[发明专利]一种可快速连续产氢的餐厨垃圾催化制氢方法

说明书

本发明公开了一种可快速连续产氢的餐厨垃圾催化制氢方法，将收集来的餐厨垃圾进行预处理，去除无机固体废弃物；将预处理后的原料补水至含水量90‑95%，并按照5wt%比例添加催化剂，由高压泵送至超临界水气化反应器，进入反应器之前在换热器内进行预热并在电加热器内加热至500‑550℃；在超临界反应器中反应60分钟后得到的总产物流经换热器与原料进行换热，换热后依次经过减压阀、气液分离器、固液分离器、干燥器后得到固体残渣和高值富氢气体，而液体产物则作为补水继续循环使用。本发明在处理过程中可杀死有害微生物和病原体，最大限度的减少了二次污染，并且处理速度快，整体工程占地面积小，可实现餐厨垃圾的日产日处理。

技术领域

本发明属于餐厨垃圾处理技术领域，涉及一种可快速连续产氢的餐厨垃圾催化制氢方法。

背景技术

餐厨垃圾主要是居民日常生活和食品加工企业在加工过程中产生的废弃物，餐厨垃圾中含水率高(70％-90％)、有机物含量高、油脂和无机盐含量高，并且营养成分丰富，极易酸化腐败变质，滋生有害的细菌和微生物，对自然和生活环境构成了巨大的威胁。我国的餐厨垃圾年产量巨大，占我国城市生活垃圾比例达30％-60％，且处理状况不容乐观，一部分餐厨垃圾是与生活垃圾混合一并进行处理。

对于餐厨垃圾处理的基本思路是实现餐厨垃圾的资源化、无害化、减量化。目前传统的餐厨垃圾处理技术主要是与生活垃圾掺混焚烧处理、卫生填埋处理、机械研磨法。随着处理技术的发展，目前餐厨垃圾的饲料化处理技术、堆肥化处理技术、厌氧消化处理技术以及好氧生物处理技术等资源化处理技术正在发展阶段，但基于处理时间长、易产生二次污染和能源利用率较低等因素，以上几种餐厨垃圾处理方法仍然存在很多不足之处。

超临界水是一种均匀的、有高扩散性、高传递特性的非极性溶剂。作为化学反应的介质，超临界水具有良好的传递和溶解特性，而且超临界水的物性很容易通过调节压力和温度来实现控制。在T>374℃，P>22.1MPa的超临界状态下，超临界水可将生物质中的有机物快速溶解气化并产生H₂，CO，CO₂，C_XH_Y，并能杀死绝大多数的微生物。

超临界水气化处理餐厨垃圾过程中，最影响产氢量的是水气转化反应，添加一定量的催化剂来促进水气转化反应是一种有效的提高产氢量的途径和方法。

因此本发明提出的可快速连续产氢的餐厨垃圾催化制氢系统将是一种快速处理餐厨垃圾并能高效产氢的方法。

发明内容

解决的技术问题：本发明针对上述现有技术的不足提供了一种可快速连续产氢的餐厨垃圾催化制氢方法，催化剂的添加实现了餐厨垃圾在高温高压下的催化气化，使得产氢量大大提升，同时又实现了餐厨垃圾的快速处理和资源化利用。

本发明上述解决的技术问题是通过下面的技术方案得以实现的：

一种可快速连续产氢的餐厨垃圾催化制氢方法，包括以下步骤：

(1)将从城市收集来的餐厨垃圾进行预处理，去除其中的无机固体废弃物；

(2)将预处理后的原料补水至含水量90-95％，并按照5wt％比例添加催化剂，由高压泵送至超临界水气化反应器，进入反应器之前在换热器内进行预热并在电加热器内加热至500-550℃；

(3)在超临界水气化反应器中反应60分钟后得到的总产物流经换热器与原料进行换热，换热后依次经过减压阀、气液分离器、固液分离器、干燥器后得到固体残渣和高值富氢气体，而液体产物则作为补水继续循环使用。

所述的催化剂选自氢氧化钾或碳酸钾或氯化铁或活性炭催化剂。

本发明具有以下有益效果：