[发明专利]一种光合制氢装置及制备氢气的工艺

说明书

本发明涉及一种光合制氢装置及制备氢气的工艺，包括底座、设于底座上反应器以及能够使反应器转动的转动机构；所述反应器包括沿水平方向延伸的筒体、设于筒体一端的进料组件、设于筒体另一端的出料组件、位于筒体中心轴位置处的支撑轴、若干个一端与支撑轴连接另一端与筒体内壁连接的支撑条、以及光源组件和加热器，所述光源组件包括设于筒体内的光源、三棱柱体以及设于筒体外的光源电源，所述三棱柱体表面带有反光涂层，所述光源分布与支撑条上。本发明提供了一种结构简单、操作方便、处理效率高、占地面积小、耗时短、适用性强、节能环保的滚筒式光合制氢反应器，且提高了料液的产氢量。

技术领域

本发明属于生物质光合制氢技术领域，具体涉及一种光合制氢装置及制备氢气的工艺。

背景技术

随着人类社会不断发展对能源的需求量越来越大，传统化石能源日渐枯竭的现状，氢气作为一种别认为是最理想的化石燃料的替代能源，所含有能量密度高、燃烧清洁无污染、利用形式多样化、利用效率高、可再生等特点。目前主要的制氢手段都有热化学制氢、光催化制氢和生物法制氢。生物制氢是目前研究最热门的一种制氢方法，由于其使用原料低廉，生产过程节能清洁、节能且不消耗矿物资源。生物质制氢主要包括生物质气化制氢、生物质黑暗发酵制氢和生物质光合制氢技术，在这些技术中，由于生物质光合制氢具有产氢能力高、原料适应性强、反应条件温和等优点，成为目前发展前景广阔、具有环境友好型的一种制氢重要方法。

光合制氢是在光合细菌在光照条件下分解有机物产生氢气的一种制氢方法。光合制氢装置主要包括反应器和光源两部分，工作时，反应器中通入有机物反应液及光合细菌，在设置于反应器内部或外部的光源的照射下，光合细菌与有机物进行生物反应进而产生氢气。

目前大部分光合制氢反应器都存在这以下缺点：反应液与光接触不足，光分布不均匀，严重影响产氢效率。光合细菌与有机物原料的接触流程短，使得反应不充分，产氢率低。反应器结构复杂，需要消耗过多的辅助能量以维持光合制氢反应器维持。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供了一种滚筒式光合制氢装置，所述装置能够提高反应器内光照强度的分布的均匀性，并利用反应器内光照直接作用于光合细菌，为光合细菌生化反应提供能量产生氢气。

本发明采用以下技术方案：

一种滚筒式光合制氢装置，包括底座、设于底座上反应器以及能够使反应器转动的转动机构。

所述反应器包括沿水平方向延伸的筒体、设于筒体一端的进料组件、设于筒体另一端的出料组件、位于筒体中心轴位置处的支撑轴、若干个一端与支撑轴连接另一端与筒体内壁连接的支撑条、以及光源组件和加热器；

所述光源组件包括设于筒体内的光源、三棱柱体以及设于筒体外的光源电源，所述三棱柱体表面带有反光涂层，所述三棱柱体沿水平方向延伸且在筒体内壁上沿圆周方向分布，所述光源分布与支撑条上；

所述筒体顶部设有排气口。

进一步地，所述加热器为设于筒体底部的辐射增温器；辐射增温器电连接有温度传感器，所述温度传感器设于筒体中。

进一步地，所述转动机构包括设于对称套设于筒体两端的齿圈、设于齿圈底部且与齿圈啮合的齿轮、齿轮驱动机构；

所述齿轮驱动机构包括电机，以及设于电机输出端的变速器，所述齿轮与变速器的输出端连接。

进一步地，所述转动机构还包括设于两个齿圈之间且套设于筒体外的托圈，所述托圈下设有与托圈相配合的托轮，所述托圈与拖轮滚动连接，所述托轮安装于底座上。

进一步地，进料组件包括安装于筒体端部的第一壳体，所述第一壳体上安装有进料斗，所述进料斗设有闭合开关；

所述出料组件包括安装于筒体远离进料组件一端的第二壳体，第二壳体内安装有出料管，所述出料管上设有阀门。