利用氧化还原法对有机废物熔融气化制氢的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供利用氧化还原法对有机废物熔融气化制氢的方法及系统，系统包括低温热解炉，用于生成碳素氧化还原催化剂及第一瓦斯气体；熔融气化炉，熔融碳素氧化还原催化剂及生石灰、第二有机固体废物，生成第二瓦斯气体；净化装置，获取并净化瓦斯气体得到氢气；二次变压吸附装置，与净化装置连接提纯氢气；控制单元，与低温热解炉、熔融气化炉、净化装置及二次变压吸附装置连接。本申请提供的系统采用控制器单元协同控制，利用低温热解炉对第一有机固体废物热解生成碳素氧化还原催化剂，利用熔融气化炉进行氧化还原反应，反应产生瓦斯气体通过净化及二次变压吸附得到提纯氢气，处理过程中实现设备协同操作，生成纯净氢气，降低了有毒有害气体排放。毒有害气体排放。毒有害气体排放。

【技术实现步骤摘要】
利用氧化还原法对有机废物熔融气化制氢的方法及系统


[0001]本专利技术涉及有机废物处理
，尤其涉及一种利用氧化还原法对有机废物熔融气化制氢的方法及系统。

技术介绍

[0002]有机废物(主要指有机固体废物)是指居民在日常生活中所产生的生活垃圾、市场垃圾、零散垃圾、医院垃圾、建筑垃圾和街道扫集物等。其现有的解决方式主要包括焚烧、卫生填埋以及堆肥等。而随着城市人口不断增长，城市垃圾的产生量也在不断增加，导致有机固体废物的运输成本增加以及可供卫生填埋的土地在不断减少，从而使卫生填埋以及堆肥等解决方式的可操作性变得越来越低。
[0003]现有垃圾焚烧技术主要是一种将有机固体废物迅速氧化的过程中，并在其过程中产生大量的光和热以及多种有毒有害气体，从而进一步造成生态环境的恶化。

技术实现思路

[0004]为了解决上述
技术介绍
提到的技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供一种利用氧化还原法对有机废物熔融气化制氢的方法及系统，在对固体废物有效处理的同时降低有毒有害气体排放并生成氢气，避免了对环境的破坏。
[0005]第一方面，本申请提供了一种利用氧化还原法对有机废物熔融气化制氢的系统，包括：
[0006]低温热解炉，用于加工第一有机固体废物以生成碳素氧化还原催化剂以及第一瓦斯气体；
[0007]传送装置，通过与低温热解炉的物料输出端连接以获取碳素氧化还原催化剂；
[0008]熔融气化炉，熔融气化炉的物料输入端设置于熔融气化炉顶部，通过与传送装置的物料输出端连接以获取并熔融碳素氧化还原催化剂及生石灰、第二有机固体废物，生成第二瓦斯气体；熔融气化炉的侧壁固定有螺旋风机及蒸汽输入端，螺旋风机的输出端斜向延伸至熔融气化炉的侧壁内侧，形成螺旋式上升气流；
[0009]净化装置，通过分别与熔融气化炉的气体输出端以及低温热解炉的气体输出端连接，分别获取并净化第二瓦斯气体以及第一瓦斯气体，得到氢气；
[0010]二次变压吸附装置，通过与净化装置的输出端连接，提纯氢气；
[0011]控制单元，分别与低温热解炉、传送装置、熔融气化炉、净化装置以及二次变压吸附装置电性连接。
[0012]进一步地，还包括空分机，空分机的第一输出端与低温热解炉的输入端连接，空分机的第二输出端与熔融气化炉所属闸阀单元连接，用以分别向低温热解炉以及闸阀单元注入氮气；
[0013]空分机的第三输出端与熔融气化炉的第二输入端连接，用以注入氧气。
[0014]进一步地，传送装置包括传送带及提升机；
[0015]传送带与低温热解炉的物料输出端连接，传送带末端与提升机的输入端连接，提升机的输出端与熔融气化炉的物料输入端连接。
[0016]进一步地，熔融气化炉底部内侧设有水淬单元；
[0017]熔融气化炉的侧壁等间距设置有至少两个形成螺旋式上升气流的所述螺旋风机。
[0018]进一步地，二次变压吸附装置包括：
[0019]一级变压吸附单元，一级变压吸附单元的输入端通过第一分离器与净化装置的输出端连接；
[0020]二级变压吸附单元，二级变压吸附单元的输入通过依次通过除油塔及第一加热器与一级变压吸附单元的第一输出端连接；二级变压吸附单元的第一输出端通过真空解析单元与气体缓冲罐连接。
[0021]进一步地，二次变压吸附装置还包括三级变压吸附单元，三级变压吸附单元的输入端通过冷却器与二级变压吸附单元的第二输出端连接；三级变压吸附单元的输出端依次通过第二加热器、干燥器以及第二分离器连接；
[0022]二次变压吸附装置还包括顺放气缓冲罐、解吸气缓冲罐以及蒸汽单元；
[0023]其中一级变压吸附单元的第二输出端、二级变压吸附单元的第二输出端、三级变压吸附单元的第二输出端分别与顺放气缓冲罐的输入端连接；
[0024]一级变压吸附单元的第三输出端、二级变压吸附单元的第三输出端、三级变压吸附单元的第三输出端分别与解吸气缓冲罐的输入端连接，解吸气缓冲罐的输出端与第二加热器连接；
[0025]蒸汽单元分别与第一加热器及第二加热器连接。
[0026]第二方面，本申请还提供了一种利用氧化还原法对有机废物熔融气化制氢的方法，应用于第一方面的系统，包括：
[0027]低温热解炉热解第一有机固体废物，生成碳素氧化还原催化剂及第一瓦斯气体；
[0028]熔融气化炉熔融碳素氧化还原催化剂、生石灰及第二有机固体废物，生成第二瓦斯气体；
[0029]净化装置净化第一瓦斯气体及第二瓦斯气体，得到氢气；
[0030]二次变压吸附装置二次变压吸附氢气，生成提纯氢气。
[0031]进一步地，低温热解第一有机固体废物之前，还包括：
[0032]空分机分离空气中的氮气及氧气；
[0033]注入氮气至低温热解炉及熔融气化炉所属的多级闸阀；
[0034]注入氧气至熔融气化炉所属的混风口。
[0035]进一步地，熔融气化炉熔融碳素氧化还原催化剂、生石灰及第二有机固体废物，生成第二瓦斯气体，具体包括：
[0036]干燥及氧化还原碳素氧化还原催化剂、生石灰及第二有机固体废物，生成第二瓦斯气体及液态熔渣；
[0037]水淬液态熔渣，生成玻璃陶瓷体。
[0038]进一步地，二次变压吸附装置二次变压吸附氢气，生成提纯氢气，具体包括：
[0039]脱硫净化氢气，得到脱硫氢气；
[0040]一级变压吸附并二次净化脱硫氢气后，得到一级变压氢气；
[0041]二级变压吸附以及变压氢气，得到提纯氢气。
[0042]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请提供的利用氧化还原法对有机废物熔融气化制氢的方法及系统，该系统利用控制器单元首先通过低温热解炉对第一有机固体废物进行热解，生成碳素氧化还原催化剂，之后利用传送装置将碳素氧化还原催化剂以及生石灰、第二有机固体废物输送至熔融气化炉进行氧化还原反应，并将热解过程以及氧化还原过程所产生的瓦斯气体通过净化以及二次变压吸附，得到纯净氢气，从而在对有机固体废物进行热分解处理过程中，利用控制单元实现设备之间的协同操作，生成纯净氢气的同时有效地降低了有毒有害气体排放，避免了对环境的破坏。
附图说明
[0043]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0044]图1是本专利技术实施例所提供的利用氧化还原法对有机废物熔融气化制氢的系统的结构原理图。
[0045]图2是本专利技术实施例所提供的利用氧化还原法对有机废物熔融气化制氢的系统中二次变压吸附装置的结构原理图。
[0046]图3是本专利技术实施例所提供的利用氧化还原法对有机废物熔融气化制氢的系统中熔融气化炉与净化装置的连接示意图。
[0047]图4是专利技术实施例所提供的利用氧化还原法对有机废物熔融气化制氢的方法的流程示意图。
[0048]图5是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.利用氧化还原法对有机废物熔融气化制氢的系统，其特征在于，包括：低温热解炉，用于加工第一有机固体废物以生成碳素氧化还原催化剂以及第一瓦斯气体；传送装置，通过与所述低温热解炉的物料输出端连接以获取所述碳素氧化还原催化剂；熔融气化炉，所述熔融气化炉的物料输入端设置于所述熔融气化炉顶部，通过与所述传送装置的物料输出端连接以获取并熔融所述碳素氧化还原催化剂及生石灰、第二有机固体废物，生成第二瓦斯气体；所述熔融气化炉的侧壁固定有螺旋风机及蒸汽输入端，所述螺旋风机的输出端斜向延伸至所述熔融气化炉的侧壁内侧，形成螺旋式上升气流；净化装置，通过分别与所述熔融气化炉的气体输出端以及所述低温热解炉的气体输出端连接，分别获取并净化所述第二瓦斯气体以及所述第一瓦斯气体，得到氢气；二次变压吸附装置，通过与所述净化装置的输出端连接，提纯所述氢气；控制单元，分别与所述低温热解炉、所述传送装置、所述熔融气化炉、所述净化装置以及所述二次变压吸附装置电性连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：还包括空分机，所述空分机的第一输出端与所述低温热解炉的输入端连接，所述空分机的第二输出端与所述熔融气化炉所属闸阀单元连接，用以分别向所述低温热解炉以及所述闸阀单元注入氮气；所述空分机的第三输出端与所述熔融气化炉的第二输入端连接，用以注入氧气。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述传送装置包括传送带及提升机；所述传送带与所述低温热解炉的物料输出端连接，所述传送带末端与所述提升机的输入端连接，所述提升机的输出端与所述熔融气化炉的物料输入端连接。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述熔融气化炉底部内侧设有水淬单元；所述熔融气化炉的侧壁等间距设置有至少两个形成螺旋式上升气流的所述螺旋风机。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述二次变压吸附装置包括：一级变压吸附单元，所述一级变压吸附单元的输入端通过第一分离器与所述净化装置的输出端连接；二级变压吸附单元，所述二级变压吸附单元的输入通过依次通过除油塔及第一加热器与所述一级变压吸附单元的第一输出端连接；所述二级变压吸附单元的第一输出端通过真空解析单元与气体缓冲罐连接。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷实，陈子庭，
申请(专利权)人：陈子庭，
类型：发明
国别省市：