一种回收有机废物生物能的方法技术

本发明专利技术涉及一种回收有机废物生物能的方法，属于新能源技术领域。建造若干密闭性良好的生物室，装填占总有机废物量85~99%的有机废物，调节生物室内的温度、湿度和通入空气量得到含碳、氮或氢的气体；将剩余的有机废物进行厌氧处理得到生物沼气和二氧化碳气体；将得到的含碳、氮或氢的气体以及得到的生物沼气和二氧化碳气体通入燃烧室，燃烧室点火对气体进行燃烧，将燃烧后、温度达到70~150℃气体通入到ORC系统蒸发器中作为有机朗肯循环的工质热源，与工质进行换热。本方法通过对有机废物的适当处理，提高有机废物的利用率，开发有氧及厌氧反应处理有机废物的技术，从而提供了一种新能源的利用方法。

Method for recovering organic waste biological energy

The invention relates to a method for recycling organic waste biological energy, belonging to the technical field of new energy sources. The construction of several well sealed biological filling chamber, organic waste accounted for total organic wastes 85~99%, biological regulation of the indoor temperature, humidity and air volume of gas containing carbon, nitrogen or hydrogen; organic waste anaerobic treatment to obtain the remaining biogas and two carbon dioxide gas will be carbon; and nitrogen or hydrogen gas and bio methane and carbon dioxide gas into the combustion chamber, the combustion gas ignition combustion chamber, the combustion, the temperature reaches 70~150 gases into the ORC system in the evaporator as a refrigerant heat organic Rankine cycle, the heat exchange with the refrigerant. The method can improve the utilization rate of organic waste, and develop the technology of treating organic waste by aerobic and anaerobic reaction, so as to provide a new energy utilization method.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种回收有机废物生物能的方法，属于新能源

技术介绍
我国经济建设快速发展，各项工作都取得了巨大成就，但资源短缺、环境被破坏等现象的出现，使我们必须尽快发展新能源及其使用技术。有机废物是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的有机类物品和物质。我国有机废物产量居世界前列，农畜产品加工，食品、酿酒、制糖、造纸、制革等行业会产生大量加工废料。随着工农产业生产迅速发展与人口基数不断增大，有机废物的数量正在以5~10%的速度逐年递增。而这些有机废物作为可再生资源，具有极大的开发潜力，运用适当方法对其进行处理与利用，对节约自然资源，防治环境污染，实现生态经济良性循环有重要意义。因此，开发有机废物应用技术已经成为了我国的热点研究领域。人们通常采用焚烧与生物降解的方法对有机废物进行处理。与生物降解的方法相比，焚烧虽然方便省事，但会产生大量污染物，危害环境。生物降解的方法环保无污染，但耗时较长。基于保护环境的基本原则，通常采用生物降解的方法对有机废物进行处理。根据不同需要，生物降解也分为有氧处理和厌氧处理两种。有氧处理设备结构简单，能将有机废物处理为CO2，N2等化学性质稳定的气体，同时释放少量热量；厌氧处理能将有机废物转化为甲烷等利用率较高的气体，但设备结构复杂，且会产生磷化物、氮氧化物等剧毒物质。一般来说，人们都单独使用有氧处理方法或厌氧处理方法来分解有机废物。而将有氧与厌氧处理结合起来的工艺仅仅在污水处理中应用较多，如A/O工艺法，且处理过程中不会产生甲烷等高利用率物质。因此，改进有氧与厌氧处理方法，将有机废物作为新型资源应用到工业生产中对于实现节能减排有重要意义。随着能源的不断消耗，有机废物等可再生能源已经越来越受到人们的重视。而利用有机废物的技术尚处于发展阶段，还需要进一步的开发与研究。有机废物作为替代能源的应用方向单一，通过厌氧处理产生的甲烷含量低，能源利用率低。因此，将有机废物中的能量转化为热量，通过回收排出的气体热量，能最大化利用有机废物中的能量。而如何提高有机废物分解后排放出的气体温度，是提高回收效率的难题，解决这些问题对于提高有机废物的利用率具有重要意义。将有氧和厌氧工艺结合起来，对有机废物进行综合处理，能提高废物分解后产生的气体的温度。同时，以低沸点有机物作为循环工质的有机朗肯循环可有效回收低温余热，提高系统的回收率。综合有氧和厌氧反应处理有机废物，并通过ORC系统回收余热的方法，不但能有效提高有机废物的利用率，减少生活垃圾，保护环境，还能节约自然资源，实现能源的循环利用，对建立生态经济良性循环起到了重要的作用。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题及不足，本专利技术提供一种回收有机废物生物能的方法。本方法通过对有机废物的适当处理，提高有机废物的利用率，开发有氧及厌氧反应处理有机废物的技术，从而提供了一种新能源的利用方法，可广泛应用于有机废物的处理及应用。本专利技术通过以下技术方案实现。一种回收有机废物生物能的方法，其具体包括如下步骤：（1）建造若干密闭性良好的生物室，装填占总有机废物量85～99%的有机废物，调节生物室内的温度、湿度和通入空气量得到含碳、氮或氢的气体；（2）将剩余的有机废物进行厌氧处理得到生物沼气和二氧化碳气体；（3）将步骤（1）得到的含碳、氮或氢的气体以及步骤（2）得到的生物沼气和二氧化碳气体通入燃烧室，燃烧室点火对气体进行燃烧，将燃烧后、温度达到70~150℃气体通入到ORC系统蒸发器中作为有机朗肯循环的工质热源，与工质进行换热。所述步骤（1）中生物室内的温度为20～30℃，相对湿度为50～60%，通入空气量为0.05～0.15m3/h。所述步骤（2）中厌氧处理具体为：①对有机废物进行除杂、粉碎，得到启动原料，并向其中按照碳氮比为30:1添加尿素；②将混合后的物料投入沼气发酵罐中，加入沼气发酵接种物（其加入量为启动原有机废物干重的5%），搅拌后得到发酵原料。再向罐中加水进行发酵（水没过原料10cm），发酵温度控制在25℃；③经过3～5天的发酵后，发酵液的pH值降到6,从此开始，随时收集产生的气体并通入燃烧室，同时按照步骤（1）对处理有机废物，并投入到发酵罐中。所述步骤（3）中有机朗肯循环的工质为R123。本专利技术的有益效果是：1、克服了有机废物作为替代能源回收效率低的缺点，可将有机废物的利用率提高到20%。2、厌氧处理有机废物产生少量沼气，经燃烧后释放一定热量，将作为ORC系统热源的气体温度提高到了70~150℃，提高了ORC系统的热效率；3、由于只对小部分有机废物进行厌氧处理，不必建设大型厌氧处理反应室，节约成本。附图说明图1是本专利技术工艺流程图。图中各标号为：1-有机废物经有氧处理后产生气体，2-有机废物经厌氧处理后产生气体，3-燃烧室燃烧得到的气体。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术作进一步说明。实施例1如图1所示，某生物能发电厂每年要处理大约20000吨的垃圾（主要为厨房菜渣，庭院垃圾），采用本专利技术的有机废物处理方法，以R123作为ORC系统的循环工质，使燃烧室排出的气体温度达到150℃，ORC系统的热效率为6%，每年可发电105000kW·h。其具体步骤如下：（1）建造8个密闭性良好的生物室，每个生物室装填有机废物约400m3，装填占总有机废物量95%的有机废物，调节生物室内的温度（25℃）、湿度（相对湿度55%）和通入空气量（0.1m3/h）得到含碳、氮或氢的气体；（2）将剩余的有机废物进行厌氧处理得到生物沼气和二氧化碳气体，其中厌氧处理具体为：①对有机废物进行除杂、粉碎，得到启动原料，并向其中添加尿素，使其碳氮比为30:1；②将混合后的物料投入沼气发酵罐中，加入沼气发酵接种物（其加入量为启动原料干重的5%），搅拌后得到发酵原料。再向罐中加水进行发酵（水没过原料10cm），发酵温度控制在25℃；③经过3～5天的发酵后，发酵液的pH值降到6。从此开始，随时收集产生的气体并通入燃烧室，同时按照步骤（1）对处理有机废物，并投入到发酵罐中；（3）将步骤（1）得到的含碳、氮或氢的气体以及步骤（2）得到的生物沼气和二氧化碳气体通入燃烧室，燃烧室点火对气体进行燃烧，将燃烧后、温度达到150℃气体通入到ORC系统蒸发器中作为有机朗肯循环的工质热源，与工质进行换热，其中有机朗肯循环的工质为R123。上述有机废物的利用率提高到18%。实施例2如图1所示，某生物能发电厂每年要处理大约20000吨的垃圾（主要为厨房菜渣，庭院垃圾），采用本专利技术的有机废物处理方法，以R123作为ORC系统的循环工质，使燃烧室排出的气体温度达到130℃，ORC系统的热效率为5%，每年可发电65625kW﹒h。其具体步骤如下：（1）建造8个密闭性良好的生物室，每个生物室装填有机废物约400m3，装填占总有机废物量99%的有机废物，调节生物室内的温度（30℃）、湿度（相对湿度60%）和通入空气量（0.15m3/h）得到含碳、氮或氢的气体；（2）将剩余的有机废物进行厌氧处理得到生物沼气和二氧化碳气体，其中厌氧处理具体为：①对有机废物进行除杂、粉碎，得到启动原料，并向其中添加尿素，使其碳氮比约为30:1；②将混合后的物料投入沼本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回收有机废物生物能的方法，其特征在于具体包括如下步骤：（1）建造若干密闭性良好的生物室，装填占总有机废物量85～99%的有机废物，调节生物室内的温度、湿度和通入空气量得到含碳、氮或氢的气体；（2）将剩余的有机废物进行厌氧处理得到生物沼气和二氧化碳气体；（3）将步骤（1）得到的含碳、氮或氢的气体以及步骤（2）得到的生物沼气和二氧化碳气体通入燃烧室，燃烧室点火对气体进行燃烧，将燃烧后、温度达到70~150℃气体通入到ORC系统蒸发器中作为有机朗肯循环的工质热源，与工质进行换热。

【技术特征摘要】
1.一种回收有机废物生物能的方法，其特征在于具体包括如下步骤：（1）建造若干密闭性良好的生物室，装填占总有机废物量85～99%的有机废物，调节生物室内的温度、湿度和通入空气量得到含碳、氮或氢的气体；（2）将剩余的有机废物进行厌氧处理得到生物沼气和二氧化碳气体；（3）将步骤（1）得到的含碳、氮或氢的气体以及步骤（2）得到的生物沼气和二氧化碳气体通入燃烧室，燃烧室点火对气体进行燃烧，将燃烧后、温度达到70~150℃气体通入到ORC系统蒸发器中作为有机朗肯循环的工质热源，与工质进行换热。2.根据权利要求1所述的回收有机废物生物能的方法，其特征在于：所述步骤（1）中生物室内的...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖松，梁一帆，陈晓瑜，刘艳娜，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53