有可能消除化石燃料所产生的所有环境问题。氢能由于其可再生性和燃烧后只有水生成的特性，而被认为是未来能源。
[0003]氢气资源量丰富，氢气可以通过许多方式生产，包括电解水、化石能源的热催化重整和生物方法等。
[0004]目前工业化生产氢气主要是通过电解水和甲烷蒸汽重整转化而来。然而这些方法不仅需要消耗大量的一次能源，还会造成严重的环境污染，因此急需寻求一种高效、清洁、低成本的氢气生产方式。
[0005]近年来生物制氢成为一种新兴的制氢方式逐渐受到人们的关注，主要包括直接生物分解制氢、间接生物分解制氢、光发酵制氢和暗发酵制氢等方式。生物制氢可以利用工农业废弃物和城市生活污水等来制取清洁的氢气能源，从而成为缓解环境污染和生产清洁可再生能源的最佳方式。
[0006]一、目前生物制氢的主要方式：1、光水解生物制氢一部分产氢微生物可以通过光水解产氢方法将太阳能转化为可以储存的化学能。藻类会通过光合作用氧化水并释放出氧气。光系统 II 吸收的光能通过光系统 I 吸收的光能，可以产生被转化到铁氧化还原蛋白的电子。可逆氢化酶直接从还原铁氧还蛋白接受电子来生成氢气。
[0007]2、暗发酵生物制氢同其他方式相比，暗发酵的主要优点是产氢速率高、底物利用范围广、反应条件温和等。是通过厌氧细菌可以降解碳水化合物进行暗发酵产氢的一种工艺方法。主要分为农业废弃物资源（农作物秸秆、畜禽粪便和农产品加工废弃物等）、有机废水（生活污水、食品加工废水和造纸废水等）、餐厨垃圾（食物残渣、果蔬残余物、肉类等）等。
[0008]3、光发酵生物制氢光合细菌在光照作用下，利用有机质通过固氮酶催化作用产生氢气。光合产氢细菌只有 PS
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光作用系统，因此不会产生氧气，这就避免了氢气和氧气的分离等问题。光合产氢细菌不仅可以利用秸秆类生物质、腐烂果蔬、食物残渣等进行产氢活动，还可以降解工业废水、暗发酵废液等进行生物制氢。
[0009]4、暗/光联合生物制氢光合细菌利用暗发酵废液中的脂肪酸可以进行下一步的产氢，这样就大大提高了产氢效率。
[0010]二、生物制氢的特点相比已经技术成熟的电化学制氢方法，生物制氢具有诸多的优点：1、生物制氢以工农业废弃物或者有机废水等为产氢反应物，在消除废弃物的同时，产生清洁的可再生氢能能源。规模化生物制氢的发展将对工农业废弃物资源及能源作物的开发利用起到巨大的推动作用，并且产生客观的经济利润。
[0011]2、生物制氢反应条件温和。生物制氢是产氢微生物利用有机物在自身代谢过程中产生氢气。其反应过程安全可靠、运行稳定。便于根据原料分布区域性建设不同规模的工业制氢装置，就地变废为宝，降低制氢成本。
[0012]3、生物制氢方式多样。生物制氢主要包括绿藻和蓝藻等利用光能进行光解水制氢。
[0013]三、当前国内外各种光发酵制氢装置对比现状
技术实现思路
本专利技术本专利技术的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种远程控制超声波和连续折流板集成生物质光发酵制氢的设备。
[0014]本专利技术的目的可通过以下技术措施来实现的：本专利技术的远程控制超声波和连续折流板集成生物质光发酵制氢的设备包括反应箱体，反应箱体上部安装有由数个相通的盛有水的环形水封槽分割而成的若干个方形钟罩体；在方形钟罩体内嵌装有带氢气浓度传感器、氢气出气电磁控制阀、电子压力传感器以及若干根竖直向下延伸至反应物液面以下且内置有光纤发光源管、LED灯珠带的透明亚克力管；在与每个方形钟罩体相对应位置的下方分别通过竖直向下延伸折流板分割成底部相通的由反应物料上腔室和反应物料下腔室共同构成的一个反应单元，且在每两相邻的反应单元之间设置有竖直向上延伸至接近并低于反应物液面的反应箱间隔板，使得各反应单元上端构成相通串联的结构；位于反应物液面上方、方形钟罩体底面之间的空间构成产氢的储气柜；在反应箱体的反应物进口处设置有有机物进料电磁阀，在反应箱体的排料口设置有出料电磁阀；所述反应物进口与第一反应单元的反应物料上腔室相连通，排料口位于最后一个反应单元的反应物液面下方（反应物依次经有机物进料电磁阀、若干个串联反应物料上腔室、折流板下部、反应物料下腔室、反应箱间隔板，最后通过出料电磁阀排出）；在反应箱体底部设置有通过PLC控制调节频率的超声波能量器，在反应箱体的每个反应单元的反应物液面下方的箱壁分别安装有温度电子传感器和pH值电子传感器。
[0015]进一步说，本专利技术中所述的折流板下部沿反应物流动方向逆时针与上部垂直段之间的弯折夹角为45
°±3°
；被折流板分割而成的底部相通的反应物料上腔室和反应物料下腔室的体积比为1：3。
[0016]所述的透明亚克力管上端通过圆形密封圈、压套经带端盖锁母固定穿装在带套法兰内，带套法兰通过密封垫、螺栓螺母紧固件固定安装在方形钟罩体上，竖直向下延伸至反应物液面下方的其内装有LED灯珠带光纤发光源管的透明亚克力管下端由堵头密封。
[0017]所述光纤发光源管的光源为经由聚光器聚光后的太阳能，在光照强度不够的情况下，可以通过LED辅助光源进行补光，发酵的最佳光照度3000 Lux。
[0018]本专利技术装置的整个反应箱体外部由循环加热管和常规形式的保温材料对其进行保温，确保反应箱体处于制氢最佳温度30
±
1 ℃。
[0019]所述的产氢菌种进料电磁阀、有机物进料电磁阀、出料电磁阀、环形水封槽进水电磁阀和环形水封槽出水电磁阀、反应物出渣料电磁阀、氢气出气电磁控制阀、电子压力传感器、温度电子传感器、调配反应物浓度进水电磁阀和pH值电子传感器均通过PLC控制。
[0020]所述的有机物液面电子测距仪和电子压力传感器根据运行要求通过PLC对环形水封槽进水电磁阀和环形水封槽出水电磁阀进行控制，以便保证一定的环形水封槽内的环形水封槽液面的高度和水封压力。
[0021]本专利技术装置在生物质光发酵制氢过程中所使用的菌种为HAU
–
M1光合产氢细菌，由深红红螺菌(Rhodospirillumrubrum)27%、荚膜红假单胞菌(Rhodopseudomonascapsulata)25%、沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonaspalustris)28%、类球红细菌(Rhodobactersphaeroides)9%、荚膜红细菌(Rhodobactercapsulatus)1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种远程控制超声波和连续折流板集成生物质光发酵制氢的设备，其特征在于：所述设备包括反应箱体（5），反应箱体（5）上部安装有由数个相通的盛有水的环形水封槽（23）分割而成的若干个方形钟罩体（24）；在方形钟罩体内嵌装有带氢气浓度传感器（8）、氢气出气电磁控制阀（9）、电子压力传感器（10）以及若干根竖直向下延伸至反应物液面（6）以下且内置有光纤发光源管（13）、LED灯珠带（12）的透明亚克力管（2）；在与每个方形钟罩体（24）相对应位置的下方分别通过竖直向下延伸折流板（1）分割成底部相通的由反应物料上腔室（28）和反应物料下腔室（27）共同构成的一个反应单元，且在每两相邻的反应单元之间设置有竖直向上延伸至接近并低于反应物液面的反应箱间隔板（3），使得各反应单元上端构成相通串联的结构；位于反应物液面（6）上方、方形钟罩体（24）底面之间的空间构成产氢的储气柜；在反应箱体（5）的反应物进口处设置有有机物进料电磁阀（16），在反应箱体（5）的排料口设置有出料电磁阀（15）；所述反应物进口与第一反应单元的反应物料上腔室（28）相连通，排料口位于最后一个反应单元的反应物液面（6）下方（反应物依次经有机物进料电磁阀（16）、若干个串联反应物料上腔室（28）、折流板（1）下部、反应物料下腔室（27）、反应箱间隔板（3），最后通过出料电磁阀（15）排出）；在反应箱体（5）底部设置有通过PLC控制调节频率的超声波能量器（4），在反应箱体（5）的每个反应单元的反应物液面...
【专利技术属性】
技术研发人员：王国防，张全国，路朝阳，陈伟，殷红德，张志萍，张洋，王彦智，穆运杰，马保良，张一维，
申请(专利权)人：安阳利浦筒仓工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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