一种自供能船舶废弃物处理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种自供能船舶废弃物处理系统，包括预处理进料模块、厌氧生物处理模块、沼气发电模块、固液分离模块、气化处理模块和储能供电模块；所述预处理进料模块用于对有机废弃物进行预处理，所述厌氧生物处理模块用于对有机废弃物进行生物降解以制取沼气；所述沼气发电模块用于利用所述沼气发电，所述固液分离模块用于对完成厌氧发酵的剩余物进行固液分离；所述气化处理模块用于对固液分离产生的固渣进行焚烧处理；所述储能供电模块用于存储电能并供电。本发明专利技术解决了以往船舶垃圾处理困难及废弃物排放造成的环境污染问题，在消除环境污染的同时获取清洁能源，提高了能源利用率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种自供能船舶废弃物处理系统及方法


[0001]本专利技术涉及船舶废弃物处理领域，具体涉及一种自供能船舶废弃物处理系统及方法。

技术介绍

[0002]随着经济全球化和国际贸易的发展，加之各国频繁的海上军事活动，往来于世界各国水域间的船舶与日俱增，不可避免产生大量的船舶垃圾。特别是废纸，厨余垃圾等处理不当会影响船员生活、污染生态环境、暴露军舰行踪等。因此，处理船舶垃圾，保护生态环境已是各国共识。
[0003]目前，船舶垃圾的常规处理技术有：高温焚烧、粉碎压缩和生化处理等。高温焚烧，生化处理过程中产生大量的废气和废水会造成严重的大气和水域污染等；同时自身的高能耗、高成本等诸多问题致使其经济效益较低，此外，在当今“碳达峰，碳中和”的背景下，高温焚烧带来的高碳排放与国家战略要求相悖。
[0004]生物处理技术是利用微生物对有机废弃物进行降解转化，使其减量化、无害化和资源化。利用生物处理技术将有机废弃物转化成可利用的生物燃气，减少碳排放的同时提高能源利用率、降低船舶运行能耗。因此，可将生物处理技术和高温焚烧技术进行结合，对可降解的有机废弃物进行生物处理，对不可降解的废弃物进行气化处理，提高资源的利用率。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种自供能船舶废弃物处理系统及方法，采用生物法处理有机废弃物，气化焚烧法处理难降解废弃物，并在处理废弃物的同时获得电能。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种自供能船舶废弃物处理系统，包括预处理进料模块、厌氧生物处理模块、沼气发电模块、固液分离模块、气化处理模块和储能供电模块；
[0008]所述预处理进料模块用于对有机废弃物进行预处理，使其符合后续厌氧处理标准；
[0009]所述厌氧生物处理模块与所述预处理进料模块相连，用于对预处理后的有机废弃物进行生物降解制取沼气；
[0010]所述沼气发电模块与所述厌氧生物处理模块相连，用于利用所述沼气发电，并将产生的电能送入所述储能供电模块；
[0011]所述固液分离模块与所述厌氧生物处理模块相连，用于对完成厌氧发酵的剩余物进行固液分离；
[0012]所述气化处理模块与所述固液分离模块相连，用于对固液分离产生的固渣进行焚烧处理；
[0013]所述储能供电模块用于存储电能，并向所述预处理进料模块、所述厌氧生物处理模块、所述固液分离模块及所述气化处理模块供电。
[0014]进一步地，所述气化处理模块还与所述预处理进料模块相连，用于对预处理过程产生的难降解废弃物进行焚烧处理。
[0015]进一步地，所述固液分离模块产生的沼液通过沼液回流管回流至所述厌氧生物处理模块和所述预处理进料模块。
[0016]进一步地，所述自供能船舶废弃物处理系统还包括微生物调控模块，所述微生物调控模块与所述厌氧生物处理模块相连，用于向所述厌氧生物处理模块添加微生物菌剂。
[0017]进一步地，所述自供能船舶废弃物处理系统还包括余热利用模块，所述余热利用模块用于收集所述沼气发电模块和所述气化处理模块产生的热量，并供应给所述预处理进料模块、所述厌氧生物处理模块及所述固液分离模块。
[0018]进一步地，所述自供能船舶废弃物处理系统还包括光伏发电模块，所述光伏发电模块产生的电能送入所述储能供电模块。
[0019]进一步地，所述自供能船舶废弃物处理系统还包括风能发电模块，所述风能发电模块产生的电能送入所述储能供电模块。
[0020]进一步地，所述自供能船舶废弃物处理系统还包括智慧控制模块，用于系统运行的状态监测和调控。
[0021]一种自供能船舶废弃物处理方法，基于上述的自供能船舶废弃物处理系统实现，包括：
[0022]有机废弃物通过预处理进料模块，进行破碎、粉碎、除杂预处理，破碎至粒径≤20mm后，送至厌氧生物处理模块；
[0023]进入厌氧生物处理模块的有机废弃物，在厌氧菌的作用下生成沼气，厌氧发酵的温度为20～56℃，pH为6.5～7.8；
[0024]厌氧发酵产生的沼气通入沼气发电模块，经过脱水、脱硫处理后，由沼气发电设备进行发电，产生的电能送入储能供电模块；
[0025]完成厌氧发酵的剩余物，由固液分离模块分为固渣和沼液，沼液回流至预处理进料模块和厌氧生物处理模块，用于原料调浆和微生物接种，调浆浓度为TS 6％～40％；
[0026]固液分离产生的固渣和预处理过程产生的难降解废弃物送入气化处理模块进行焚烧，焚烧温度为800～900℃，产生的废气在气体净化设备处理后排放；
[0027]沼气发电模块和气化处理模块在运行过程中产生的热量，通过余热利用模块收集，用于预处理进料模块、厌氧生物处理模块的增温以及固液分离模块的固渣烘干。
[0028]进一步地，还包括光伏发电模块和风能发电模块，二者与沼气发电模块并联后，与储能供电模块连接，形成自供能供电系统。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0030]1、通过模块化设计，将厌氧生物处理、气化处理、微生物调控、沼气发电、固液分离，光伏发电、风能发电、储能供电、智慧控制等多项技术进行有机结合，形成了一体式船舶废弃物气化及生物处理自供能系统，可实现船舶多种废弃物的及时处理和就地消纳，获得清洁电能能源供给系统本身能源需求以及船舶上其他设备的电能需求，解决了以往船舶垃圾处理困难及废弃物排放造成的环境污染等问题，提高了能源利用率。
[0031]2、本专利技术对传统船舶垃圾处理模式进行优化，在垃圾焚烧和储存的基础上结合生物处理技术，对船舶垃圾进行分类处理，对于可降解的生活垃圾、厨余垃圾等进行厌氧发酵处理产生可利用的清洁能源，残余固渣及不可降解的垃圾进行气化处理。通过本专利技术的应用，有利于实现船舶垃圾的清洁利用和低碳处理，在消除环境污染的同时获取清洁能源。
附图说明
[0032]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0033]图1为本专利技术的自供能船舶废弃物处理系统的流程示意图；
[0034]图2为本专利技术实施例的自供能船舶废弃物处理系统的结构示意图；
[0035]图3为本专利技术实施例的自供能船舶废弃物处理系统的俯视图；
[0036]图4为本专利技术的自供能船舶废弃物处理系统的光伏发电模块、风能发电模块在船舶上的布置示意图；
[0037]其中：1
‑
预处理进料模块；2
‑
厌氧生物处理模块；3
‑
沼气发电模块；4
‑
固液分离模块；5
‑
气化处理模块；6
‑
光伏发电模块；7
‑
风能发电模块；8
‑
储能供电模块；9
‑
微生物调控模块；10
‑
智慧控制模块；11
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自供能船舶废弃物处理系统，其特征在于：包括预处理进料模块、厌氧生物处理模块、沼气发电模块、固液分离模块、气化处理模块和储能供电模块；所述预处理进料模块用于对有机废弃物进行预处理，使其符合后续厌氧处理标准；所述厌氧生物处理模块与所述预处理进料模块相连，用于对预处理后的有机废弃物进行生物降解制取沼气；所述沼气发电模块与所述厌氧生物处理模块相连，用于利用所述沼气发电，并将产生的电能送入所述储能供电模块；所述固液分离模块与所述厌氧生物处理模块相连，用于对完成厌氧发酵的剩余物进行固液分离；所述气化处理模块与所述固液分离模块相连，用于对固液分离产生的固渣进行焚烧处理；所述储能供电模块用于存储电能，并向所述预处理进料模块、所述厌氧生物处理模块、所述固液分离模块及所述气化处理模块供电。2.根据权利要求1所述的自供能船舶废弃物处理系统，其特征在于：所述气化处理模块还与所述预处理进料模块相连，用于对预处理过程产生的难降解废弃物进行焚烧处理。3.根据权利要求3所述的自供能船舶废弃物处理系统，其特征在于：所述固液分离模块产生的沼液通过沼液回流管回流至所述厌氧生物处理模块和所述预处理进料模块。4.根据权利要求4所述的自供能船舶废弃物处理系统，其特征在于：所述自供能船舶废弃物处理系统还包括微生物调控模块，所述微生物调控模块与所述厌氧生物处理模块相连，用于向所述厌氧生物处理模块添加微生物菌剂。5.根据权利要求4所述的自供能船舶废弃物处理系统，其特征在于：所述自供能船舶废弃物处理系统还包括余热利用模块，所述余热利用模块用于收集所述沼气发电模块和所述气化处理模块产生的热量，并供应给所述预处理进料模块、所述厌氧生物处理模块及所述固液分离模块。6.根据权利要求1所述的自供能船舶...

【专利技术属性】
技术研发人员：李颖，陶余东，甄峰，孙永明，程杏宇，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：