[實用新型]一種基于燃料電池聯合發電的垃圾處理系統

有效

• 申請號: 202021281730.0
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN213026214U
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 張純;楊玉;白文剛;張一帆;李紅智;姚明宇
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H01M8/0606
• 分類號: H01M8/0606;H01M8/0662;C10J3/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

本實用新型公開了一種基于燃料電池聯合發電的垃圾處理系統，包括垃圾氣化子系統和燃料電池聯合發電子系統，垃圾氣化子系統包括垃圾氣化爐、凈化系統和廢熱鍋爐，燃料電池聯合發電子系統包括預熱器、空氣壓縮機、空氣預熱器、燃料電池、逆變器、燃燒室、余熱鍋爐和熱力發電系統，垃圾氣化子系統將垃圾進行氣化，實現垃圾的減量化，燃料電池聯合發電子系統將垃圾氣化氣中可燃氣體的化學能中的吉布斯自由能部分轉換成電能，未反應的可燃氣體燃燒后通過熱力發電系統進行發電，尾氣用于預熱垃圾氣化氣和空氣，該系統可以實現對垃圾的高效利用。

技術領域

本實用新型涉及城市生活垃圾處理技術領域，特別涉及一種基于燃料電池聯合發電的垃圾處理系統。

背景技術

隨著我國社會經濟的快速發展，城市化進程加快和人民生活水平的提高，城市生活過程中產生的垃圾也迅速增加，城市生活垃圾處理引起社會各界廣泛關注。目前城市生活垃圾的處理方法主要有堆肥、填埋和焚燒三種。其中，填埋會產生沼氣和垃圾滲濾液等，其中的有害成分對大氣、土壤、地表水體和地下水造成嚴重污染，破壞生態環境甚至危害人體健康。垃圾焚燒技術對垃圾進行焚燒處理減容，存在利用效率低，環境污染較嚴重等問題。

固體氧化物燃料電池，對燃料的適應性強，能在多種燃料包括碳基燃料的情況下運行，能提供高品質余熱，實現熱電聯產，燃料利用率高，能量利用率高達80％左右。

在已經公開的文獻中，CN21685639U、CN110423679A和CN110029044A介紹了廚余垃圾發酵后產生的氣體用于燃料電池發電技術，CN106602118A介紹了垃圾熱解氣體用于燃料電池發電技術，目前尚未有將垃圾氣化后，將垃圾氣化氣用燃料電池發電的報道。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種基于燃料電池聯合發電的垃圾處理系統，該系統及方法能實現垃圾的減量無害處理。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種基于燃料電池聯合發電的垃圾處理系統，包括垃圾氣化子系統和燃料電池聯合發電子系統；

所述的垃圾氣化子系統包括垃圾氣化爐1、凈化系統2和廢熱鍋爐11，所述的垃圾氣化爐1的氣體出口與凈化系統2的入口相連通，所述的廢熱鍋爐11的冷側出口與垃圾氣化爐1的氣體入口相連通；

所述的燃料電池聯合發電子系統包括預熱器3，所述的預熱器3冷側出口與燃料電池6的陽極入口相連通，燃料電池6的陽極出口與燃燒室7相連通，空氣壓縮機4的出口與空氣預熱器5的冷側入口相連通，空氣預熱器5的冷側出口與燃料電池6的陰極入口相連通進入，燃料電池6的陰極出口與燃燒室8相連通，所述的燃料電池6的陽極出口與燃燒室8相連通，燃燒室8的出口與余熱鍋爐9熱側入口相連通，余熱鍋爐9熱側出口與廢熱鍋爐11的熱側入口相連通，廢熱鍋爐11的熱側出口與預熱器3的熱側入口相連通，預熱器3的熱側出口與空氣預熱器5的熱側入口相連通，燃料電池4的陽極電極和陰極電極與逆變器5相連通，所述的余熱鍋爐9的冷側出口與熱力發電系統10的入口相連通，熱力發電系統10的出口與余熱鍋爐9的冷側入口相連通；

所述的凈化系統2的出口連接在預熱器3上。

所述的預熱器3冷側出口與燃燒室6的入口相連通。

所述的空氣預熱器5冷側出口與垃圾氣化爐1的氣體入口相連通。

所述的進入燃料電池6陰極的空氣相對于進入燃料電池6陽極的垃圾氣化氣是過量的。

所述的余熱鍋爐9為立式余熱鍋爐。

所述的廢熱鍋爐11為臥式廢熱鍋爐。

所述的預熱器3為板式換熱器或管殼式換熱器。

所述的空氣壓縮機4為多級離心或軸流式壓縮機。