[发明专利]一种有机废弃物厌氧-热解耦合联产电气炭的工艺

说明书

本发明公开了一种有机废弃物厌氧‑热解耦合联产电气炭的工艺，以厌氧预处理后的固体剩余物作为热解的原料，厌氧发酵过程中通过甲烷菌的作用，在厌氧系统中，一些游离于生物质大分子周围的有机分子如蛋白、脂肪与无定形状态的半纤维素发生水解反应生成沼气，剩余的纤维素与木质素不能被厌氧系统所利用，干燥后进入热解反应器，利用热化学法制备H₂、CH₄、CO等能源气体，从而提高能源气体产率，提高醋糟的减量率；厌氧发酵工艺与热解反应的气体经变压吸附脱除CO₂，得到纯能源气体，应用于发电与供气，副产的生物炭可应用于土壤修复，余热经过回收，提高热利用率。该系统可以实现能量自给。

技术领域

本发明属于固体废弃物能源化技术领域，特别涉及一种有机废弃物厌氧-热解耦合联产电气炭的工艺。

背景技术

生物质能作为唯一含碳资源的绿色再生能源，分布广泛，来源充足，将是理想的能源选择去解决日益突出的能源问题和环境问题，实现能源供给的多元化，同时可以获得高附加值化学品。有机固体废物是一类重要的生物质资源，传统燃烧产生的固体颗粒物造成严重的污染影响了我国农业绿色发展，其绿色转化利用是可再生能源领域的研究热点之一。有机固体废物热解可以得到合成气、甲烷、焦油和残渣，合成气与甲烷作为能源气体，可以作为燃料进行燃烧发电或燃料电池发电，残渣通过表面活化与机械改性，或作为载体负载有效元素，可以应用于土壤污染修复。对于一些有机质较高的有机废弃物如餐厨废物、酿醋废物、农林废物等，通常利用厌氧发酵生产沼气技术实现能源化利用。然而单一的厌氧发酵技术只能部分处理有机废弃物，得到的沼渣会形成二次污染。基于有机废弃物的生物质组成，将厌氧处理后的沼渣经过干燥，作为热解反应的原料，通过厌氧-热解耦合技术实现其能源化与资源化利用是最佳路径。

发明内容

本发明提供一种有机废弃物厌氧-热解耦合联产电气炭的工艺，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种有机废弃物厌氧-热解耦合联产电气炭的工艺，包括以下步骤：

将体积比为1:1的有机废弃物1和厌氧活性污泥加入厌氧发酵罐2中进行第一次厌氧发酵；

第一次厌氧发酵得到的含有CO₂与CH₄的沼气13，进入变压吸附装置5通过变压吸附CO₂，得到能源气体16；

第一次厌氧发酵得到的厌氧消化反应出料经固液分离后，沼液回流进入厌氧发酵罐2中循环使用，加入新的有机废弃物1，进行第二次厌氧发酵；

第二次厌氧发酵得到的固体剩余物经过干燥，进入热解反应器3热解；

热解反应器3热解反应得到的热解气12，进入变压吸附装置5通过变压吸附除去CO₂，得到能源气体16；

由变压吸附装置5得到的能源气体16，一部分进入内燃机发电系统4转化为电17为局域电网8供电，另一部分直接通过气体输送管道为局域燃气网9供燃气；

热解反应器3热解反应得到的热解残渣作为生物炭14进入机械包埋系统6，并在其中加入MnO₂负载于生物炭14中，作为土壤修复剂18应用于土壤修复区10；

热解反应器3热解反应得到的余热15、内燃机发电系统4得到的余热15、变压吸附装置5得到的余热15和机械包埋系统6得到的余热15，均经过回收，进入热力循环系统7为局域供热网11供热。

进一步的，所述有机废弃物包括餐厨废物、酿醋废物和农林废物中的一种或多种以任意比例的混合物。

进一步的，所述有机废弃物1是固含量为30-50%的浆体。

进一步的，所述厌氧活性污泥的含水率为95%。