本发明属于微生物发酵，尤其涉及一种密封搅拌式微生物制氢装置及制氢方法。
背景技术：
1、微生物制氢是一种利用微生物发酵过程生产氢气的先进技术。然而，如果在制氢过程中混入了空气，可能会产生一系列不良后果，如爆炸风险增加，氢气是一种易燃易爆的气体，如果与空气混合到一定比例，形成爆炸气体，遇到微火源就会引起严重的爆炸；生产效率下降，混入空气可能会影响微生物的正常代谢过程，降低微生物的活性，从而降低制氢效率。氢气纯度下降，空气中的氧气会稀释氢气，导致最终产生的氢气纯度下降，不符合某些应用的要求。因此，在微生物制氢过程中必须采取有效的措施防止空气进入，确保生产的氢气纯净且安全。
2、公开号为cn114410439a中国专利文献公开了一种新型微生物制氢发电装置，包括密封桶，所述密封筒上设有密封盖，所述密封桶与所述密封盖之间设有自移动件，所述自移动件利用生物分解产物产生压强产生自动移动的动力，所述自移动件的一侧设有对密封桶内废物进行翻转的翻转件，所述翻转件的底部设有对废物进行搅拌的搅动件，且所述自移动件与所述翻转件之间设有连动件，所述连动件以自移动件为驱动带动翻转件进行转动，此新型微生物制氢发电装置，设置的自移动件可利用微生物本身在对废物进行降解过程中产生气体，从而使密封桶内的压强进行增大，使柱塞因为压强较大自身产生移动，并成为动力源，为翻转件和搅动件提供动力源。
3、上述专利方案中，为了给翻转件和搅动件提供足够动力，需要使柱塞积蓄足够的压力才能进行，但是密封桶内的高压力会降低生化反应速率；而压力过低，又不能克服反应原料的阻力，提供足够的翻环或搅拌效果；另外，上述专利方案还存在着，加入反应原料时，密封桶内的原本积蓄的压力会被放出，并会在密封桶内混入空气，因此，还存在制氢纯度低和搅拌功能不便使用的技术问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术中制氢装置加入原料时会混入空气造成产出氢气纯度低，积蓄气体压力进行搅拌时会降低生化反应速率且不便使用的技术问题；本发明的一个目的在于提供一种密封搅拌式微生物制氢装置及制氢方法，通过设置一个与生化器连通的真空泵，真空泵抽取生化器内的气体，使原料在负压作用吸入生化器中，避免空气混入；同时真空泵抽取气体还能为搅拌装置提供足够的搅拌动力。
2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案实现：一种密封搅拌式微生物制氢装置，包括有生化器；原料仓，所述原料仓的内底部与所述生化器连通；真空泵，所述真空泵的进气端与所述生化器内顶部连通；缓冲罐，所述真空泵的出气端与所述缓冲罐连通；搅拌装置，所述搅拌装置设置在所述生化器内，并能被所述缓冲罐内的高压气体驱动；其中，所述缓冲罐与所述搅拌装置之间设置有集气隔离阀；所述原料仓与所述生化器之间设置有进料阀。
3、当打开所述集气隔离阀，关闭所述进料阀，所述真空泵抽出所述生化器内的气体使其内部负压；当只打开所述进料阀，所述原料仓内的原料从底部被负压抽入到所述生化器中，极少会混入空气；当只打开所述集气隔离阀，所述真空泵抽出的气体在缓冲罐内形成高压，会驱动所述搅拌装置对生化器内的反应物进行搅拌，提高生产速率。
4、进一步地，所述生化器上设置有集气阀；所述集气阀一端与所述搅拌装置与所述集气隔离阀之间连通，另一端与所述生化器内顶部连通；所述缓冲罐与所述真空泵之间设置有缓冲隔离阀；所述缓冲隔离阀与所述真空泵之间设置有排空阀；所述排空阀一端与外部连通。
5、在负压抽入反应物的过程中若发生空气混入，或监测到生化器内气体杂质较多时，可以进行外排；打开所述集气阀、所述集气隔离阀、所述排空阀，关闭所述缓冲隔离阀，所述真空泵工作将抽取所述生化器内的气体进行外排，所述缓冲罐为所述生化器提供高纯氢气进行压力平衡，进而提高了所述生化器内杂质气体的排放速度和效果。
6、具体地，所述真空泵与所述生化器之间设置有抽真空隔离阀。
7、具体地，所述缓冲罐上设置有一端与外部连通的供气阀；通过所述供气阀进行氢气收集。
8、所述真空泵各种工作进程中，抽取的积蓄在所述缓冲罐内的气体也会经所述供气阀向外被收集，降低了所述生化器内氢气浓度，提高反应速率的同时，也并未产生资源浪费。
9、具体地，所述生化器内底端设置有排泥阀。
10、进一步地，所述搅拌装置包括有转动连接在所述生化器内的搅拌杆、设置在所述生化器上部的齿轮箱以及至少一个转动连接在所述齿轮箱内的密封齿轮；所述密封齿轮与所述搅拌杆传动连接；所述齿轮箱在所述集气隔离阀的控制下可选择的与所述缓冲罐连通；穿过所述齿轮箱内的高压气体推动所述密封齿轮转动。
11、具体地，所述齿轮箱内转动连接有两个相互啮合的所述密封齿轮；所述密封齿轮的端面同轴设置有凹凸槽；所述密封齿轮的外轮廓与所述齿轮箱内壁密封贴合；所述齿轮箱的进出气口与两个所述密封齿轮的啮合位置正对。
12、所述缓冲罐内的高压氢气经过所述齿轮箱时，推动所述密封齿轮转动，继而带动所述搅拌装置对所述生化器内进行搅拌，搅拌采用非连续性，可以根据取样反应的内部原料情况、氢气产生情况等，设定每次搅拌的间隔时间。
13、优选地，所述生化器内设置有隔料筛；所述原料仓与所述生化器的连通口位于所述隔料筛下方。
14、所述隔料筛避免了所述生化器内下方液相区的反应物进行到气体收集管路中，避免产生污染。
15、具体地，所述生化器内壁设置有内凸环；所述隔料筛位于所述内凸环上端；所述搅拌杆外壁设置有托环；所述托环与所述隔料筛下端相抵。
16、所述搅拌杆向下穿过所述隔料筛转动进行搅拌；所述搅拌杆取出所述生化器的过程中，能够同步带动所述隔料筛被一同取出，便于所述生化器以及各部件之间的清洁工作。
17、进一步地，所述生化器包括有反应罐和可拆卸连接在所述反应罐上端的密封盖；所述搅拌杆转动连接在所述密封盖下端；所述齿轮箱设置在所述密封盖内部。
18、一种密封搅拌式微生物制氢方法，包括有如下步骤：
19、制氢过程：
20、打开所述集气阀、所述集气隔离阀、所述供气阀，关闭其余阀门，所述生化器内产出的氢气以逸散的形式输送；
21、进料过程：
22、(1)打开所述真空隔离阀、所述缓冲隔离阀，关闭其余阀门，打开所述真空泵将所述生化器抽真空；
23、(2)关闭所述真空隔离阀、所述缓冲隔离阀，打开所述进料阀，所述原料仓内的原料被负压吸入所述生化器内，随后关闭所述进料阀；
24、排气过程：
25、进料完毕或所述生化器气体检测不达标时，打开所述真空隔离阀、所述排空阀、所述集气阀、所述集气隔离阀，关闭其余阀门，所述真空泵抽出所述生化器内的气体向外排出；
26、搅拌过程：
27、(1)打开所述真空隔离阀、所述缓冲隔离阀，关闭其余阀门，打开所述真空泵将所述生化器抽真空，所述缓冲罐内压力升高；
28、(2)关闭所述真空隔离阀、打开所述集气隔离阀，所述缓冲罐内高压气体驱动所述搅拌装置进行搅拌；
29、排泥过程：
30、(1)关闭所有阀门，使所述生化器内生化反应至正压；
31、(2)打开所述排泥阀、所述集气阀、所述集气隔离阀，保持持续反应。
32、相比现有技术，本发明的有益效果在于：
33、1、生化器在负压作用下抽取原料仓底部的原料进入生化器中，避免了加料过程中的发生空气混入，使生化器内保持纯净的空气环境。
34、2、生化器中被抽出的气体在缓冲罐内形成高压气体，继而驱动搅拌装置对生化器内的反应物进行搅拌，搅拌装置整体设置在生化器中，搅拌过程不与外界发生交互和联系，加快反应速度的同时也能保障生化器的气密性和气体纯净度。
35、3、生化器中发生空气混入或检测到气体纯度不达标时，可以打开排空阀对生化器内的气体进行外排，之前积蓄到缓冲罐内的高纯气体能够替换生化器内的不达标气体，平衡生化器内的气体压力的同时快速的、全面的将生化器内的不达标气体排出。
36、4、生化器在排泥过程中，缓冲罐内的气体压力能够为排泥过程提供动力，加快排泥过程的同时，也不会造成气体资源的浪费，进一步提高生产效率。
1.一种密封搅拌式微生物制氢装置，其特征在于：包括有生化器；
2.如权利要求1所述的制氢装置，其特征在于：所述生化器上设置有集气阀；所述集气阀一端与所述搅拌装置与所述集气隔离阀之间连通，另一端与所述生化器内顶部连通；所述缓冲罐与所述真空泵之间设置有缓冲隔离阀；所述缓冲隔离阀与所述真空泵之间设置有排空阀；所述排空阀一端与外部连通。
3.如权利要求1-2任一所述的制氢装置，其特征在于：所述真空泵与所述生化器之间设置有抽真空隔离阀；所述生化器内底端设置有排泥阀。
4.如权利要求1-2任一所述的制氢装置，其特征在于：所述缓冲罐上设置有一端与外部连通的供气阀；通过所述供气阀进行氢气收集。
5.如权利要求1-2任一所述的制氢装置，其特征在于：所述搅拌装置包括有转动连接在所述生化器内的搅拌杆、设置在所述生化器上部的齿轮箱以及至少一个转动连接在所述齿轮箱内的密封齿轮；所述密封齿轮与所述搅拌杆传动连接；所述齿轮箱在所述集气隔离阀的控制下可选择的与所述缓冲罐连通；穿过所述齿轮箱内的高压气体推动所述密封齿轮转动。
6.如权利要求5所述的制氢装置，其特征在于：所述齿轮箱内转动连接有两个相互啮合的所述密封齿轮；所述密封齿轮的端面同轴设置有凹凸槽；所述密封齿轮的外轮廓与所述齿轮箱内壁密封贴合；所述齿轮箱的进出气口与两个所述密封齿轮的啮合位置正对。
7.如权利要求5所述的制氢装置，其特征在于：所述生化器内设置有隔料筛；所述原料仓与所述生化器的连通口位于所述隔料筛下方。
8.如权利要求7所述的制氢装置，其特征在于：所述生化器内壁设置有内凸环；所述隔料筛位于所述内凸环上端；所述搅拌杆外壁设置有托环；所述托环与所述隔料筛下端相抵。
9.如权利要求5所述的制氢装置，其特征在于：所述生化器包括有反应罐和可拆卸连接在所述反应罐上端的密封盖；所述搅拌杆转动连接在所述密封盖下端；所述齿轮箱设置在所述密封盖内部。
10.一种密封搅拌式微生物制氢方法，基于权利要求1-9所述一种密封搅拌式微生物制氢装置实现；其特征在于：包括有如下步骤：
