[发明专利]一种水热碳化技术处理餐厨垃圾的家用小型原位处理设备及全封闭回收系统

说明书

本发明公开了一种水热碳化技术处理餐厨垃圾的家用小型原位处理设备及全封闭回收系统，包括水热反应器、餐厨垃圾破碎机、生物油收集瓶、鼓风和余热回收水热炭风干系统和气动力输送管道；工作时，餐厨垃圾从餐厨垃圾收集仓的进料口进入到餐厨垃圾破碎机中，通过餐厨垃圾破碎机将餐厨垃圾破碎；破碎后的餐厨垃圾进入到水热反应器中，通过电加热套加热进行水热反应，产生水热炭和生物油；本发明通过将餐厨垃圾进行水热反应，得到生物油和水热炭，不仅完成了餐厨垃圾的原位处理，还实现了餐厨垃圾变废为宝目的。

技术领域

本发明属于餐厨垃圾处理技术领域，具体涉及一种水热碳化技术处理餐厨垃圾的家用小型原位处理设备及全封闭回收系统。

背景技术

近年来，随着社会经济的迅速发展和人们物质文化生活水平的不断提高，我国餐厨垃圾的产量从2010年的3667万吨提升至2018年的4552万吨，呈现明显上升趋势。餐厨垃圾具有高含水率、易腐烂变质、易发酵发臭的特点，如果处理不当则会散发恶臭气体，污染土壤、水体和大气。同时，餐厨垃圾还具有有机物含量高的特点，基于这一特点，餐厨垃圾可以看作一种放错地方的资源。

目前，我国餐厨垃圾普遍采用异位处理的方式(即统一收集后异地处理)，处理技术主要包括：填埋、堆肥和厌氧消化，其中90％的餐厨垃圾处理厂采用厌氧消化工艺。然而，厌氧消化在实际运行中存在占地面积大、预处理要求高、操作条件苛刻、运行过程易酸化失稳等问题。而且，餐厨垃圾不同于我们其他的无机生活垃圾，不能长期存放，越快处理造成的污染越少。

当前国内外研究者开始探索餐厨垃圾的原位处理技术，其中水热碳化技术得到了研究者的广泛关注，水热碳化技术(Hydro-thermal Carbonization，HTC)作为热化学方法的一种，它以回收水热炭材料为主要目的，同时伴有生物油产生，是餐厨垃圾处理领域一种新的能源转化技术，部分研究者也开始探索该技术用于餐厨垃圾处理的可行性。已有研究表明，该技术能够达到餐厨垃圾原位处理的目的，其核心在于该技术处理设备的体积大小可根据餐厨垃圾处理量的多少灵活设计，关键是能够针对标准家庭每日间歇性产生的0.5-5Kg左右的餐厨垃圾设计相应处理体积的水热碳化反应器，并且能够在数小时内完成处理过程。

然而，当前的研究者更多的是探索基于水热碳化技术处理餐厨垃圾的可行性，开发高效处理餐厨垃圾的水热碳化设备。例如，现有技术公开了一种水热碳化耦合厌氧消化处理餐厨垃圾的方法，该发明将粉碎后的餐厨垃圾进行水热碳化反应，对水热碳化反应产物进行分离后得到水热液和水热炭，将得到的水热液、水热炭和水热液与水热炭后得到水热液和水热炭，将得到的水热液、水热炭和水热液与水热炭混合物进行厌氧消化处理。现有技术中还公开了一种超临界水气化法联合水热法的餐厨垃圾的处理系统，餐厨垃圾经预处理单元处理后补水，在换热单元内与来自超临界水气化单元的高温产物进行换热，水热预处理后的原料在加热单元内加热后，进行超临界水气化处理，换热后的产物经气液分离单元后得到可燃合成气和固液混合物，进入固液分离单元后得到液体产物和固体残渣。现有技术中还公开了一种餐厨垃圾水热液化制取燃料油的方法，该发明核心在于将高含水量的餐厨垃圾水热处理后制得高热值、高附加产物的燃料油。现有技术中还公开了一种餐厨垃圾水热处理的方法及装置，该发明通过一级水热反应和二级水热反应来减少副反应的发生和副产物的产生，以此来缩短反应时间，降低反应成本。

尽管上述研究者开展了水热碳化技术的大量研究，但是研究者们要么只关注如何将水热碳化技术耦合其他处理工艺作为前端预处理手段，要么只关注水热碳化反应后的液态产物的利用方式，甚至只是探索了如何通过多级反应提高水热碳化反应器的处理效率。截至目前还没有研究者提出一套真正以水热碳化为核心技术，适用于家庭的餐厨垃圾原位处理设备以及整个小区的全封闭回收系统。

发明内容

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种水热碳化技术处理餐厨垃圾的家用小型原位处理设备，包括水热反应器、餐厨垃圾破碎机、生物油收集瓶、鼓风和余热回收水热炭风干系统和气动力输送管道。