[发明专利]一种厨余垃圾制备氢气的垃圾资源化处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种厨余垃圾制备氢气的垃圾资源化处理系统及方法，包含厨余垃圾预处理系统、厌氧发酵罐、沼渣制活性炭系统、沼气提纯甲烷系统和甲烷分解制氢系统。本发明实现了厨余垃圾高值化利用，对厨余垃圾厌氧发酵产生的沼气、固液分离和脱水分离的有机固渣进行高值化利用，产生的甲烷经催化裂解反应得到高价值的高纯氢和性能优良的碳材料。

技术领域

本发明涉及一种垃圾资源化处理系统及方法，特别是一种厨余垃圾制备氢气的垃圾资源化处理系统及方法，属于固废资源化技术领域。

背景技术

厨余垃圾是城市生活垃圾的一种，是居民社区、食品生产加工业和餐饮业在生产或生产过程中所产生的的有机废弃物。厨余垃圾的成分以碳水化合物、蛋白质、油脂和纤维素为主，其具有产生量大、含水率高、有机质高、含盐量高、含油量高和易腐烂等特点，若处理不及时易产生恶臭味，并会滋生病原体微生物等，引发环境污染等问题。

厨余垃圾厌氧发酵作为一种极具潜力的处理技术，在减少厨余垃圾数量的同时回收能源，成为目前国际上广泛应用的减量化和资源化处理技术。但是厌氧发酵产生的沼液经过脱水得到沼渣，沼渣中仍然含有大量有机质，如果随意进入环境后，不仅浪费大量生物质能源，也会造成水体和土壤的二次污染。因此，如何有效利用厨余垃圾厌氧发酵产生的沼渣和沼气，实现其高附加值资源化利用，提升资源化产品价值，是当前急需解决的重要问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种厨余垃圾制备氢气的垃圾资源化处理系统及方法，实现厨余垃圾高值化利用。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种厨余垃圾制备氢气的垃圾资源化处理系统，其特征在于：包含厨余垃圾预处理系统、厌氧发酵罐、沼渣制活性炭系统、沼气提纯甲烷系统和甲烷分解制氢系统，厨余垃圾预处理系统的沼液出口与混合器的一个进口连接，沼渣制活性炭系统的活性炭出料口与混合器的另一个进口连接，混合器的出口与厌氧发酵罐的进口连接，厌氧发酵罐的沼液出口与沼渣制活性炭系统的进料口连接，厌氧发酵罐的沼气出口与沼气提纯甲烷系统的进口连接，沼气提纯甲烷系统的出口与甲烷分解制氢系统的进口连接。

进一步地，所述厨余垃圾预处理系统包含接料斗、机械分选单元、固液分离单元和除杂除砂单元，接料斗的出料口与机械分选单元的进料口连接，机械分选单元的出料口与固液分离单元的进料口连接，固液分离单元的固渣出口与沼渣制活性炭系统连接，固液分离单元的浆液出口与除杂除砂单元的进料口连接，除杂除砂单元的出料口与混合器的一个进口连接。

进一步地，所述沼渣制活性炭系统包含脱水分离机、干化机、碳化活化一体炉、活性炭储槽和沼液储罐，脱水分离机的进料口与厌氧发酵罐的沼液出口连接，脱水分离机的沼渣出口与干化机的进料口连接，干化机的出料口与碳化活化一体炉的进料口连接，碳化活化一体炉的出料口与活性炭储槽的进料口连接，活性炭储槽的出料口与混合器的另一个进口连接，脱水分离机的沼液出口与沼液储罐连接。

进一步地，所述沼气提纯甲烷系统包含沼气脱硫单元、沼气脱碳单元和生物天然气储罐，沼气脱硫单元的进料口与厌氧发酵罐的沼气出口连接，沼气脱硫单元的出料口与沼气脱碳单元的进料口连接，沼气脱碳单元的出料口与生物天然气储罐的进料口连接，生物天然气储罐的出料口与甲烷分解制氢系统的进口连接。

进一步地，所述甲烷分解制氢系统包含催化裂解反应器、变压吸附装置、氢气储罐、变压分离装置和碳材料储槽，催化裂解反应器的进料口与沼气提纯甲烷系统的出口连接，催化裂解反应器的氢气出口与变压吸附装置的进口连接，变压吸附装置的出口与氢气储罐连接，催化裂解反应器的固相出口与变压分离装置的进料口连接，变压分离装置的出料口与碳材料储槽连接。

一种厨余垃圾制备氢气的垃圾资源化处理系统的垃圾资源化处理方法，其特征在于包含以下步骤：