一种污泥耦合制氢系统技术方案

本实用新型专利技术涉及制氢技术领域，具体涉及一种污泥耦合制氢系统。该污泥耦合制氢系统包括污泥燃料制备装置、污泥与生物质燃料耦合气化炉、污水纯化处理器、蒸汽雾化器、氢能热裂解炉和系统主控装置，污水纯化处理器将污泥烘干产生的水蒸气，处理为脱盐纯水，蒸汽雾化器将纯水射流雾化，污泥与生物质燃料耦合气化炉和蒸汽雾化器分别与氢能热裂解炉连接。本实用提供了低成本的污泥热解制氢的系统，制备污泥为燃料与生物质耦合低氮气化燃烧，产生950℃以上高温，用纯化处理的污水热解制氢，氢能发电后的余热回送污泥烘干使用，把治理污泥污染的过程，转变为氢能、电能的生产过程，就地消纳使用，燃烧后的炉渣为碳基材料用于有机肥和土壤改良。改良。改良。

【技术实现步骤摘要】
一种污泥耦合制氢系统


[0001]本技术涉及制氢
，具体涉及一种污泥耦合制氢系统。

技术介绍

[0002]目前工业中用到的氢气大多通过甲醇、氨水等添加剂，由化石燃料电解水重整等方法得到，制出来的氢是含碳量高的灰氢，这些传统的氢气制备方法具有成本高、高度依赖化石燃料等特点。为了保证氢气的环境效益，用可再生的生活污泥和生物质制作出来的氢是含碳为零的绿氢，受到人们的广泛关注。其中的污泥耦合制氢技术不仅可以将污泥中的有机物进行回收、利用并转化为清洁、高品质的氢能，同时避免了传统污泥处理与处置中所产生的二次污染问题，符合国家的节能减排以及相关的环境政策。
[0003]由于市政污水厂的污泥含水量高达99.8％，压滤处理后的污泥含水量还有80％，运输至水泥厂、发电厂协同处置的成本均消耗在污水上，这种污泥处理工艺在运行过程中仍存在诸多弊端。由于污泥含水量太高，现有的污泥机械脱水和升温蒸发需消耗大量的能源，蒸发产生的高温水蒸汽不能有效的利用，导致污泥资源化效率低，很难产生经济价值；而且采用湿污泥作为原料，在反应过程中污泥容易发生板结、粘壁等现象，导致设备难以连续运行，并且污泥转化效率不高。此外，现有的外热制气反应器大多采用电加热的方式，运行成本偏高；而流化床工艺设备及操作条件复杂，热解产生的燃气品质相对较低，同样难以实现工业化生产。

技术实现思路

[0004]本技术针对现有技术的不足，探索出一条利用污水制氢，利用污泥有机热值耦合热裂解低成本制氢的系统，替代高成本的化石能源制氢，填补了社会碳达峰，碳中和对制备绿氢巨大需求的技术短板。
[0005]本技术的技术方案是这样实现的：一种污泥耦合制氢系统，其特征在于，包括污泥燃料制备装置、污泥与生物质燃料耦合气化炉、污水纯化处理器)、蒸汽雾化器、氢能热裂解炉和系统主控装置，所述污水纯化处理器将污泥烘干产生的水蒸气，处理为无杂质的脱盐纯水，所述蒸汽雾化器将脱盐纯水射流雾化，污泥与生物质燃料耦合气化炉和蒸汽雾化器分别与氢能热裂解炉连接，所述系统主控装置分别与污泥燃料制备装置、污泥与生物质燃料耦合气化炉、污水纯化处理器、蒸汽雾化器和氢能热裂解炉电连接。
[0006]所述污泥与生物质燃料耦合气化炉由上部、中部以及尾部组成，其上部匹配设有污泥与生物质耦合燃料传输机，其中部由缺氧制气室、密封装置和气体输出装置组成；其尾部由主风室、挡风板和出渣口组成。
[0007]所述氢能热裂解炉包括热解室与燃烧室，所述热解室由若干耐火材料制成的大面积吸附催化反应器组成，所述热解室设有与所述蒸汽雾化器相连通的水雾入口，燃烧室其内部设有低氮燃烧器，其底部设有与污泥与生物质燃料耦合气化炉相连的可燃气体进口。
[0008]所述蒸汽雾化器包括两端的纯水入口管和蒸气出口管，蒸汽雾化器其内部设有蒸
气发生模块和用于蒸气雾化喷射的雾化射流雾化模块，所述蒸气出口管依次连接有雾化流量计和气流调节阀，所述气流调节阀与系统主控装置电连接，所述蒸汽雾化器通过雾化流量计和气流调节阀与氢能热裂解炉连接。
[0009]所述热解室其内部设有若干温度感应探头,其上部设有连接有鼓风机,所述温度感应探头与系统主控装置电连接。
[0010]所述氢能热裂解炉还连接有热电联产设备。
[0011]本技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷,具有以下有益效果：
[0012]1.破解了使用化石能源高能耗，高成本电解制作灰氢的技术瓶颈，在干化污泥时充分保留污泥里2000Kcal/kg以上宝贵的有机热值，与4000Kcal/kg的生物质燃料耦合，达到3000Kcal/kg的气化条件，变废为宝，低成本获取热裂解制作绿氢的950～1100℃的高温热源。
[0013]2.污泥干化时采用了多级非相变除臭工艺，实现氨气、硫化氢恶臭气体达标排放。利用污泥燃料制备装置烘干污泥蒸发的水蒸气，作为催化重整制氢所需要的气化介质和氢源。
[0014]3.将脱盐纯水通过蒸汽雾化器射流雾化进入氢能热裂解炉内高温热解，增大了水分子的表面积，提高了热解制氢的效率。
[0015]4.污泥与生物质燃料耦合气化炉配置了低氮燃烧装置，满足氮氧化物排放标准，制得的氢能直接消纳，燃烧发电，节约了氢能存储的投资，消除了氢气爆炸的事故隐患。氢能发出的电能，自发自用，余热回用污泥烘干，高效热电联产，气化炉燃烧后的炉灰为碳基原料，用于有机碳肥，土壤改良，实现“污泥不出污水厂”，固体废物资源化闭环利用，既创造了非化石能源的经济价值，还创造了生态环境治理的社会价值。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本技术的原理框图；
[0018]图2为本技术的结构示意图；
[0019]图中：1
‑
污泥燃料制备装置，2
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污泥与生物质燃料耦合气化炉，3
‑
污水纯化处理器，4
‑
蒸汽雾化器，5
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氢能热裂解炉，6
‑
系统主控装置，7
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热电联产设备，21
‑
污泥与生物质耦合燃料传输机，22
‑
缺氧制气室，23
‑
气体输出装置，24
‑
主风室,25
‑
出渣口,41
‑
雾化流量计，42
‑
气流调节阀，51
‑
热解室，52
‑
燃烧室，53
‑
吸附催化反应器，54
‑
水雾入口，55
‑
可燃气体进口，56
‑
温度感应探头，57
‑
鼓风机。
具体实施方式
[0020]实施例
[0021]如图1和图2所示的污泥耦合制氢系统，包括污泥燃料制备装置1、污泥与生物质燃料耦合气化炉2、污水纯化处理器3、蒸汽雾化器4、氢能热裂解炉5和系统主控装置6，污水纯
化处理器3将污泥烘干产生的水蒸气，并处理为无杂质的脱盐纯水，蒸汽雾化器4将纯水射流雾化，污泥与生物质燃料耦合气化炉2和蒸汽雾化器4分别与氢能热裂解炉连接，系统主控装置分别与污泥燃料制备装置1、污泥与生物质燃料耦合气化炉2、污水纯化处理器3、蒸汽雾化器4和氢能热裂解炉5电连接。氢能热裂解炉5还连接有热电联产设备8。污泥与生物质燃料耦合气化炉2由上部、中部以及尾部组成，其上部匹配有污泥与生物质耦合燃料传输机21，其中部由缺氧制气室22、密封装置和气体输出装置23组成；其尾部由主风室24、挡风板和出渣口25组成。氢能热裂解炉5包括热解室51与燃烧室52，热解室51由若干耐火材料制成的大面积吸附催化反应器5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污泥耦合制氢系统，其特征在于，包括污泥燃料制备装置(1)、污泥与生物质燃料耦合气化炉(2)、污水纯化处理器(3)、蒸汽雾化器(4)、氢能热裂解炉(5)和系统主控装置(6)，所述污水纯化处理器(3)将污泥烘干产生的水蒸气，处理为无杂质的脱盐纯水，所述蒸汽雾化器(4)将脱盐纯水射流雾化，污泥与生物质燃料耦合气化炉(2)和蒸汽雾化器(4)分别与氢能热裂解炉(5)连接，所述系统主控装置(6)分别与污泥燃料制备装置(1)、污泥与生物质燃料耦合气化炉(2)、污水纯化处理器(3)、蒸汽雾化器(4)和氢能热裂解炉(5)电连接。2.根据权利要求1所述的污泥耦合制氢系统，其特征在于，所述污泥与生物质燃料耦合气化炉(2)由上部、中部以及尾部组成，其上部匹配设有污泥与生物质耦合燃料传输机(21)，其中部由缺氧制气室(22)、密封装置和气体输出装置(23)组成；其尾部由主风室(24)、挡风板和出渣口(25)组成。3.根据权利要求1所述的污泥耦合制氢系统，其特征在于，所述氢能热裂解炉(5)包括热解室(51)与燃烧室(52)，所述热解室(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泽明，张丽书，
申请(专利权)人：云南齐裕经济技术发展有限公司，
类型：新型
国别省市：