[發明專利]一種水熱碳化技術處理餐廚垃圾的家用小型原位處理設備及全封閉回收系統

有效

• 申請號: 202010216051.3
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111378464B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 趙小飛;張尚毅;陳晴空;易姝祺;龍詩華
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00;C10B57/00;C10B47/02;C10G3/00;C10L5/44
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

本發明公開了一種水熱碳化技術處理餐廚垃圾的家用小型原位處理設備及全封閉回收系統，包括水熱反應器、餐廚垃圾破碎機、生物油收集瓶、鼓風和余熱回收水熱炭風干系統和氣動力輸送管道；工作時，餐廚垃圾從餐廚垃圾收集倉的進料口進入到餐廚垃圾破碎機中，通過餐廚垃圾破碎機將餐廚垃圾破碎；破碎后的餐廚垃圾進入到水熱反應器中，通過電加熱套加熱進行水熱反應，產生水熱炭和生物油；本發明通過將餐廚垃圾進行水熱反應，得到生物油和水熱炭，不僅完成了餐廚垃圾的原位處理，還實現了餐廚垃圾變廢為寶目的。

技術領域

本發明屬于餐廚垃圾處理技術領域，具體涉及一種水熱碳化技術處理餐廚垃圾的家用小型原位處理設備及全封閉回收系統。

背景技術

近年來，隨著社會經濟的迅速發展和人們物質文化生活水平的不斷提高，我國餐廚垃圾的產量從2010年的3667萬噸提升至2018年的4552萬噸，呈現明顯上升趨勢。餐廚垃圾具有高含水率、易腐爛變質、易發酵發臭的特點，如果處理不當則會散發惡臭氣體，污染土壤、水體和大氣。同時，餐廚垃圾還具有有機物含量高的特點，基于這一特點，餐廚垃圾可以看作一種放錯地方的資源。

目前，我國餐廚垃圾普遍采用異位處理的方式(即統一收集后異地處理)，處理技術主要包括：填埋、堆肥和厭氧消化，其中90％的餐廚垃圾處理廠采用厭氧消化工藝。然而，厭氧消化在實際運行中存在占地面積大、預處理要求高、操作條件苛刻、運行過程易酸化失穩等問題。而且，餐廚垃圾不同于我們其他的無機生活垃圾，不能長期存放，越快處理造成的污染越少。

當前國內外研究者開始探索餐廚垃圾的原位處理技術，其中水熱碳化技術得到了研究者的廣泛關注，水熱碳化技術(Hydro-thermal Carbonization，HTC)作為熱化學方法的一種，它以回收水熱炭材料為主要目的，同時伴有生物油產生，是餐廚垃圾處理領域一種新的能源轉化技術，部分研究者也開始探索該技術用于餐廚垃圾處理的可行性。已有研究表明，該技術能夠達到餐廚垃圾原位處理的目的，其核心在于該技術處理設備的體積大小可根據餐廚垃圾處理量的多少靈活設計，關鍵是能夠針對標準家庭每日間歇性產生的0.5-5Kg左右的餐廚垃圾設計相應處理體積的水熱碳化反應器，并且能夠在數小時內完成處理過程。

然而，當前的研究者更多的是探索基于水熱碳化技術處理餐廚垃圾的可行性，開發高效處理餐廚垃圾的水熱碳化設備。例如，現有技術公開了一種水熱碳化耦合厭氧消化處理餐廚垃圾的方法，該發明將粉碎后的餐廚垃圾進行水熱碳化反應，對水熱碳化反應產物進行分離后得到水熱液和水熱炭，將得到的水熱液、水熱炭和水熱液與水熱炭后得到水熱液和水熱炭，將得到的水熱液、水熱炭和水熱液與水熱炭混合物進行厭氧消化處理?，F有技術中還公開了一種超臨界水氣化法聯合水熱法的餐廚垃圾的處理系統，餐廚垃圾經預處理單元處理后補水，在換熱單元內與來自超臨界水氣化單元的高溫產物進行換熱，水熱預處理后的原料在加熱單元內加熱后，進行超臨界水氣化處理，換熱后的產物經氣液分離單元后得到可燃合成氣和固液混合物，進入固液分離單元后得到液體產物和固體殘渣?，F有技術中還公開了一種餐廚垃圾水熱液化制取燃料油的方法，該發明核心在于將高含水量的餐廚垃圾水熱處理后制得高熱值、高附加產物的燃料油?，F有技術中還公開了一種餐廚垃圾水熱處理的方法及裝置，該發明通過一級水熱反應和二級水熱反應來減少副反應的發生和副產物的產生，以此來縮短反應時間，降低反應成本。

盡管上述研究者開展了水熱碳化技術的大量研究，但是研究者們要么只關注如何將水熱碳化技術耦合其他處理工藝作為前端預處理手段，要么只關注水熱碳化反應后的液態產物的利用方式，甚至只是探索了如何通過多級反應提高水熱碳化反應器的處理效率。截至目前還沒有研究者提出一套真正以水熱碳化為核心技術，適用于家庭的餐廚垃圾原位處理設備以及整個小區的全封閉回收系統。

發明內容

為實現本發明目的而采用的技術方案是這樣的，一種水熱碳化技術處理餐廚垃圾的家用小型原位處理設備，包括水熱反應器、餐廚垃圾破碎機、生物油收集瓶、鼓風和余熱回收水熱炭風干系統和氣動力輸送管道。