[发明专利]一种耦合风能驱动的电发酵反应器

说明书

本发明公开了一种耦合风能驱动的电发酵反应器，所述电发酵反应器包括发酵反应器主体、搅拌结构、极片、风力发电结构、支撑结构以及蓄电池，所述风力发电结构通过所述支撑结构与所述发酵反应器主体连接，所述搅拌结构顶端通过传动齿轮组与所述风力发电结构驱动连接，且所述搅拌结构下端置于所述发酵反应器主体内，所述蓄电池与所述风力发电结构电性连接，所述极片置于所述发酵反应器主体内且与所述蓄电池电性连接；本发明利用风力发电为电发酵产甲烷反应装置供电，维持阴阳极之间的电位，且风力发电同时能带动搅拌器转动，从而能有效的节约电能资源，经济成本低且环保节约。

技术领域

本发明涉及电发酵反应技术领域，特别涉及一种耦合风能驱动的电发酵反应器。

背景技术

厌氧发酵技术能在混合菌的互营作用下通过水解、酸化、乙酸化和甲烷化等阶段将自然界分布广泛的生物质原料降解为甲烷。最新研究表明，产电菌可以通过直接接触、导电菌毛和导电介质将降解有机物产生的电子传递给产甲烷菌，而产甲烷菌可以通过直接种间电子传递的方式利用胞外电子还原二氧化碳产甲烷，可通过对传统厌氧发酵器外加电压(电极)的方式促进直接种间电子传递，最终提高厌氧发酵产甲烷效果。

但是现有的反应装置存在以下不足：

(1)现有的电发酵产甲烷反应是外部直接提供电压提高发酵的效果，从而消耗高品位电能维持电极电压，造成经济成本高且易造成资源浪费；

(2)现有的厌氧发酵反应器搅拌装置是直接外接电机提供驱动力，也是直接消耗高品位电能实现持续搅拌，造成经济成本高且易造成资源浪费。

发明内容

发明的目的在于提供一种耦合风能驱动的电发酵反应器，解决了发酵反应装置在维持电极电压以及搅拌装置的驱动都需要直接消耗高品位的电能，造成经济成本高且易浪费资源的问题。

本发明是这样实现的，一种耦合风能驱动的电发酵反应器，所述电发酵反应器包括发酵反应器主体、搅拌结构、极片、风力发电结构、支撑结构以及蓄电池，

所述风力发电结构通过所述支撑结构与所述发酵反应器主体连接，所述搅拌结构顶端通过传动齿轮组与所述风力发电结构驱动连接，且所述搅拌结构下端置于所述发酵反应器主体内，所述蓄电池与所述风力发电结构电性连接，所述极片置于所述发酵反应器主体内且与所述蓄电池电性连接。

本发明的进一步技术方案是：所述风力发电结构包括驱动轴、置于所述驱动轴一端的风机叶片以及与所述驱动轴连接的发电机，所述发电机与所述蓄电池电性连接，所述传动齿轮组包括套设在所述驱动轴上的第一传送齿轮以及置于所述搅拌结构顶端且与所述第一传动齿轮配合的第二传动齿轮。

本发明的进一步技术方案是：所述风力发电结构还包括置于所述驱动轴上靠近所述风机叶片一端的风力传感器以及置于所述驱动轴另一端的制动器，所述风力传感器与所述制动器通过PLC控制器电性连接。

本发明的进一步技术方案是：所述PLC控制器置于所述支撑结构内。

本发明的进一步技术方案是：所述搅拌结构包括搅拌轴以及置于所述搅拌轴底部的搅拌器，所述搅拌轴顶端通过传动齿轮组与所述风力发电结构连接，所述搅拌轴远离所述风力发电结构的一端穿过所述发酵反应器主体且与所述发酵反应器主体转动连接。

本发明的进一步技术方案是：所述搅拌器与所述蓄电池电性连接。

本发明的进一步技术方案是：所述发酵反应器主体顶部设有出气口，所述发酵反应器主体外套设有保温层。

本发明的进一步技术方案是：所述极片包括阴极极片和阳极极片。

本发明的进一步技术方案是：所述支撑结构为塔架，所述塔架远离所述风力发电结构的一端置于所述发酵反应器主体的顶部。

本发明的进一步技术方案是：所述蓄电池置于所述支撑结构内。