一種用于生物制氫的發(fā)酵罐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物發(fā)酵制氫領(lǐng)域，特別是一種用于生物制氫的發(fā)酵罐。
【背景技術(shù)】
[0002]能源是人類社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)資源。經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人口的快速增長(zhǎng)以及生活水平的不斷提高，導(dǎo)致能源需求迅速攀升。氫能作為理想的替代能源，在清潔能源生產(chǎn)、資源再生、環(huán)境保護(hù)的領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的市場(chǎng)潛力。
[0003]生物發(fā)酵制氫由于具有經(jīng)濟(jì)性好、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)而引起人們的重視，發(fā)酵罐作為發(fā)酵工序必不可少的設(shè)備，在生物發(fā)酵制氫過程中起著至關(guān)重要的作用。現(xiàn)有的發(fā)酵罐通常設(shè)置有溫度控制系統(tǒng)和PH控制系統(tǒng)，能夠較好地實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程中的溫度控制和PH值控制，但PH控制系統(tǒng)只能通過加酸液或加堿液來控制罐體內(nèi)的PH值，由于加酸液或加堿液時(shí)PH值波動(dòng)大，當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)的PH值在目標(biāo)PH值附近時(shí)，往往不易控制，PH值控制精度低，此外，現(xiàn)有的溫度控制系統(tǒng)雖然能做到恒溫控制，但往往能耗大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種可提高PH值控制精度并可降低能耗的用于生物制氫的發(fā)酵罐。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種用于生物制氫的發(fā)酵罐，包括罐體，罐體上端設(shè)有進(jìn)料口，下端設(shè)有排出口，所述罐體外側(cè)設(shè)有液體腔，液體腔的上、下端分別設(shè)有循環(huán)出口和循環(huán)入口，循環(huán)入口通過管道連接有循環(huán)泵，循環(huán)泵另一端與循環(huán)出口之間并聯(lián)連接有小循環(huán)管道和恒溫控制裝置，循環(huán)泵和循環(huán)出口之間設(shè)置有用于在小循環(huán)管道和恒溫控制裝置所在支路之間切換的切換閥，所述罐體內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器和PH傳感器，罐體側(cè)面設(shè)置有與罐體內(nèi)部連通的酸液管道、堿液管道和緩沖液管道，酸液管道、堿液管道和緩沖液管道上均設(shè)置有PH控制閥，還包括控制器，控制器的輸入端與溫度傳感器、PH傳感器電連接，控制器的輸出端與三個(gè)PH控制閥、切換閥、循環(huán)泵、恒溫控制裝置電連接。
[0007]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述恒溫控制裝置包括并聯(lián)連接的加熱支路和冷凝支路，所述加熱支路和冷凝支路上分別設(shè)有與控制器的輸出端電連接的加熱系統(tǒng)和冷凝系統(tǒng)，所述切換閥包括設(shè)于小循環(huán)管道所在支路上的第一冷卻控制閥，設(shè)于加熱系統(tǒng)兩端并位于加熱支路上的加熱控制閥，及設(shè)于冷凝系統(tǒng)兩端并位于冷凝支路上的第二冷卻控制閥。
[0008]進(jìn)一步，所述罐體內(nèi)還設(shè)置有帶攪拌扇葉的攪拌軸。
[0009]進(jìn)一步，所述攪拌軸從上至下至少設(shè)置有兩組攪拌扇葉。
[0010]進(jìn)一步，所述攪拌軸由設(shè)置在罐體上方的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述電機(jī)與控制器電連接。
[0011]進(jìn)一步，所述罐體上端安裝有便于觀察罐體內(nèi)部的視鏡。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型由于在傳統(tǒng)發(fā)酵罐的基礎(chǔ)上增加緩沖液管道，當(dāng)罐體內(nèi)的PH值距離目標(biāo)PH值較小時(shí)，可以加入緩沖液進(jìn)行調(diào)節(jié)，PH值波動(dòng)小，可控性強(qiáng)，無需擔(dān)心加入堿液或者酸液而造成PH值偏離目標(biāo)值的問題，PH值控制精度高。同時(shí)本實(shí)用新型由于在循環(huán)泵與循環(huán)出口之間設(shè)置與恒溫控制裝置并聯(lián)的小循環(huán)管道，當(dāng)罐體內(nèi)溫度高出目標(biāo)溫度較小時(shí)，直接通過小循環(huán)管道散熱，無需開啟恒溫控制裝置，從而節(jié)省了能源。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0014]圖1是本實(shí)用新型部分結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型中的恒溫控制裝置、小循環(huán)管道及循環(huán)泵的連接關(guān)系的示意圖；
[0016]圖3是本實(shí)用新型中的PH控制系統(tǒng)原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參照?qǐng)D1至圖3，本實(shí)用新型的一種用于生物制氫的發(fā)酵罐，包括罐體1，罐體I上端設(shè)有進(jìn)料口 11，下端設(shè)有排出口 12，所述罐體I外側(cè)設(shè)有液體腔20，液體腔20的上、下端分別設(shè)有循環(huán)出口 21和循環(huán)入口 22，循環(huán)入口 22通過管道連接有循環(huán)泵23，循環(huán)泵23另一端與循環(huán)出口 21之間并聯(lián)連接有小循環(huán)管道24和恒溫控制裝置，循環(huán)泵23和循環(huán)出口 21之間設(shè)置有用于在小循環(huán)管道24和恒溫控制裝置所在支路之間切換的切換閥，所述罐體I內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器和PH傳感器30，罐體I側(cè)面設(shè)置有與罐體I內(nèi)部連通的酸液管道31、堿液管道32和緩沖液管道33，酸液管道31、堿液管道32和緩沖液管道33上均設(shè)置有PH控制閥34，還包括控制器35，控制器35的輸入端與溫度傳感器、PH傳感器30電連接，控制器35的輸出端與三個(gè)PH控制閥34、切換閥、循環(huán)泵23、恒溫控制裝置電連接。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)PH值的自動(dòng)檢測(cè)控制，工作時(shí)，PH傳感器30將罐體I內(nèi)的PH值轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸?shù)娇刂破?5中，當(dāng)罐體I內(nèi)的PH值距離目標(biāo)PH值較小時(shí)，控制器35則控制緩沖液管道33的PH控制閥34打開，在罐體I內(nèi)加入緩沖液，該緩沖液能夠保持罐體I內(nèi)的PH值處于相對(duì)臨界狀態(tài)，PH值波動(dòng)??；當(dāng)罐體I內(nèi)的PH值距離目標(biāo)PH值較大時(shí)，控制器35則控制酸液管道31或堿液管道32的PH控制閥34打開，在罐體I內(nèi)加入酸液或堿液，從而將罐體I內(nèi)的PH值調(diào)節(jié)到目標(biāo)值。本實(shí)用新型由于在傳統(tǒng)發(fā)酵罐的基礎(chǔ)上增加緩沖液管道33，當(dāng)罐體I內(nèi)的PH值距離目標(biāo)PH值較小時(shí)，可以加入緩沖液進(jìn)行調(diào)節(jié)，PH值波動(dòng)小，可控性強(qiáng)，無需擔(dān)心加入堿液或者酸液而造成PH值偏離目標(biāo)值的問題，PH值控制精度高。本實(shí)用新型還可以實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)檢測(cè)控制，溫度傳感器將罐體I內(nèi)的溫度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸送給控制器35，當(dāng)罐體I內(nèi)的溫度高于目標(biāo)溫度且兩者之間相差較小時(shí)，控制器35控制循環(huán)泵23工作，同時(shí)控制切換閥，使得液體腔20內(nèi)的液體經(jīng)過循環(huán)出口 21、小循環(huán)管道24、循環(huán)泵23和循環(huán)入口 22進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)，通過液體的循環(huán)流動(dòng)自然散熱，而恒溫控制裝置處于關(guān)閉狀態(tài)，可以減小能源消耗；當(dāng)罐體I內(nèi)的溫度高于目標(biāo)溫度且兩者之間相差較大，或者罐體I內(nèi)的溫度低于目標(biāo)溫度時(shí)，控制器35則控制切換閥，使得液體腔20內(nèi)的液體經(jīng)過循環(huán)出口 21、恒溫控制裝置、循環(huán)泵23和循環(huán)入口 22進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)，通過恒溫控制裝置控制罐體I內(nèi)的溫度維持恒定。本實(shí)用新型由于在循環(huán)泵23與循環(huán)出口 21之間設(shè)置與恒溫控制裝置并聯(lián)的小循環(huán)管道24，當(dāng)罐體I內(nèi)溫度高出目標(biāo)溫度較小時(shí)，直接通過小循環(huán)管道24散熱，無需開啟恒溫控制裝置，從而節(jié)省了能源。
[0018]所述恒溫控制裝置包括并聯(lián)連接的加熱支路和冷凝支路，所述加熱支路和冷凝支路上分別設(shè)有與控制器35的輸出端電連接的加熱系統(tǒng)251和冷凝系統(tǒng)252，所述切換閥包括設(shè)于小循環(huán)管道24所在支路上的第一冷卻控制閥261，設(shè)于加熱系統(tǒng)251兩端并位于加熱支路上的加熱控制閥262，及設(shè)于冷凝系統(tǒng)252兩端并位于冷凝支路上的第二冷卻控制閥263。當(dāng)罐體I內(nèi)溫度過高且與目標(biāo)溫度差距較大時(shí)，控制器35則控制小循環(huán)管道24所在支路上的第一冷卻控制閥261、加熱系統(tǒng)251及位于加熱系統(tǒng)251兩端的加熱控制閥262關(guān)閉，并打開冷凝系統(tǒng)252兩端的第二冷卻控制閥263，啟動(dòng)循環(huán)泵23和冷凝系統(tǒng)252進(jìn)行降溫，當(dāng)罐體I內(nèi)溫度低于目標(biāo)溫度時(shí)，控制器35則控制小循環(huán)管道24所在支路上的第一冷卻控制閥261、冷凝系統(tǒng)252及位于冷凝系統(tǒng)252兩端的第二冷卻控制閥263關(guān)閉，并打開加熱系統(tǒng)251兩端的加熱控制閥262，啟動(dòng)循環(huán)泵23和加熱系統(tǒng)251進(jìn)行升溫。
[0019]本實(shí)施例中，所述罐體I內(nèi)還設(shè)置有帶攪拌扇葉42的攪拌軸41，通過攪拌扇葉42的攪拌可以使混合底物和發(fā)酵菌充分混合，從而達(dá)到加速發(fā)酵反應(yīng)的目的。優(yōu)選地，所述攪拌軸41從上至下至少設(shè)置有兩組攪拌扇葉42，可以使混合底物與發(fā)酵菌混合得更加充分、均勻。所述攪拌軸41由設(shè)置在罐體I上方的電機(jī)43驅(qū)動(dòng)，所述電機(jī)43與控制器35電連接。
[0020]進(jìn)一步，所述罐體I上端安裝有便于觀察罐體I內(nèi)部的視鏡，透過視鏡，操作者可以直觀觀察到罐體I內(nèi)的發(fā)酵情況，方便掌握發(fā)酵進(jìn)程。
[0021]當(dāng)然，本實(shí)用新型除了上述實(shí)施方式之外，還可以有其它結(jié)構(gòu)上的變形，這些等同技術(shù)方案也應(yīng)當(dāng)在其保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于生物制氫的發(fā)酵罐，包括罐體(I )，罐體(I)上端設(shè)有進(jìn)料口( 11 )，下端設(shè)有排出口(12)，其特征在于:所述罐體(I)外側(cè)設(shè)有液體腔(20)，液體腔(20)的上、下端分別設(shè)有循環(huán)出口(21)和循環(huán)入口(22)，循環(huán)入口(22)通過管道連接有循環(huán)泵(23)，循環(huán)泵(23)另一端與循環(huán)出口(21)之間并聯(lián)連接有小循環(huán)管道(24)和恒溫控制裝置，循環(huán)泵(23)和循環(huán)出口(21)之間設(shè)置有用于在小循環(huán)管道(24)和恒溫控制裝置所在支路之間切換的切換閥，所述罐體(I)內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器和PH傳感器(30 )，罐體(I)側(cè)面設(shè)置有與罐體(I)內(nèi)部連通的酸液管道(31)、堿液管道(32 )和緩沖液管道(33 )，酸液管道(31)、堿液管道(32 )和緩沖液管道(33 )上均設(shè)置有PH控制閥(34 )，還包括控制器(35 )，控制器(35 )的輸入端與溫度傳感器、PH傳感器(30)電連接，控制器(35)的輸出端與三個(gè)PH控制閥(34)、切換閥、循環(huán)泵(23 )、恒溫控制裝置電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于生物制氫的發(fā)酵罐，其特征在于:所述恒溫控制裝置包括并聯(lián)連接的加熱支路和冷凝支路，所述加熱支路和冷凝支路上分別設(shè)有與控制器(35 )的輸出端電連接的加熱系統(tǒng)(251)和冷凝系統(tǒng)(252 )，所述切換閥包括設(shè)于小循環(huán)管道(24)所在支路上的第一冷卻控制閥(261)，設(shè)于加熱系統(tǒng)(251)兩端并位于加熱支路上的加熱控制閥(262)，及設(shè)于冷凝系統(tǒng)(252)兩端并位于冷凝支路上的第二冷卻控制閥(263)0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于生物制氫的發(fā)酵罐，其特征在于:所述罐體(I)內(nèi)還設(shè)置有帶攪拌扇葉(42)的攪拌軸(41)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于生物制氫的發(fā)酵罐，其特征在于:所述攪拌軸(41)從上至下至少設(shè)置有兩組攪拌扇葉(42 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于生物制氫的發(fā)酵罐，其特征在于:所述攪拌軸(41)由設(shè)置在罐體(I)上方的電機(jī)(43)驅(qū)動(dòng)，所述電機(jī)(43)與控制器(35)電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于生物制氫的發(fā)酵罐，其特征在于:所述罐體(I)上端安裝有便于觀察罐體(I)內(nèi)部的視鏡。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于生物制氫的發(fā)酵罐，包括罐體，罐體外側(cè)設(shè)有液體腔，液體腔設(shè)有循環(huán)出口和循環(huán)入口，循環(huán)入口連接有循環(huán)泵，循環(huán)泵另一端與循環(huán)出口之間并聯(lián)連接有小循環(huán)管道和恒溫控制裝置，循環(huán)泵和循環(huán)出口之間設(shè)有切換閥，罐體內(nèi)設(shè)有溫度傳感器和PH傳感器，罐體側(cè)面設(shè)有帶PH控制閥的酸液管道、堿液管道和緩沖液管道，還包括控制器，控制器的輸入端與溫度傳感器、PH傳感器電連接，控制器的輸出端與三個(gè)PH控制閥、切換閥、循環(huán)泵、恒溫控制裝置電連接。當(dāng)罐體內(nèi)的PH值距離目標(biāo)PH值較小時(shí)，可以加入緩沖液進(jìn)行調(diào)節(jié)，PH值波動(dòng)小，控制精度高，當(dāng)罐體內(nèi)溫度高出目標(biāo)溫度較小時(shí)，直接通過小循環(huán)管道散熱，節(jié)省了能源。
【IPC分類】C12M1-107, C12M1-34, C12M1-36, C12M1-02, C12M1-38
【公開號(hào)】CN204325369
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420671041
【發(fā)明人】章細(xì)華, 姚峣, 劉永清, 張建
【申請(qǐng)人】深圳市格瑞斯特環(huán)保技術(shù)有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年11月11日