一种易于释氢的发酵装置及发酵制氢方法制造方法及图纸

本申请公开了一种易于释氢的发酵装置及发酵制氢方法。所述易于释氢的发酵装置包括反应器本体，以及设置在所述反应器本体外部的储氢装置；所述储氢装置与所述反应器本体的出气口连接；所述储氢装置包括控时开关、气泡计数器和氢气收集装置；所述控时开关设置在所述反应器本体与所述气泡计数器之间，用以控制所述反应器本体与所述气泡计数器之间的气体连通；所述氢气收集装置与所述气泡计数器连接，用于储存所述反应器本体内释出的氢气。本申请的易于释氢的发酵装置不仅能够在发酵过程中尽可能地释放出所有氢气，还能将反应过程尽可能地向产氢途径调节。向产氢途径调节。向产氢途径调节。

A fermenting device easy to release hydrogen and a fermenting method for hydrogen production

【技术实现步骤摘要】
一种易于释氢的发酵装置及发酵制氢方法


[0001]本申请涉及生物反应器
，具体涉及一种易于释氢的发酵装置及发 酵制氢方法。

技术介绍

[0002]氢能作为能量密度较高的一种能量载体形式，燃烧时的最终产物为水，对 环境十分友好，能实现能源的可持续，可以有效减少温室气体的排放，在世界 经济增长和能源安全活动中发挥着重大贡献，生物制氢技术也受到了研究者和 科学家的广泛关注。
[0003]生物制氢是利用微生物自身代谢释放氢气的过程，环境友好且原料来源丰 富而且被认为是未来氢能生产的主要替代形式。生物制氢技术中的暗发酵技 术，在生物制氢中占有非常重要的地位。暗发酵中的产氢微生物主要为梭菌， 其具有将糖类物质快速转化为自身生物量同时释放氢气的能力。可以在没有光 照的情况下进行产氢并有较高的产氢速率。
[0004]但是目前的暗发酵反应器存在以下缺点：发酵液中的溶解氢不易释放，会 导致代谢途径向积累挥发性脂肪酸方向转移，同时氢气释放不充分；压力控制 只能单一地通过尾气端是否与大气相连控制加压或不加压，不仅需要投入过多 的人力物力，也不利于氢气的制备。
[0005]因此，亟需提供一种易于释氢的发酵装置，能够有效解决氢气释放不充分 的问题。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于提供一种易于释氢的发酵装置，不仅能够在发酵过程中 尽可能地释放出所有氢气，还能将反应过程尽可能地向产氢途径调节。
[0007]为了实现上述技术目的，本申请采用以下技术方案。
[0008]本申请实施例提供一种易于释氢的发酵装置，包括反应器本体，以及设置 在所述反应器本体外部的储氢装置；所述储氢装置与所述反应器本体的出气口 连接；
[0009]所述储氢装置包括控时开关、气泡计数器和氢气收集装置；所述控时开关 设置在所述反应器本体与所述气泡计数器之间，用以控制所述反应器本体与所 述气泡计数器之间的气体连通；
[0010]所述氢气收集装置与所述气泡计数器连接，用于储存所述反应器本体内释 出的氢气。
[0011]可选的，在本申请的一些实施例中，当所述控时开关在通电的状态下，阻 断所述反应器本体与所述气泡计数器的气体连通；
[0012]当所述控时开关在断电的状态下，使得所述反应器本体与所述气泡计数器 之间气体连通。
[0013]可选的，在本申请的一些实施例中，为收集氢气，所述控时开关的可以设 定为：每
通电1小时后，断电3～5分钟；如此反复。
[0014]可选的，在本申请的一些实施例中，所述控时开关包括机械弹簧。所述机 械弹簧设置在导气管上，若所述机械弹簧夹紧使得该处导气管气体不流通，若 所述机械弹簧弹开使得该处导气管气体流通。
[0015]可选的，在本申请的一些实施例中，所述机械弹簧的夹紧或弹开可根据通 电或断电来调控。
[0016]可选的，在本申请的一些实施例中，所述易于释氢的发酵装置还包括pH 调控装置，所述pH调控装置包括pH控制器和pH电极。
[0017]可选的，在本申请的一些实施例中，所述pH电极设置在所述反应器本体 的内部，用以实时监测所述反应器本体内部的发酵液的pH值。所述pH控制器 设置在所述反应器本体的外部，通过所述pH控制器可以调控所述反应器本体 内部的发酵液的pH值。
[0018]可选的，在本申请的一些实施例中，所述易于释氢的发酵装置还包括搅拌 装置，所述搅拌装置设置在所述反应器本体内部。
[0019]可选的，在本申请的一些实施例中，所述搅拌装置包括设置在搅拌杆上的 液体搅拌桨和气体搅拌桨。
[0020]可选的，在本申请的一些实施例中，所述搅拌装置上还包括储氢合金。
[0021]可选的，在本申请的一些实施例中，所述储氢合金连接在所述液体搅拌桨 上。
[0022]可选的，在本申请的一些实施例中，所述储氢装置与所述反应器本体之间 设置有第一空气过滤器；所述第一空气过滤器设置在所述反应器本体与所述控 时开关之间。
[0023]可选的，在本申请的一些实施例中，所述反应器本体的进气口通过导气管 连接一第二空气过滤器。
[0024]可选的，在本申请的一些实施例中，所述反应器本体包括反应器罐体和盖 板。所述出气口和所述进气口均设置在所述盖板上。
[0025]相应的，本申请实施例还提供一种发酵制氢方法，采用如上所述的任意一 种易于释氢的发酵装置。
[0026]可选的，在本申请的一些实施例中，将发酵液置于所述易于释氢的发酵装 置中的反应器本体内进行发酵产氢气。
[0027]可选的，在本申请的一些实施例中，利用所述pH调控装置监测所述发酵 液的pH值，并对所述发酵液的pH值进行调节。
[0028]可选的，在本申请的一些实施例中，在收集发酵产生的氢气时，设定储氢 装置中的所述控时开关为：每通电1小时后，断电3～5分钟。
[0029]本申请的有益效果在于：
[0030]本申请的发酵装置不仅能够在发酵过程中尽可能地释放出所有氢气，还能 将反应过程尽可能地向产氢途径调节。具体地，本申请的发酵装置内设有可拆 卸的带有储氢合金的搅拌装置，能有效吸取反应物料中的溶解氢，提高氢气的 释放效率，从而使葡萄糖更多地被利用产氢，提高氢气得率。本申请发酵装置 的出气口连接有控时开关和气泡计数器，不仅能更准确地计算产氢速率，同时 能灵活实现反应器内加压状态和不加压状态的转变，提高产氢效率。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请 的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还 可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1是本申请实施例提供的易于释氢的发酵装置的结构示意图。
[0033]附图中的标号分别为：反应器罐体1；液体搅拌桨2；盖板3；出气口4；气 体搅拌桨5；进气口6；第二空气过滤器8；第一空气过滤器10；控时开关13； 气泡计数器14；氢气收集装置16；pH电极18；pH控制器19。
具体实施方式
[0034]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。另外，在本申 请的描述中，术语“包括”是指“包括但不限于”。用语第一、第二、第三等 仅仅作为标示使用，并没有强加数字要求或建立顺序。本专利技术的各种实施例可 以以一个范围的型式存在；应当理解，以一范围型式的描述仅仅是因为方便及 简洁，不应理解为对本专利技术范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述 已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从 1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种易于释氢的发酵装置，其特征在于，包括反应器本体，以及设置在所述反应器本体外部的储氢装置；所述储氢装置与所述反应器本体的出气口连接；所述储氢装置包括控时开关、气泡计数器和氢气收集装置；所述控时开关设置在所述反应器本体与所述气泡计数器之间，用以控制所述反应器本体与所述气泡计数器之间的气体连通；所述氢气收集装置与所述气泡计数器连接，用于储存所述反应器本体内释出的氢气。2.根据权利要求1所述的易于释氢的发酵装置，其特征在于，当所述控时开关在通电的状态下，阻断所述反应器本体与所述气泡计数器的气体连通；当所述控时开关在断电的状态下，使得所述反应器本体与所述气泡计数器之间气体连通。3.根据权利要求1所述的易于释氢的发酵装置，其特征在于，所述易于释氢的发酵装置还包括pH调控装置，所述pH调控装置包括pH电极和pH控制器；所述pH电极设置在所述反应器本体的内部，用以实时监测所述反应器本体内部的发酵液的pH值；所述pH控制器设置在所述反应器本体的外部。4.根据权利要求1所述的易于释氢的发酵装置，其特征在于，所述易于释氢的发酵装置还包括搅拌装置，所述搅拌装置设置在所述反应器本体...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭，丁慧丽，杨帆，陈广麟，朱明龙，谭文松，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：