本发明专利技术涉及一种生物制氢装置，具体涉及一种有机生活垃圾制氢装置，其特征在于：整个有机生活垃圾制氢装置主要由垃圾粉碎机（２）、流体泵（６）、发酵制氢反应器（３）和光合制氢反应器组依次连接组成；其中所述的光合制氢反应器组由两台以上的光合制氢反应器（４）并联组成；所述的发酵制氢反应器（３）和每一光合制氢反应器（４）的反应液入口管（１４）都设在反应筒（７）的顶部，且进入反应筒（７）内后都一直延伸至导流筒（１５）内；所述的发酵制氢反应器（３）和每一光合制氢反应器（４）的反应液出口（１０）的标高均高于导流筒（１５）的上端面。本发明专利技术制氢装置既可增大光源与反应液的接触面，又可加速反应液在反应器内循环流动，制氢率显著提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微生物学装置，具体涉及一种生物制氢装置。
技术介绍
日常生活中，餐饮业和家庭都会有大量的厨余和剩饭菜，通常这些有机生活垃圾 都是与普通垃圾一起填埋，既污染环境，也耗费社会资源。生物制氢技术为解决有机生活垃 圾的处理问题提供了新途径，既可减轻污染环境压力，也可解决能源紧缺问题。目前，生物制氢的方法主要有光解水制氢、发酵制氢和光合制氢。其中，光解水 制氢是微藻及蓝细菌以太阳能为能源，以水为原料，通过光合作用及其特有的产氢酶系， 将水分解为氢气和氧气；发酵制氢是异养型厌氧细菌利用碳水化合物等有机物，通过发 酵作用产生氢气；光合制氢是光合细菌利用有机物通过光发酵作用产生氢气。专利号 为00231651.X的中国专利公开了一种“生物发酵制氢装置”，该装置利用发酵制氢的方 法，使含有糖类、蛋白质等有机物的粮食及废水通过发酵液的作用产生氢气。专利号为 200410060366. 4的中国专利技术专利中公开了一种“太阳能光合生物制氢装置”，该装置是利用 光合制氢的方法，使光合细菌在太阳光照条件下分解禽兽粪便等有机物以产生氢气。发酵 制氢技术具有产氢速率高、对条件要求低和可利用的有机物范围广的优点，但是对于发酵 分解后的小分子有机酸、醇类物质，发酵细菌无法将其进一步分解进而产生氢。在光合制氢 技术中，光合细菌利用光能，催化有机物厌氧酵解产生的小分子有机酸、醇类物质为底物的 正向自由能反应进而产氢。因此，将发酵制氢和光合制氢两种制氢方法结合在一起，相互利 用，相互补充，形成发酵和光合耦合制氢技术可以大大提高氢气的产量和能源的转化率。专 利号为200610049909. 1的中国专利公开了一种“生物质及固体有机废弃物发酵和光合耦 合产氢装置”，该装置包括水解和酸化反应器、有机酸发酵产氢反应器和光合产氢反应器， 其中有机酸发酵产氢反应器和光合产氢反应器内均设有填料床，生物质和有机固体废弃物 首先在水解和酸化反应器中水解酸化成有机酸液，通过物料泵由水解和酸化反应器的底部 输出，并由有机酸发酵产氢反应器的底部输入到有机酸发酵产氢反应器中，在其所携带的 产氢菌株的代谢作用下，产生氢气以及乙醇、乙酸等小分子有机酸，再通过物料泵由光合产 氢反应器的底部输送到光合产氢反应器中，在光照条件下，光合细菌将上述的小分子有机 酸降解并产生氢气。该专利方案在的氢气产量、能源转化率和基质利用率方面都获得突破 性的提高，但该技术方案存在以下的不足有机酸液在机酸发酵产氢反应器和光合产氢反 应器内单向流动，导致有机酸液和菌株接触不充分，为了使有机酸液和菌株反应更充分，需 要增加一物料泵来实现有机酸液的外循环。专利号为95213562. 0的中国专利公开了一种用于污水处理的内循环生物流化 床，该生物流化床的床体为一下端封闭的直筒，床体内自下而上依次同轴设置两端敞口的 提升管、导流管和隔离管，其中，导流管上端为直径小于提升管直径的敞口，下端为直径大 于提升管直径的敞口，中部为位于提升管上端口处的锥形过渡部分；床体的下端设有曝气 头以及入水口，上端设有出水口。待处理的废水从床体下端的入水口进入反应器内，压缩空气通过床体下端的曝气头对废水进行曝气充氧，废水在提升管内向上流动，在提升管的上 端口处一部分废水在导流管中间锥形过渡部分的阻挡下，弯折向下流动，使得废水在床体 内形成循环流动。当将这种生物流化床应用于生物制氢时，由于反应液在反应器内能形成 循环流动，提高了反应液与菌株接触的机率，使得反应液与菌株接触更充分，有利于提高产 氢率。但是这种生物流化床结构必须有辅助气源，且这个气源必须能提供足够大的压力才 能推动液体克服重力形成循环流动，消耗的辅助能量较多。
技术实现思路
鉴于现有技术存在上述不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种产氢率高且 无需辅助能源的有机生活垃圾制氢装置。本专利技术解决上述问题的技术方案为—种有机生活垃圾制氢装置，它包括垃圾粉碎机、流体泵、发酵制氢反应器和光合 制氢反应器，其中所述的发酵制氢反应器和光合制氢反应器的反应筒内均同轴设有起内循 环作用的导流筒，光合制氢反应器内所设的导流筒的筒壁内设有光源；其特征在于整个有机生活垃圾制氢装置主要由垃圾粉碎机、流体泵、发酵制氢反应器和光合 制氢反应器组依次连接组成；其中所述的光合制氢反应器组由两台以上的光合制氢反应器 并联组成；所述的发酵制氢反应器和每一光合制氢反应器的反应液入口管都设在反应筒的 顶部，且进入反应筒内后都一直延伸至导流筒内；所述的发酵制氢反应器和每一光合制氢 反应器的反应液出口的标高均高于导流筒的上端面。本专利技术所述的有机生活垃圾制氢装置，它还包括光催化反应器，该光催化反应器 的结构与所述的光合制氢反应器的结构相同；整个制氢装置中的每一光合制氢反应器的反 应液出口都串联连接一台所述的光催化反应器。本专利技术所述的制氢装置增设所述光催化反 应器的目的在于，将在光合制氢反应器中反应完毕的废液再通入光催化反应器进行光水解 反应，以消除废液中的部分污染物质满足达标排放要求，同时也可获得一些氢气。本专利技术所述的有机生活垃圾制氢装置，其中所述的光合制氢反应器光源的波长通 常为400-950nm，所述的光催化制氢反应器光源的波长通常为250-400nm，它们可以是常见 的日光灯光源，也可以是公知的LED光源或弥散光纤光源。为了提高产气率，所述的光源 最好能照射到所述导流筒内外的反应液。实现此目的的方案有以下几种选择1、当所述的 光源为日光灯光源或弥散光纤光源时，所述导流筒的筒壁为透明的夹层结构，日光灯光源 或弥散光纤光源设置在透明的夹层结构内，其中所述弥散光纤光源的方案可参照申请号为 200910213692. 7的专利技术专利申请所述方案实施；当所述的光源为LED光源时，所述的导流 筒的内壁和外壁上紧密嵌设有LED，且每一 LED的头部都露出导流筒的筒壁，这样既可直接 照射导流筒内外的反应液，又可利用反应液给LED降温，保证LED长期稳定工作。本专利技术所述的有机生活垃圾制氢装置，其中所述的反应液入口管伸进导流筒内的 长度为导流筒长度的1/5 1/3，以避免刚进入导流筒内的反应液直接从导流筒的上端翻 入反应筒内而影响循环效果。本专利技术与现有技术相比有如下的有益效果基本方案中的发酵制氢反应器和光合制氢反应器以及改进方案中的光催化反应器的反应液入口管均设在反应筒的上端，且伸进导流筒的内腔中，因此借助于液流泵的压 力和反应液其本身的重力势能，便可推动导流筒内的反应液向下流动，加速反应液在反应 器内循环流动，显著提高反应液与预置在反应筒底部的菌株的接触机率，而且不需要消耗 辅助能源。此外，由于光合作用的效果与射入反应液内光的能量直接相关，因此，本专利技术所 述的光合制氢反应器组两台以上的光合制氢反应器并联组成，可明显提高反应器的高度与 直径的比例，增大光源与反应液的接触面，进一步提高制氢率。同理，本专利技术所述的每一光 合制氢反应器的反应液出口都串联连接一台所述的光催化反应器的改进方案，也有利于提 高光催化效果，提高排放的水质。附图说明图1为本专利技术所述有机生活垃圾制氢装置的一个具体实施例的立体图。图2为本专利技术所述垃圾粉碎机的一个具体实施例的结构示意图。图3和图4为本专利技术所述发酵制氢反应器的一个具体实施例的结构示意本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
一种有机生活垃圾制氢装置，它包括垃圾粉碎机(2)、流体泵(6)、发酵制氢反应器(3)和光合制氢反应器(4)，其中所述的发酵制氢反应器(3)和光合制氢反应器(4)的反应筒(7)内均同轴设有起内循环作用的导流筒(15)，光合制氢反应器(4)内所设的导流筒(15)的筒壁内设有光源；其特征在于整个有机生活垃圾制氢装置主要由垃圾粉碎机(2)、流体泵(6)、发酵制氢反应器(3)和光合制氢反应器组依次连接组成；其中所述的光合制氢反应器组由两台以上的光合制氢反应器(4)并联组成；所述的发酵制氢反应器(3)和每一光合制氢反应器(4)的反应液入口管(14)都设在反应筒(7)的顶部，且进入反应筒(7)内后都一直延伸至导流筒(15)内；所述的发酵制氢反应器(3)和每一光合制氢...
【专利技术属性】
技术研发人员：江帆，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：81
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