处理生活垃圾产生绿氢系统及制氢方法技术方案

处理生活垃圾产生绿氢系统及制氢方法。现有化石能源制氢成本较低会产生大量温室气体排放，配备CCUS提高了工艺成本，电解水制氢存在成本较高问题。本发明专利技术组成包括：垃圾仓（1），垃圾仓的出口与预处理装置（2）的入口连接，预处理装置的出口与气化炉（3）的给料口连接，气化炉采用夹套式加热设计，由内部的气化炉腔和外层的烟气换热通道构成，气化炉的出气口直接连接第一调控阀（15），第一调控阀的一路出口连接致冷器（4）的入口，致冷器的出口连接膜分离装置（5）入口，膜分离装置的出口连接PSA装置（6）的入口，PSA装置的氢气出口与低级氢柜（7）连接，其吸附剂出口与解吸附塔（8）的给料口连接。本发明专利技术用于处理生活垃圾产生绿氢系统。本发明专利技术用于处理生活垃圾产生绿氢系统。本发明专利技术用于处理生活垃圾产生绿氢系统。

【技术实现步骤摘要】
处理生活垃圾产生绿氢系统及制氢方法


[0001]本专利技术涉及固废处置
，具体涉及一种处理生活垃圾产生绿氢系统及制氢方法。

技术介绍

[0002]近年来，我国城市生活垃圾的年排放量以10%以上的速度增长，目前已经超过150
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106t/a，国内垃圾处理方式主要是填埋或者焚烧发电，由于传统的填埋、堆肥和焚烧法处理城市生活垃圾各自存在一定的缺陷，二次污染问题难以避免。由于我国目前生活垃圾的平均含水量为50%～60%，过高的含水率不仅增加了垃圾焚烧企业后续烟气治理的成本，还降低了垃圾的发电量，因此，我国城镇生活垃圾焚烧项目选址落地也越来越困难；然而，目前现有技术制氢领域主要有可再生能源电解水制氢和化石能源制氢两种技术，化石能源制氢成本较低但会产生大量温室气体排放，配备CCUS可以解决CO2排放问题但又大幅提高了工艺整体成本，可再生能源发电并进行电解水制氢绿色低碳，但目前仍存在成本较高问题，短时间内难以大范围推广。
[0003]综上所述，为了缓解当前垃圾处置和能源紧缺压力、解决上述技术问题，亟需开发一种低碳环保的垃圾能源化处理技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种处理生活垃圾产生绿氢系统及制氢方法，该结构及其方法利用生活垃圾固废进行气化制氢，既解决了固废处理的问题，同时可产生氢气作为绿色能源，环保性和生态友好性极佳。
[0005]上述的目的通过以下的技术方案实现：一种处理生活垃圾产生绿氢系统，其组成包括：垃圾仓，所述垃圾仓的出口与预处理装置的入口连接，所述预处理装置的出口与气化炉的给料口连接，所述的气化炉采用夹套式加热设计，由内部的气化炉腔和外层的烟气换热通道构成，所述气化炉的出气口直接连接第一调控阀，所述第一调控阀的一路出口连接致冷器的入口，所述致冷器的出口连接膜分离装置入口，所述膜分离装置的出口连接PSA装置的入口，所述的PSA装置的氢气出口与低级氢柜连接，其吸附剂出口与解吸附塔的给料口连接。
[0006]所述的处理生活垃圾产生绿氢系统，所述解吸附塔的出口与燃气柜的入口连接，所述第一调控阀另一路出口与所述燃气柜的出口均连接至燃气锅炉的燃料入口，所述燃气锅炉的烟气出口通过第二调控阀17分别连接至所述气化炉的进烟口与蒸汽发生装置。
[0007]所述的处理生活垃圾产生绿氢系统，所述的蒸汽发生装置与发电装置连接，所述的发电装置分别与电解水槽、电网连接，所述电解水槽的氢气出口与高级氢柜连接，其氧气出口与氧气柜的入口连接，所述氧气柜的出口与所述气化炉的给气口连接。
[0008]一种处理生活垃圾产生绿氢系统及制氢方法，该方法包括如下步骤：（1）日间用电负荷高，第一调控阀控制气化炉产气更多流向燃气锅炉，气化气流向
燃气锅炉的比例为60~100%，在高峰负荷下，若气化炉产气能力未达到最大，控制第二调控阀阀门开度，使30%~40烟气给入气化炉，剩余烟气给入蒸汽发生装置；若气化炉产气能力达到最大，燃气柜启动向燃气锅炉补充燃气，此时改变第二调控阀阀门开度，增大蒸汽发生装置的烟气给入量，减小气化炉的烟气给入量使其满足最大出力需求，发电装置产生的电力主要用于上网。
[0009]（2）夜间用电负荷低，根据系统应用地点氢气使用需求，控制第一调控阀阀门开度，低品位氢气需求量大，则控制气化气更多地流向致冷器，气化气流向致冷器的比例为60~80%，高品位氢气需求量大，则控制气化气更多地流向燃气锅炉，气化气流向燃气锅炉的比例为60~80%，并控制第二调控阀阀门开度，使30%~40烟气给入气化炉，剩余烟气给入蒸汽发生装置后带动发电装置发电，产生的电力主要用于电解水槽制备氢气。
[0010]有益效果：1.本专利技术是一种处理生活垃圾产生绿氢系统及制氢方法，该结构及其方法是利用生活垃圾固废进行气化制氢，既解决了固废处理的问题，同时可产生氢气作为绿色能源，环保性和生态友好性极佳；本申请主要通过采用循环设计，产生气化燃气可反馈至气化炉提供热量，同时可产生纯氧为气化炉提供气化剂，实现自给自足，具有良好经济性。
[0011]2.本专利技术装置既可产生高品位的电解水氢气，也可产生低品位的气化分离氢气，也可产生电力上网，能够根据不同使用场景灵活调整产氢比例并适应实际用能需求，整个装置灵活性强，易于实现推广。
[0012]3.本专利技术的膜分离装置出口连接PSA装置入口，所述的PSA装置可将气化气内的CO、CH4及其他烃类成分分离，产生较为纯净的低级氢气。
附图说明
[0013]图1是本专利技术的结构示意图。
[0014]其中：1、垃圾仓，2、预处理装置，3、气化炉，4、致冷器，5、膜分离装置，6、PSA装置，7、低级氢柜，8、解吸附塔，9、燃气柜，10、燃气锅炉，11、发电装置，12、电解水槽，13、高级氢柜，14、烟囱，15、第一调控阀，1、6氧气柜，17、第二调控阀，18、蒸汽发生装置。
具体实施方式
[0015]实施例1：一种处理生活垃圾产生绿氢系统，其组成包括：垃圾仓1，所述的垃圾仓用于储存原生生活垃圾，所述垃圾仓出口连接预处理装置2入口，所述预处理装置包括但不限于垃圾破碎，垃圾分选和垃圾干燥等预处理分装置，所述预处理装置出口连接气化炉3给料口，所述预处理装置将垃圾处理至满足所述气化炉入炉要求后给入所述气化炉内；所述气化炉采用夹套式加热设计，由内部的气化炉腔和外层的烟气换热通道组成，烟气换热通道流过高温烟气并通过换热向气化炉腔提供反应热量，气化炉腔内生活垃圾发生气化反应；所述气化炉还设置给气口，出气口，进烟口和出烟口；所述气化炉出气口直接连接第一调控阀15，所述第一调控阀设置两路出口，一路出口连接致冷器4入口，所述致冷器可将气化气所含的水分和焦油进行冷却分离；
所述致冷器出口连接膜分离装置5入口，脱除水分和焦油后的低温气化气由所述膜分离装置去除气化气所含的CO2；所述膜分离装置出口连接PSA装置6入口，所述PSA装置可将气化气内的CO、CH4及其他烃类成分分离，产生较为纯净的低级氢气；所述PSA装置设置氢气出口和吸附剂出口；氢气出口连接低级氢柜7，低级氢气进入所述低级氢柜储存，吸附剂出口连接解吸附塔8给料口，所述解吸附塔内CO、CH4及其他烃类释放产生燃气；所述解吸附塔出口连接至燃气柜9入口，所述燃气进入燃气柜储存；所述第一调控阀另一路出口与所述燃气柜出口均连接至燃气锅炉10燃料入口，燃气进入所述燃气锅炉进行燃烧，燃气产生的化学能释放为热能；所述燃气锅炉设置烟气出口通过第二调控阀17分别连接至所述气化炉进烟口与蒸汽发生装置18。
[0016]烟气在所述气化炉烟气换热通道进行换热，向所述气化炉提供热量，所述气化炉出烟口连接烟囱14。
[0017]所述蒸汽发生装置与发电装置11相连，实现热能转化为电能；所述发电装置既与电解水槽12相连，实现电能转化为化学能，也与电网连接，实现上网发电；所述电解槽氢气出口连接至高级氢柜13，氧气出口连接至氧气柜16入口。
[0018]所述氧气柜出口连接所述气化炉给气口，向所述气化炉内的垃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理生活垃圾产生绿氢系统，其组成包括：垃圾仓，其特征是：所述垃圾仓的出口与预处理装置的入口连接，所述预处理装置的出口与气化炉的给料口连接，所述的气化炉采用夹套式加热设计，由内部的气化炉腔和外层的烟气换热通道构成，所述气化炉的出气口直接连接第一调控阀，所述第一调控阀的一路出口连接致冷器的入口，所述致冷器的出口连接膜分离装置入口，所述膜分离装置的出口连接PSA装置的入口，所述的PSA装置的氢气出口与低级氢柜连接，其吸附剂出口与解吸附塔的给料口连接。2.根据权利要求1所述的处理生活垃圾产生绿氢系统，其特征是：所述解吸附塔的出口与燃气柜的入口连接，所述第一调控阀另一路出口与所述燃气柜的出口均连接至燃气锅炉的燃料入口，所述燃气锅炉的烟气出口通过第二调控阀分别连接至所述气化炉的进烟口与蒸汽发生装置。3.根据权利要求2所述的处理生活垃圾产生绿氢系统，其特征是：所述的蒸汽发生装置与发电装置连接，所述的发电装置分别与电解水槽、电网连接，所述电解水槽的氢气出口与高级氢柜连接，其氧气出口与氧气柜的入口连接，所述氧气柜的出口与所述气化炉...

【专利技术属性】
技术研发人员：茹宇，张茂龙，李昱喆，钟犁，屈志强，李楠，韩立鹏，马骁骅，
申请(专利权)人：华能重庆珞璜发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：