專利名稱：一種利用有機(jī)廢水制取氫氣的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及氫氣制取設(shè)備，具體地說是指一種利用有機(jī)廢水制取氫氣的設(shè)備。
技術(shù)背景能源作為世界經(jīng)濟(jì)的命脈，社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力，受到了各國(guó)的高度重視。然而，占世界 能源供給90%的化石燃料的儲(chǔ)量在日益枯竭，巳探明世界原油可供再利用50至80年， 煤可供再利用200至300年，天然氣可供再利用100年?；剂系氖褂脤?dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán) 境污染，化石燃料燃燒放出的C02是最重要的溫室氣體。近100多年中，全球地面平均溫 度上升了0.3至0.6'C,海平面上升了 14至25cm?；剂戏植疾痪?chǔ)量有限，由它 引發(fā)的戰(zhàn)爭(zhēng)與沖突屢見不鮮。面對(duì)傳統(tǒng)的化石燃料近于枯竭，由于燃燒礦物燃料做成的全 球氣候變暖日益加速，世界很多城市的市內(nèi)空氣質(zhì)量下降，為爭(zhēng)奪能源地區(qū)政治不穩(wěn)定日 益加劇等諸多威脅人類社會(huì)生存與發(fā)展的問題，因此，當(dāng)前在設(shè)法降低現(xiàn)有常規(guī)能源(如 煤、石油等)造成污染環(huán)境的同時(shí)，清潔能源的開發(fā)與應(yīng)用是大勢(shì)所趨。氫能是理想的清潔能源之一，已廣泛引起人們的重視。氫不僅是一種清潔能源而且也 是一種優(yōu)良的能源載體，具有可儲(chǔ)的特性，儲(chǔ)能是合理利用能量的一種方式。太陽能、風(fēng) 能分散間歇發(fā)電裝置及電網(wǎng)負(fù)荷的峰谷差或有大量廉價(jià)電能能都可以轉(zhuǎn)化為氫能儲(chǔ)存,供 需要時(shí)再使用，這種儲(chǔ)能方式分散靈活。氫能也具有可輸?shù)奶匦?，如在一定條件下將電能 轉(zhuǎn)化為氫能，輸氫較輸電有一定的優(yōu)越性?？茖W(xué)家認(rèn)為，氫能在二十一世紀(jì)能源舞臺(tái)上將 成為一種舉足輕重的能源。氫氣作為一種清潔、高效和豐富的新能源已漸為世人所共識(shí)。它具有以下優(yōu)點(diǎn)一， 清潔，氫氣燃燒過程中只產(chǎn)生水，對(duì)環(huán)境沒有任何污染，實(shí)現(xiàn)真正的"零排放"；二，貯 能高，燃燒l克氫可以放出14萬焦耳的熱量，約為燃燒1克汽油放熱的3倍；三，使用 效率髙，采用催化燃燒氫氣產(chǎn)熱，比常規(guī)化石燃料的熱效率髙10至15%，用于內(nèi)燃機(jī)產(chǎn) 生動(dòng)力，比汽油效率高15至25%;四，便于運(yùn)輸，輸氫成本最低，損失最少， 一條直徑 0.91米的輸氫管道，用于950至1600公里輸氫，其所輸送能站相當(dāng)于50萬伏高壓輸電線路所輸能量的10倍以上，而建設(shè)這樣的輸送管道所需費(fèi)用，僅為建設(shè)高壓輸電線路的1/2至1/4;五，用途廣泛，用氫可代替很多煤和石油的應(yīng)用場(chǎng)合。另外，人類在生活、生產(chǎn)活動(dòng)中，產(chǎn)生大量的廢棄物，人們需要耗費(fèi)大量的人力、財(cái)力進(jìn)行廢棄物的處置，據(jù)有關(guān)資料顯示，截至2004年，僅美國(guó)每年要處理家用廢水約460 億噸，耗費(fèi)高達(dá)250億美元，需要的電能占全國(guó)消耗總電能的1.5%。綜上，若能利用有機(jī)廢水進(jìn)行氫氣的制取，將會(huì)對(duì)節(jié)約能源和環(huán)保工作起到極大的促 進(jìn)作用。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種利用有機(jī)廢水制取氫氣的設(shè)備,其主要目的在于將氫氣制取和有 機(jī)廢水結(jié)合起來，以同時(shí)達(dá)到生產(chǎn)能源和促進(jìn)環(huán)保兩種效果。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案 一種利用有機(jī)廢水制取氫氣的設(shè)備，包括一罐體，該 罐體內(nèi)的下部為降解及沉降區(qū)，中部為電解區(qū)，上部為氣、液、固三相分離區(qū)；降解及沉 降區(qū)的側(cè)壁設(shè)有有機(jī)廢水進(jìn)水口，底部為倒錐形，其最低端設(shè)有污泥出口；電解區(qū)設(shè)有與 電源連接的陰極電極板和陽極電極板；氣、液、固三相分離區(qū)的頂部設(shè)有氫氣出口，兩側(cè) 設(shè)有出水口。前述一種利用有機(jī)廢水制取氫氣的設(shè)備，其陰極電極板和陽極電極板為同中心軸的圓 柱面形板，且間隔排列。前述一種利用有機(jī)廢水制取氫氣的設(shè)備，其氫氣出口下方形成一錐面形的擋板，罐體 側(cè)壁于所述出水口下方形成一擋圈，該擋圈與前述擋板端部之間形成一排水道。由上述對(duì)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的描述可知，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn) 一，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作運(yùn)行簡(jiǎn)便；二，在處理廢水、有機(jī)廢料過程中產(chǎn)生氫氣可直接或 經(jīng)純化后作為氫氣燃料電池、合成氨廠、航天業(yè)等日常生活、工業(yè)生產(chǎn)的原材料；三，在 處理廢水、有機(jī)廢料的同時(shí)制取氫氣，變廢為寶，產(chǎn)生的效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)的運(yùn)行成本， 大大低于傳統(tǒng)的廢水、有機(jī)廢料的處理成本，且能創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益，產(chǎn)生的氫氣又是 一種清潔能源，因此本專利具有良好的環(huán)境效益。

圖1為本實(shí)用新型的剖視圖；圖2為本實(shí)用新型陰極電極板和陽極電極板的俯視圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。一種利用有機(jī)廢水制取氫氣的設(shè)備，參照?qǐng)Dl,該設(shè)備包括一罐體l,該罐體l內(nèi)的 下部為降解及沉降區(qū)101，中部為電解區(qū)102,上部為氣、液、固三相分離區(qū)103。降解 及沉降區(qū)101的側(cè)壁設(shè)有有機(jī)廢水進(jìn)水口 11,底部為倒錐形，其最低端設(shè)有污泥出口 12。 電解區(qū)102設(shè)有與電源連接的陰極電極板4和陽極電極板5。氣、液、固三相分離區(qū)103 的頂部設(shè)有氫氣出口 20,兩側(cè)設(shè)有出水口 13、 14。氫氣出口 20下方形成一錐面形的擋板 2，罐體l側(cè)壁于所述出水口 13、 14下方形成一擋圈3，該擋圈3與前述擋板2底端部之 間形成一排水道30。同時(shí)參照?qǐng)D2，陰極電極板4和陽極電極板5為同中心軸的圓柱面形板，且間隔排列， 以達(dá)到最高的電擊產(chǎn)氫效率。有機(jī)廢水由罐體1下部的進(jìn)水口 11進(jìn)入罐體1，從罐體1上部的出水口 13、 14流出。 有機(jī)廢水中的有機(jī)物在罐體1的降解及沉降區(qū)101經(jīng)微生物降解最終產(chǎn)生醋酸，微生物中 的發(fā)電細(xì)菌啜食醋酸產(chǎn)生質(zhì)子和電子，在電解區(qū)102在外加短暫的電壓電擊下產(chǎn)生氫氣， 氫氣、水、固體顆粒向罐體1上方流動(dòng)進(jìn)入三相分離區(qū)103,氫氣由頂部中央的氫氣出口 20排出，水從經(jīng)排水道30從罐體1上部?jī)蓚?cè)的出水口 13、 14流出，固體顆粒則聚集成 大顆粒重新沉降至罐體1的底部，從污泥出口 12排出。陽極電極板5采用石墨板，陰極電極板4用帶鉑催化劑的碳板，同時(shí)在陰極電極板4 表面熱壓一層陰離子交換膜，阻止陽離子物質(zhì)在陰極電極板4沉降，而能使電子透過交換 膜與質(zhì)子結(jié)合產(chǎn)生氫氣。上述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利 用此構(gòu)思對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本實(shí)用新型保護(hù)范圍的行為。
權(quán)利要求1、一種利用有機(jī)廢水制取氫氣的設(shè)備，其特征在于包括一罐體，該罐體內(nèi)的下部為降解及沉降區(qū)，中部為電解區(qū)，上部為氣、液、固三相分離區(qū)；降解及沉降區(qū)的側(cè)壁設(shè)有有機(jī)廢水進(jìn)水口，底部為倒錐形，其最低端設(shè)有污泥出口；電解區(qū)設(shè)有與電源連接的陰極電極板和陽極電極板；氣、液、固三相分離區(qū)的頂部設(shè)有氫氣出口，兩側(cè)設(shè)有出水口。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種利用有機(jī)廢水制取氫氣的設(shè)備，其特征在于所述陰極電極 板和陽極電極板為同中心軸的圓柱面形板，且間隔排列。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種利用有機(jī)廢水制取氫氣的設(shè)備，其特征在于所述氫氣出口 下方形成一錐面形的擋板，罐體側(cè)壁于所述出水口下方形成一擋圈，該擋圈與前述擋 板端部之間形成一排水道。
專利摘要一種利用有機(jī)廢水制取氫氣的設(shè)備，包括一罐體，該罐體內(nèi)的下部為降解及沉降區(qū)，中部為電解區(qū)，上部為氣、液、固三相分離區(qū)；降解及沉降區(qū)的側(cè)壁設(shè)有有機(jī)廢水進(jìn)水口，底部為倒錐形，其最低端設(shè)有污泥出口；電解區(qū)設(shè)有與電源連接的陰極電極板和陽極電極板；氣、液、固三相分離區(qū)的頂部設(shè)有氫氣出口，兩側(cè)設(shè)有出水口。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作運(yùn)行簡(jiǎn)便；在處理廢水、有機(jī)廢料的同時(shí)制取氫氣，變廢為寶，產(chǎn)生的效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)的運(yùn)行成本，大大低于傳統(tǒng)的廢水、有機(jī)廢料的處理成本，且能創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益，產(chǎn)生的氫氣又是一種清潔能源，因此本專利具有良好的環(huán)境效益。
文檔編號(hào)C02F1/461GK201169630SQ200820101289
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2008年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月25日
發(fā)明者王俊川 申請(qǐng)人:王俊川