[发明专利]利用可再生资源制氢及发电双模系统

权利要求书

1.一种利用可再生资源制氢及发电双模系统，其特征在于，所述利用可再生资源制氢及发电双模系统包括相互连接的可再生资源制氢装置(110)和燃料电池装置(120)，所述燃料电池装置(120)用于利用所述可再生资源制氢装置(110)产生的氢气产生热能和电能、并提供给所述可再生资源制氢装置(110)，所述燃料电池装置(120)的剩余电能用于提供给电网；

可再生资源制氢装置(110)包括发酵底物预处理装置(111)、接种物预处理装置(112)、暗发酵连续反应器(113)和微生物电解连续反应器(114)，所述发酵底物预处理装置(111)、所述接种物预处理装置(112)均与所述暗发酵连续反应器(113)连接，所述暗发酵连续反应器(113)与所述微生物电解连续反应器(114)连接；

所述发酵底物预处理装置(111)用于处理所述可再生资源中的发酵底物，并生成第一预处理产物；

所述接种物预处理装置(112)用于处理所述可再生资源中的接种物，并生成第二预处理产物；

所述暗发酵连续反应器(113)用于处理所述第一预处理产物和所述第二预处理产物，并生成氢气和第三预处理产物；

所述微生物电解连续反应器(114)用于处理所述第三预处理产物，并生成氢气。

2.根据权利要求1所述的利用可再生资源制氢及发电双模系统，其特征在于，所述燃料电池装置(120)用于与所述接种物预处理装置(112)、所述暗发酵连续反应器(113)和所述微生物电解连续反应器(114)进行热交换，使所述接种物预处理装置(112)、所述暗发酵连续反应器(113)和所述微生物电解连续反应器(114)处于所需温度范围。

3.根据权利要求1所述的利用可再生资源制氢及发电双模系统，其特征在于，所述发酵底物预处理装置(111)用于对发酵底物中的工农业、生活或市政的废弃物进行物理法或化学法处理，以减小废弃物的尺寸。

4.根据权利要求3所述的利用可再生资源制氢及发电双模系统，其特征在于，所述发酵底物预处理装置(111)用于对发酵底物中的工农业、生活或市政的废弃物进行粉碎、研磨或者利用酸性溶液或碱性溶液进行溶解，以减小废弃物的尺寸。

5.根据权利要求4所述的利用可再生资源制氢及发电双模系统，其特征在于，所述酸性溶液包括4％盐酸或1.5％硫酸，所述碱性溶液包括4％氢氧化钠溶液。

6.根据权利要求1所述的利用可再生资源制氢及发电双模系统，其特征在于，所述接种物预处理装置(112)用于通过化学方法或曝气处理杀灭或抑制耗氢微生物的生物活性、并使产氢微生物具有完全的生物活性。

7.根据权利要求6所述的利用可再生资源制氢及发电双模系统，其特征在于，所述接种物预处理装置(112)用于通过1％HCl溶液处理时间30分钟，或者1％NaOH溶液处理时间1小时，或者曝气时间30分钟，以杀灭或抑制耗氢微生物的生物活性、并使产氢微生物具有完全的生物活性。

8.根据权利要求1所述的利用可再生资源制氢及发电双模系统，其特征在于，所述暗发酵连续反应器(113)为全混合厌氧反应器，所述暗发酵连续反应器(113)根据所述第一预处理产物和所述第二预处理产物的种类，设置对应的反应条件，以生成氢气和所述第三预处理产物。

9.根据权利要求8所述的利用可再生资源制氢及发电双模系统，其特征在于，所述暗发酵连续反应器(113)用于将控制pH值的范围为5～7，水力滞留时间为1～3天，添加10^-3mol/L的氮磷养料元素，并连续排出氢气和生成所述第三预处理产物，所述第三预处理产物包括有机酸。

10.根据权利要求9所述的利用可再生资源制氢及发电双模系统，其特征在于，所述微生物电解连续反应器(114)用于通过产电菌生成氢气，所述产电菌利用所述有机酸提升利用率。