[發明專利]一種利用高含水率有機廢棄物制備燃氣的方法和系統

有效

• 申請號: 201680087506.8
• 申請日: 2016-07-29
• 公開（公告）號: CN109642163B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 戴曉虎;陳德珍;胡雨燕;尹麗潔;馬曉波
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00;C02F11/10;F23G5/027;C10K1/08
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

提供了一種利用高含水率有機廢棄物制備燃氣的方法和系統。所述方法包括如下步驟：1)提供高含水率有機廢棄物；2)使用所述的高含水率有機廢棄物作為反應物進行水熱反應，以得到水熱反應產物；3)使得所述的水熱反應產物產生蒸汽，以及分離所述的水熱反應產物中的固體產物和油性液體產物；4)使用所述固體產物、油性液體產物以及所述蒸汽作為反應物進行氣化反應，以得到氣化反應產物；和5)凈化所述的氣化反應產物，以得到清潔燃氣。還提供了一種用于制備燃氣的系統。通過所述方法能夠從含水率在60％或以上的有機廢棄物中制備清潔燃氣。

技術領域

本發明屬于廢棄物資源化處理領域。具體地，本發明涉及一種利用高含水率有機廢棄物獲得清潔燃氣的方法。本發明還涉及一種利用高含水率廢棄物獲得清潔燃氣的系統。

背景技術

目前高含水率有機廢棄物，尤其指含水率在60％以上的廢棄物例如污水污泥、油泥、工業污泥、藥廠廢渣、酒糟、餐廚垃圾、病死禽畜等生物體主要以厭氧發酵的方式處理并回收能量，但是單一發酵處理還存在很多問題：例如減容減量率低、殘渣可能因為重金屬含量等原因不能作為肥料而需要再處理、當廢棄物中蛋白質氨基酸含量高時發酵廢水處理難度高、一些雜質如砂子的存在影響發酵反應器的運行；還有些廢棄物盡管濕度很大但是可能不適合進行發酵處理，例如油泥，以及被傳染性病菌所污染的廢物等。常規的焚燒、氣化、熱解又無法處理高含水的物料，因為所有水分要事先蒸發、能量浪費極大。水熱處理技術是近年來用于處理含水率高、較為均質的廢物的有效方法(MUMME J,ECKERVOGT L,PIELERTJ,et al.Hydrothermal carbonization of anaerobically digested maize silage[J].Bioresource Technology,2011,102(19):9255-9260；KeppU,Machenbach I,WeiszN,etal.Enhanced stabilizationof sewage sludge through thermal hydrolysis—threeyears of experiencewithfull-scaleplant[J].Water Science and Technology,2000,42(9):89-96.)，可以有效脫除水分同時使廢物性質穩定。但是水熱溫度低(例如低于190℃)固體物質尚不能穩定，需要進一步處理；水熱液中往往還有油狀物質產生，使得產物有液體、固體及廢水，后續處理較為復雜。機械干化(利用導熱油、蒸汽在干燥器中干化)是高能耗的處理技術，不僅要將水分全部蒸發，干化后往往還需要進一步的處理。對于污泥來說，目前在國際上一方面非常重視能源利用；另一方面也非常重視資源利用，例如磷(P)的回收利用。但是目前厭氧發酵處理后還不能實現P的回收，而傳統的氣化甚至不能維持熱平衡。

鑒于現有的技術和系統不能滿足經濟、高效地處理高含水率的廢物并回收其中所含的能源，為了更經濟、高效地從高含水率的廢棄物中獲得高品質的清潔燃氣；本發明提出一種高效、經濟、可行的從高含水率廢棄物回收清潔燃氣方法和系統。

發明內容

本發明的第一個目的是提供一種制備燃氣的方法，要解決的技術問題是從含水率在60％以上的有機廢棄物中制備清潔燃氣。

為解決上述問題，本發明采取的技術方案是：一種利用高含水率有機廢棄物制備燃氣的方法，所述方法包括如下步驟：

1)提供高含水率有機廢棄物；

2)將所述的高含水率有機廢棄物作為反應物進行水熱反應，得到水熱反應產物；

3)使得所述的水熱反應產物產生蒸汽以及分離所述的水熱反應產物中的固體產物和油性液體產物；

4)將所述固體產物、油性液體產物以及蒸汽作為反應物進行氣化反應，得到氣化反應產物；

5)凈化所述的氣化反應產物，得到清潔燃氣。

優選地，所述的高含水率有機廢棄物的含水量按重量計在60％以上。