[发明专利]有机废弃物三无法热解气化制取绿氢能联产生物炭的方法

说明书

本发明涉及有机废弃物三无法热解气化制取绿氢能联产生物炭的方法，属于新能源领域，包括以下步骤：1)原材料的准备：将有机废弃物进行破碎或者切割，挤压成颗粒或块；2)热解气化：将原料抛洒入到窑炉的高温炉膛内，初始反应温度800℃，加热的温度为800～1000℃，经过0.5～2h反应过程，得到含氢气的混合生物燃气和热态干馏炭副产物；3)提高生物燃气的H₂含量：直接向热态干馏炭喷吹水雾，形成水蒸气进入窑炉，水蒸气分解成氢气，增加生物燃气的氢含量；4)分离氢能和CO+CH₄生物燃气：富氢生物燃气经加压和PSA变压吸附塔，获得99.9％氢气和CO+CH₄的混合生物可燃气体。本发明热解气化的过程无焦油、无NO_X、无二噁英，具有高产高效、节能环保、延长产业链的优点。

技术领域

本发明涉及有机废弃物三无法热解气化制取绿氢能联产生物炭的方法，属于新能源技术领域。

背景技术

煤炭是世界上储量最多、分布最广的常规能源，也是最廉价的能源。近年来，全球经济持续增长，使电力、冶金、建材、化工等行业的高速发展对煤炭的需求大幅度增加，导致全球煤炭需求快速增长，消费逐年递增，石油及天然气价格大幅上涨，价格逐步攀升，使CO₂的排放量严重过剩，造成地球表面变暖。

近年，焦煤资源日益贫乏，而非焦煤资源还没有得到很好的开发和利用。有关部门预测，新疆奇台县的煤炭资源储量达3000亿吨，占准东煤炭资源储量的75％，但是其绝大部分储量为低阶煤，当前，优质的低阶煤块可用于煅烧块状兰炭清洁煤炭，而大量的粉状煤却无法生产块状兰炭。低阶煤是变质程度最低的煤类，低阶煤的含能量较低，其经济价值远远低于高阶煤，低阶煤通常用作动力用煤，比如发电厂、煤气化、煤液化；再加上新疆其它地区、内蒙赤峰褐煤、霍林河褐煤等煤炭资源，均为低价煤，尤其是粉状低阶煤，更没有得到很好的开发和综合利用。

世界上垃圾分为有机垃圾、无机垃圾以及有害垃圾三种。

有机垃圾有两大来源：园林垃圾和厨余垃圾。

1.园林垃圾：树枝的收集呈松散状；树叶、杂草和植物放板条箱内。

2.厨余垃圾：也称湿垃圾，是指日常生活垃圾中可分解的有机物。这部分有机垃圾包括食物残渣、菜根、菜叶，动物蹄、角、瓜皮、果屑、蛋壳、鱼鳞、蛋壳、毛发、植物枝干、树叶、杂草、动物尸体、牲畜粪便等。

有机废物处理是指对有机废弃物及其污染物进行物理、化学和生物方法处理，使其减少对环境的污染甚至变废为宝。其基本处理方法有：堆肥法、焚烧、卫生填埋、等离子体处理、热解吸、现场玻璃化及其他技术。

这些方法或多或少都存在着一些问题，如垃圾热值低是需要辅助燃料，炉温较低，对二噁英类等有害有毒副产物不能彻底分解除尽，带来二次污染等。

目前，世界上，氢能制取有很多种方法：煤制氢；天然气制氢；炼油厂气制氢、甲醇制氢；工业副产制氢；焦炉煤气制氢；电解水制氢；氨分解制氢等制氢形式多样化。

我国制氢工艺是根据地区、行业、资源不一样而选择的制氢路线不同。中国西部天然气丰富，主要是以天然气为主；炼油企业利用干气制氢、天然气制氢较多；北方企业大部分是以煤为原料获得氢气在发展下游产业；煤制氢成本低但是环保投入大，大多是大型装置；焦炉气制氢是副产氢气而获得，变废为宝；水电解和甲醇制氢在当下主要是小型需求氢气为主，成本高，技术未有新的突破。

随着石油资源的日趋紧缺，使用氢能的呼声日益高涨。但目前市场的氢气主要是从化石能源制备的，并不能解决能源资源的再生问题。

氢的燃烧产物是水，分解水制得的氢是再生氢，是用之不竭的。但是，目前的电解水技术能耗高，氢的成本高，因此，渴望获得可再生、可循环、清洁、绿色、低廉纯氢能源。