本实用新型专利技术公开了一种内循环强化液膜振动的光合制氢装置，包括反应器、恒流泵和水槽，反应器包括反应空腔和水平布液管，恒流泵包括排水阀和抽水阀，水槽包括支撑板和氢气收集瓶，通过收缩形射流喷嘴结构，可以使气液界面附近的液膜处于连续振荡的状态并产生氢气，可以为氢气提供从液相脱离的动能，有助于克服粘性流体施加给氢气气泡的指向液相起到表面张力的拖拽作用，可以达到强化产物氢气从液相脱除的作用，通过反应器结构，可以利用自然光照和流道截面积逐级减小时氢气流速逐级增大的原理，可以在反应空腔内维持一个从气液界面指向排气管的静压力梯度，从而保证产生的氢气能够连续地从反应器中脱除。够连续地从反应器中脱除。够连续地从反应器中脱除。
【技术实现步骤摘要】
一种内循环强化液膜振动的光合制氢装置
[0001]本技术涉及光生物制氢
，特别是一种内循环强化液膜振动的光合制氢装置。
技术介绍
[0002]氢气在现有已知能源中具有最高的能量密度(122kJ/g)，而且在能量转化过程中不产生危害环境的产物，因而被认为是最有前景的未来替代能源。目前的规模制氢方法不仅依赖于化石燃料，且制备过程对环境造成二次破坏。光生物制氢技术利用光合细菌在光照的条件下降解小分子有机底物，并产生氢气的特性来获得氢能。该技术能在产氢的同时将有机底物彻底的降解，因此兼具能源和环境的双重效益。并且光生物制氢技术的运行条件温和，仅需常温常压的操作条件，加之制氢过程仅依赖于太阳光照和有机底物，因而成本低廉且可持续。所以光生物制氢技术被认为是最具规模化制氢前景的方式之一。
[0003]产氢速率较高的光生物制氢反应器需要采用较高浓度的有机底物，这使得反应器液相具有较高的粘度，因此使得代谢产物氢气从液相脱离时需克服更大的表面张力。若能促进氢气从液相脱离，就可以减小产氢生化反应体系中的氢分压，而利于强化反应器的产氢性能。
技术实现思路
[0004]本部分的目的在于概述本技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本技术的范围。
[0005]鉴于上述和/或现有的中存在的问题，提出了本技术。
[0006]因此，本技术所要解决的问题在于提供一种内循环强化液膜振动的光合制氢装置。
[0007]为解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：一种内循环强化液膜振动的光合制氢装置，包括反应器、恒流泵和水槽；反应器，其包括反应空腔和水平布液管，反应器的内部开设有反应空腔，反应空腔的上端安装有水平布液管；恒流泵，其包括排水阀和抽水阀，恒流泵的上端安装有排水阀，恒流泵的底端连接有抽水阀；水槽，其包括支撑板和氢气收集瓶，水槽的两侧安装有支撑板，水槽的中部上端设置有氢气收集瓶。
[0008]基于上述技术特征：通过在水平布液管底部设置的收缩形射流喷嘴，可以使液相底物以一定的流速射流冲击反应器中的气液界面，使气液界面附近的液膜处于连续振荡的状态，能够在反应空腔的内部产生氢气，并依靠氢气浮升的作用力自然上浮至气液界面附近，在气液界面附近连续振荡的液膜具有向上的速度，可以为氢气提供从液相脱离的动能，同时，有助于克服粘性流体施加给氢气气泡的指向液相起到表面张力的拖拽作用，从而达到强化产物氢气从液相脱除的作用，通过反应器自下而上的收缩形圆台结构，且整体采用
透光材质，不仅有利于接收来自周围的自然光照，还可以利用流道截面积逐级减小时氢气流速逐级增大的原理，可以造成氢气气流因加速而使静压减小，同时，还可以在反应空腔内维持一个从气液界面指向排气管的静压力梯度，以此保证产生的氢气能够连续地从反应器中脱除。
[0009]作为本技术所述内循环强化液膜振动的光合制氢装置的一种优选方案，其中：所述反应空腔包括排气管和液相循环管，反应空腔的上端设置有排气管，反应空腔的底端连接有液相循环管。
[0010]基于上述技术特征：可以利用流道截面积逐级减小时氢气流速逐级增大的原理，可以造成氢气气流因加速而使静压减小，同时，还可以在反应空腔内维持一个从气液界面指向排气管的静压力梯度，以此保证产生的氢气能够连续地从反应器中脱除。
[0011]作为本技术所述内循环强化液膜振动的光合制氢装置的一种优选方案，其中：所述水平布液管包括连接法兰和收缩形射流喷嘴，水平布液管的顶部安装有连接法兰，水平布液管的底部设置有收缩形射流喷嘴。
[0012]基于上述技术特征：可以使液相底物以一定的流速射流冲击反应器中的气液界面，使气液界面附近的液膜处于连续振荡的状态，能够在反应空腔的内部产生氢气。
[0013]作为本技术所述内循环强化液膜振动的光合制氢装置的一种优选方案，其中：所述排水阀包括排水口和第一排水管，排水阀的上端设置有排水口，排水口的顶部连接有第一排水管。
[0014]基于上述技术特征：方便将反应器底部的输送至水平布液管内部，从而可以在反应空腔内部反复的产生氢气。
[0015]作为本技术所述内循环强化液膜振动的光合制氢装置的一种优选方案，其中：所述抽水阀包括抽水口和抽水管，抽水阀的底端设置有抽水口，抽水口的底部连接有抽水管。
[0016]基于上述技术特征：方便恒流泵与液相循环管连接为一体。
[0017]作为本技术所述内循环强化液膜振动的光合制氢装置的一种优选方案，其中：所述氢气收集瓶包括限位扣板和橡胶塞，氢气收集瓶的侧端设置有限位扣板，氢气收集瓶的底端安装有橡胶塞。
[0018]基于上述技术特征：方便将氢气收集瓶倒置在水槽的中部。
[0019]作为本技术所述内循环强化液膜振动的光合制氢装置的一种优选方案，其中：所述限位扣板与支撑板属于卡扣连接。
[0020]基于上述技术特征：方便将氢气收集瓶倒置固定在水槽的中部。
[0021]作为本技术所述内循环强化液膜振动的光合制氢装置的一种优选方案，其中：所述橡胶塞包括气体管道和第二排水管，橡胶塞的中部贯穿设置有气体管道，气体管道的一侧安装有第二排水管。
[0022]基于上述技术特征：可以将气体管道和第二排水管密封连接在氢气收集瓶的底端，方便氢气收集瓶对氢气收集的同时，还可以将氢气收集瓶内部的水分排出。
[0023]本技术有益效果为，通过收缩形射流喷嘴结构，可以使液相底物以一定的流速射流冲击反应器中的气液界面，使气液界面附近的液膜处于连续振荡的状态，能够在反应空腔的内部产生氢气，并依靠氢气浮升的作用力自然上浮至气液界面附近，在气液界面
附近连续振荡的液膜具有向上的速度，可以为氢气提供从液相脱离的动能，同时，有助于克服粘性流体施加给氢气气泡的指向液相起到表面张力的拖拽作用，从而达到强化产物氢气从液相脱除的作用，通过反应器自下而上的收缩形圆台结构，且整体采用透光材质，不仅有利于接收来自周围的自然光照，还可以利用流道截面积逐级减小时氢气流速逐级增大的原理，可以造成氢气气流因加速而使静压减小，同时，还可以在反应空腔内维持一个从气液界面指向排气管的静压力梯度，以此保证产生的氢气能够连续地从反应器中脱除。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0025]图1为内循环强化液膜振动的光合制氢装置的整体结构示意图。
[0026]图2为内循环强化液膜振动的光合制氢装置的恒流泵结构示意图。
[0027]图3为内循环强化液膜振动的光合制氢装置的反本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种内循环强化液膜振动的光合制氢装置，其特征在于：包括，反应器(100)，其包括反应空腔(101)和水平布液管(102)，反应器(100)的内部开设有反应空腔(101)，反应空腔(101)的上端安装有水平布液管(102)；恒流泵(200)，其包括排水阀(201)和抽水阀(202)，恒流泵(200)的上端安装有排水阀(201)，恒流泵(200)的底端连接有抽水阀(202)；以及，水槽(300)，其包括支撑板(301)和氢气收集瓶(302)，水槽(300)的两侧安装有支撑板(301)，水槽(300)的中部上端设置有氢气收集瓶(302)。2.如权利要求1所述的一种内循环强化液膜振动的光合制氢装置，其特征在于：所述反应空腔(101)包括排气管(101a)和液相循环管(101b)，反应空腔(101)的上端设置有排气管(101a)，反应空腔(101)的底端连接有液相循环管(101b)。3.如权利要求1或2所述的一种内循环强化液膜振动的光合制氢装置，其特征在于：所述水平布液管(102)包括连接法兰(102a)和收缩形射流喷嘴(102b)，水平布液管(102)的顶部安装有连接法兰(102a)，水平布液管(102)的底部设置有收缩形射流喷嘴(102b)。4.如权利要求3所述的一种内循环强化液膜振动的光合制氢装置，其特征在于：所述排水阀(201)包括排水口(201a)和第...
【专利技术属性】
技术研发人员：张川，霍东方，王贵红，黄豪，马一骁，王爱军，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。