[实用新型]电解三室制取甲烷的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水电解制取甲烷技术的装置，尤其是一种电解三室制取甲烷的装置。

背景技术

当前，水电解技术制取甲烷的装置技术，还没有开发出来实施；锅炉内燃机排放的废气制取甲烷的装置技术，也没有开发出来实施。而目前，能源紧缺，大气污染严重。因此，急需开发锅炉、内燃机能源、氧气自给废气循环利用零排放的系统技术方案。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能够实现锅炉内燃机能源、氧气自给废气循环利用零排放的系统技术方案。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：

电解三室制取甲烷的装置，由壳体、阴极室、产甲烷室、阳极室和沼气池组成，在壳体的内部设有阴极板，阳极板。阳极板和阴极板的两面设有电解隔膜8.1-2，电解隔膜8.1与阴极板之间的空隙为阴极室，阴极室顶部设有氢气气体排出口。电解隔膜8.2与阳极板之间的空隙为阳极室，阳极室顶部设有氧气输出口。电解隔膜8.1与电解隔膜8.2之间的空隙为产甲烷室，产甲烷室顶部设有甲烷气体输 出口。氢气气体排出口、氧气输出口、甲烷气体输出口在输送管内混合后，输送到锅炉内燃机内做功，产甲烷室上部还设有污泥水排出口，排出口还设有防虹吸管。排出口与沼气池连通，沼气池的底部设有进营养液口，进营养液口与营养液池连通。沼气池的底部还设有污泥水排出口，排出口与设在产甲烷室底部的污泥水进口连通。沼气池顶部设有沼气输出管，沼气输出管与锅炉内燃机的进气口连通。

作为本实用新型技术方案的一种优先方案，还包括锅炉内燃机(14)的排气口(15)与沼气池(5)内的热交换器连通，热交换器的废气出口与壳体(1)的底部进气口(23)连通，进气口(23)设在壳体(1)的底部与气体分流板(16)之间。气体分流板(16)设有多个微气孔，锅炉内燃机排放的废气，通过气体分流板，均匀上升，进入产甲烷室。废气里的二氧化碳与氢离子相遇，在甲烷菌的作用下，合成甲烷。甲烷气体上升，从产甲烷室顶部设有的气体输出口输出。

总之，锅炉内燃机排放的废气，在产甲烷室内与水电解产生的氢离子相遇，在甲烷菌的作用下，合成甲烷；同时，还释放氧气；还有阳极室产生的氧气及阴极室产生的氢气。甲烷、氢气在锅炉内燃机做功(燃烧)，氧气参与甲烷、氢气做功(助燃)，生成二氧化碳和水，形成厌氧消化资源循环利用周期。各元素在密闭的容器内循环利用，不丢失。因此，锅炉内燃机能够实现能源、氧气自给，废气循环 利用零排放。

工作原理；1、电解三室制取甲烷的装置，①先将蒸馏水分别装入阴极室、阳极室，②再将氮肥、磷肥、少量的其他元素和水装入营养液池，混匀。③将甲烷菌种(发酵完了的有机物)装入沼气池，用污水泵把营养液池里的营养液抽到沼气池，营养液与甲烷菌种搅匀，形成污泥水，用污水泵把沼气池里的污泥水(甲烷菌种)抽到产甲烷室底部，从上部排出口排出，溢流到沼气池，污泥水(甲烷菌种)循环利用。

2、还包括锅炉内燃机排放的废气，通过气泵把废气输送到沼气池内的热交换器，热交换器加热沼气池内的污泥水，提高沼气池产气率。热交换器的废气出口与产甲烷室的底部废气进气口连通，废气通过气体分流板，均匀地进入产甲烷室，迅速上升。此时，水电解器开始工作，当阳极板产生的氢离子通过不对称电解隔膜向阴极板转移过程中，路过产甲烷室时，氢离子与废气里的二氧化碳与污泥水里的甲烷菌相遇，氢离子和二氧化碳在甲烷菌的作用下，合成甲烷，同时，还释放氧气，甲烷气体和氧气上升，从气体输出口输出，输送到锅炉内燃机内，甲烷做功(燃烧)，氧气参与甲烷做功(助燃)，废气循环利用零排放。漏网的氢离子进入阴极室，氢离子与氢离子结合，生成氢气，氢气上升，通过上部气体输出口，输送到锅炉内燃机做功(燃烧)，废气循环利用零排放。阴极板产生的氧离子向阳极板转移， 在阳极室氧离子与氧离子结合生成氧气，氧气上升，从氧气输出口输出，输送到锅炉内燃机，参与甲烷、氢气做功(助燃)，实现废气循环利用零排放。

3、还包括在产甲烷室里，甲烷菌遇到氧离子、氧气，氧离子、氧气毒害甲烷菌，部分甲烷菌中毒后，迅速上升，从污泥水排出口排出，溢流到沼气池，中毒的甲烷菌在沼气池里被好氧菌吃掉携带的氧离子、氧气而休养康复。因此储存池的容积要比产甲烷室的容积大0.5倍至15倍。还有锅炉内燃机排放的高温废气，通过管道输送到沼气池内的热交换器，加热沼气池内污泥水，提高中毒的甲烷菌治疗康复的速度。沼气池产生的沼气通过管道输送到锅炉内燃机做功(燃烧)。