[發明專利]一種基于超臨界水氧化處理生活垃圾的發電裝置及方法

在審

• 申請號: 202010881731.7
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112058864A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 羅云奎
• 申請（專利權）人: 深圳樸坂科技有限公司
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B5/00;F01D15/10;F01K25/10
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 楊濱濱

1.一種基于超臨界水氧化處理生活垃圾的發電裝置，包括超臨界水發生器、生活垃圾處理器、渦輪發電裝置，所述超臨界水發生器所制造的超臨界水，和生活垃圾一塊混合，進入所述生活垃圾處理器中，進行氧化反應，生活垃圾被氧化處理后，分解為無機物質及可燃氣體，其特征在于，所述渦輪發電裝置中，密閉設置有流體循環流道，二氧化碳在所述流體循環流道中流動，循環吸收外界環境熱量，并加壓，使得進入所述渦輪發電裝置之前的二氧化碳，為超臨界狀態，所述生活垃圾經過氧化處理，所產生的可燃氣體，經過燃燒，繼續提高超臨界二氧化碳溫度后，高速噴入所述渦輪發電裝置中，推動渦輪葉片轉動，循環帶動所述渦輪發電裝置發電；所述生活垃圾經過氧化處理，所產生的無機物質，可干燥處理后使用。

2.根據權利要求1所述的基于超臨界水氧化處理生活垃圾的發電裝置，其特征在于，氧化處理所述生活垃圾過程中，額外產生的水，經過分離后，循環流入所述超臨界水發生器中，作為制超臨界水的補充水使用。

3.根據權利要求2所述的基于超臨界水氧化處理生活垃圾的發電裝置，其特征在于，所述生活垃圾處理器，為一體結構，可對所述生活垃圾，同步進行氣化、氧化、脫水處理。

4.根據權利要求3所述的基于超臨界水氧化處理生活垃圾的發電裝置，其特征在于，所述生活垃圾處理器，包括外殼、離心處理器，所述外殼設置在離心處理器外圍，并與所述離心處理器同軸設置，所述離心處理器內壁上均勻設置，與所述外殼所圍成空間連通的通孔。

5.根據權利要求4所述的基于超臨界水氧化處理生活垃圾的發電裝置，其征在于，所述離心處理器包括混合攪拌段、離心脫水段，所述混合攪拌段設置在離心處理器上部，所述離心脫水段設置在離心處理器下部，所述離心脫水段設置下部出口設置減壓排出通道，所述減壓排出通道和污泥鼓風干燥裝置連通，所述生活垃圾，經過氧化處理，所產生的無機物質，可通過所述減壓排出通道流出，然后通過所述污泥鼓風干燥裝置干燥，所述混合攪拌段和離心脫水段，均同離心處理器同軸設置；在所述混合攪拌段中，還同軸設置攪拌葉片，所述攪拌葉片圍繞所述混合攪拌段的固定軸旋轉。

6.根據權利要求5所述的基于超臨界水氧化處理生活垃圾的發電裝置，特征在于，所述攪拌葉片轉速可調。

7.根據權利要求5所述的的基于超臨界水氧化處理生活垃圾的發電裝置，特征在于，所述離心脫水段為螺旋形通道。

8.根據權利要求5所述的基于超臨界水氧化處理生活垃圾的發電裝置，其特征在于，所述污泥鼓風干燥裝置包括鼓風機、漏料口，無機物質在所述漏料口中流動，經過所述鼓風機干燥處理后，作為肥料使用。

9.根據權利要求1所述的基于超臨界水氧化處理生活垃圾的發電裝置，其特征在于，所述渦輪發電裝置包括二氧化碳儲存器、渦輪裝置、發電裝置、加壓器，所述發電裝置通過渦輪軸與所述渦輪裝置連通，存儲在所述二氧化碳存儲器中的超臨界狀態二氧化碳，經過可燃氣體加熱后，受熱膨脹，高速噴入所述渦輪裝置中，推動渦輪葉片轉動，從而通過所述渦輪軸帶動發電裝置發電，完成推動所述渦輪葉片轉動的二氧化碳，則經過所述加壓器加壓后，循環流入所述二氧化碳儲存器中存儲，最終加熱變為超臨界狀態。

10.一種利用權利要求1～9任意一項所述的基于超臨界水氧化處理生活垃圾的發電裝置的方法，其特征性在于，包括以下步驟：

第1．將需要處理的生活垃圾，放入生活垃圾收集器中，與在超臨界水發生器中，所制造的超臨界水，通過超臨界水注入口，進入生活垃圾處理器中，混合，進行氧化反應，生活垃圾被氧化處理后，分解為無機物質、可燃氣體以及水；

為控制生活垃圾處理器1的氧化反應，注入生活垃圾處理器中的超臨界水，同時加入氧化劑，氧化劑總量控制在超臨界水總注量25～45%，控制生活垃圾的氧化反應程度，保證分解產生可燃氣體量，氧化劑可采用雙氧水、或者氧氣；

添加氧化劑過程為，氧化劑通過氧化劑控制閥，注入氧化劑混合器中，然后同儲存在超臨界水發生器的超臨界水，在氧化劑混合器混合，再通過超臨界水注入口，進入生活垃圾處理器中，與生活垃圾混合；

第2．存儲在二氧化碳儲存器中的超臨界狀態二氧化碳，噴入渦輪裝置中之前，經過生活垃圾所分解的可燃氣體，通過可燃氣體出口，從生活垃圾處理器夾層中流出，流入燃燒器中，燃燒加熱從二氧化碳儲存器中流出的二氧化碳，二氧化碳受熱膨脹后，高速噴入渦輪裝置中，推動渦輪葉片轉動，帶動發電裝置發電；

第3．完成推動渦輪葉片轉動的二氧化碳，循環吸收外界環境中熱量后，則經過加壓器，加壓到7.39～10MPa，變為超臨界狀態后，流入二氧化碳儲存器中存儲，二氧化碳所需要熱量由第2外界熱量釋放器所提供的，保證二氧化碳溫度在33.1～45℃，加壓器所使用電力，則用渦輪發電裝置提供；

第4．完成分解的生活垃圾中，無機物質部分，則經過鼓風機干燥后，作肥料使用，而鼓風機所用電力，則用渦輪發電裝置提供；

在氧化處理生活垃圾過程中，所產生的水，其所攜帶的熱量，通過處理水出口，流出生活垃圾處理器，先流入二氧化碳儲存器中，保持二氧化碳儲存器中二氧化碳溫度控制在374.15～390℃后，再流入生活垃圾收集器中，加熱生活垃圾，然后通過循環水加壓泵加壓，最終循環流入超臨界水發生器中，作為制超臨界水的補充水使用，如熱量不足以保證超臨界水所需要溫度374.15～390℃，則使用第1外界熱量釋放器，釋放熱量，保溫二氧化碳儲存器中二氧化碳；

第5．渦輪發電裝置所發的電力，多余部分，則直接并入市電網，供其他用電設備使用；

經過上述步驟處理后，所述生活垃圾得到完全氧化處理，無機物質被干燥后，通過運輸車輛，作為肥料運輸使用。