利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)技術方案

本實用新型專利技術公開了一種利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：熱解裝置，所述熱解裝置具有垃圾入口、熱解油氣出口和熱解炭出口；裂解裝置，所述裂解裝置具有熱解油氣入口、催化劑入口、裂解氣出口和失活催化劑出口；冷卻裝置，所述冷卻裝置具有裂解氣入口、冷卻裂解氣出口和冷卻水出口；氫氣分離提純裝置，所述氫氣分離提純裝置具有冷卻裂解氣入口、氫氣出口和尾氣出口。采用該系統(tǒng)可以將垃圾變?yōu)槿紵蹈咔仪鍧嵉臍錃猓⑶覛錃獾漠a率可達90％以上，純度達99％以上。

System for preparing hydrogen by utilizing garbage

The utility model discloses a system for producing hydrogen using waste system, the system includes: the pyrolysis device, the pyrolysis device has the garbage entrance, pyrolysis of oil and gas exports and carbon export; cracking device, the cracking device with pyrolysis oil gas, catalyst, pyrolysis gas entrance entrance exit and deactivation of export; the cooling device, the cooling device has cracked gas entrance, cooling pyrolysis gas outlet and a cooling water outlet; separation and purification device of hydrogen purification device with cooling pyrolysis gas entrance, a hydrogen outlet and gas outlet of the hydrogen gas. Using this system, the waste can be changed into a high burning and clean hydrogen gas, and the yield of hydrogen can reach above 90% and the purity is over 99%.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)
本技術屬于能源與化工
，具體而言，本技術涉及利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)。
技術介紹
隨著化石能源的枯竭和市場供應的匱乏，尋求新能源成為人類當前共同努力的任務之一。氫能是公認的清潔能源，它最有希望成為21世紀人類所企求的清潔能源，人們對氫能的開發(fā)應用寄于極大的熱忱和希望。氫具有燃燒熱值高，其燃燒產物為水，不會帶來環(huán)境污染，氫通過燃料電池可以把化學能直接轉換為電能，氫的資源極其豐富，取之不盡、用之不竭。但是要把期望變成現(xiàn)實，人們還要解決許多難題，其中如何制取大量、廉價的氫氣是最主要的一個難題。隨著我國城市化的迅猛發(fā)展，城市固廢產量與日俱增，固體廢棄物圍城的環(huán)境現(xiàn)狀日益嚴重，對人類的生存環(huán)境造成了惡劣影響。如何妥善處理城市固廢，變廢為寶，實現(xiàn)固體廢棄物的無害化、資源化處理成為了亟待解決的一個問題。目前，如何將垃圾變?yōu)榍鍧嵞茉礆錃馐乾F(xiàn)如今研究的一個熱點。
技術實現(xiàn)思路
本技術旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本技術的一個目的在于提出一種利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)。采用該系統(tǒng)可以將垃圾變?yōu)槿紵蹈咔仪鍧嵉臍錃猓⑶覛錃獾漠a率可達90％以上，純度達99％以上。在本技術的一個方面，本技術提出了一種利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)。根據(jù)本技術的實施例，所述系統(tǒng)包括：熱解裝置，所述熱解裝置具有垃圾入口、熱解油氣出口和熱解炭出口；裂解裝置，所述裂解裝置具有熱解油氣入口、催化劑入口、裂解氣出口和失活催化劑出口，所述熱解油氣入口與所述熱解油氣出口相連；冷卻裝置，所述冷卻裝置具有裂解氣入口、冷卻裂解氣出口和冷卻水出口，所述裂解氣入口與所述裂解氣出口相連；氫氣分離提純裝置，所述氫氣分離提純裝置具有冷卻裂解氣入口、氫氣出口和尾氣出口，所述冷卻裂解氣入口與所述冷卻裂解氣出口相連。由此，根據(jù)本技術實施例的利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)通過將垃圾送至熱解裝置，在高溫條件下，垃圾被熱解，產生大量富含氫氣的熱解油氣，然后將該熱解油氣直接熱送至裂解裝置與催化劑接觸進行裂解，一方面可省去復雜的油氣水分離設備，簡化整個系統(tǒng)的處理工藝；另一方面充分利用了熱解油氣中的熱量，有助于降低裂解裝置的能耗；再一方面可消除焦油帶來的負面影響，提高裂解氣中氫氣的含量，在裂解裝置高溫、高壓的環(huán)境氛圍，熱解油氣中的CnHm在催化劑的作用下與其攜帶的水蒸氣發(fā)生反應，裂解為CH4、H2等小分子氣體，其中的CO、CO2等小分子與水蒸氣發(fā)生重整反應生成H2等氣體，所得的裂解氣經冷卻裝置后裂解氣被冷卻降溫，裂解氣中的水分被去除，經冷卻后裂解氣中氫氣的含量在55％以上。冷卻裂解氣再經過氫氣分離提純裝置，得到氫氣和尾氣，其中氫氣的產率可達90％以上，氫氣的純度可達99％以上。如此，本系統(tǒng)將垃圾與氫氣生產聯(lián)系起來，實現(xiàn)了固廢處理與新能源開發(fā)利用的雙贏效果，也實現(xiàn)了熱解氣的多途徑利用。另外，根據(jù)本技術上述實施例的利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)，還可以具有如下附加的技術特征：任選的，所述熱解裝置為旋轉床熱解爐。由此，因旋轉床熱解爐具有連續(xù)式進料功能，使得垃圾在熱解過程中不會翻動，可避免產生飛灰，從而減少了所得熱解油氣中的雜質。任選的，所述氫氣分離提純裝置包括氫氣變壓吸附塔，所述氫氣變壓吸附塔包括多個并聯(lián)的吸附床。由此，可顯著提高氫氣的產率和純度。任選的，所述利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)進一步包括：催化劑再生裝置，所述催化劑再生裝置具有失活催化劑入口、再生催化劑出口和雜質出口，所述失活催化劑入口與所述失活催化劑出口相連，所述再生催化劑出口與所述催化劑入口相連。由此，可顯著提高裂解裝置的裂解效率，提高氫氣的產出率和產量。任選的，所述熱解裝置分別與所述催化劑入口和所述失活催化劑出口相連。由此，可提高該系統(tǒng)的熱利用率，實現(xiàn)催化劑的重復利用，減少本系統(tǒng)的原料成本。任選的，所述尾氣出口與所述熱解裝置和所述裂解裝置中的至少一個相連。由此，有利于降低利用垃圾制備氫氣系統(tǒng)的能耗，提高系統(tǒng)的熱利用率，實現(xiàn)尾氣的回收再利用。任選的，所述利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)進一步包括：熄焦裝置，所述熄焦裝置具有熱解炭入口、冷卻水入口和冷卻熱解炭出口，所述熱解炭入口與所述熱解炭出口相連，所述冷卻水入口與所述冷卻水出口相連。由此，可實現(xiàn)冷卻水的回收再利用，降低系統(tǒng)的能耗。本技術的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術的實踐了解到。附圖說明本技術的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：圖1是根據(jù)本技術一個實施例的利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)結構示意圖；圖2是根據(jù)本技術再一個實施例的利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)結構示意圖；圖3是根據(jù)本技術又一個實施例的利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)結構示意圖；圖4是根據(jù)本技術又一個實施例的利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)結構示意圖；圖5是根據(jù)本技術又一個實施例的利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)結構示意圖；圖6是根據(jù)本技術一個實施例的利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)利用垃圾制備氫氣的方法流程示意圖；圖7是根據(jù)本技術再一個實施例的利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)利用垃圾制備氫氣的方法流程示意圖；圖8是根據(jù)本技術又一個實施例的利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)利用垃圾制備氫氣的方法流程示意圖；圖9是根據(jù)本技術又一個實施例的利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)利用垃圾制備氫氣的方法流程示意圖；圖10是根據(jù)本技術又一個實施例的利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)利用垃圾制備氫氣的方法流程示意圖；圖11是根據(jù)本技術又一個實施例的利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)結構示意圖；圖12是根據(jù)本技術又一個實施例的利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)結構示意圖。具體實施方式下面詳細描述本技術的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本技術，而不能理解為對本技術的限制。在本技術中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本技術中的具體含義。在本技術的一個方面，本技術提出了一種利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)。根據(jù)本技術的實施例，參考圖1，該系統(tǒng)包括：熱解裝置100、裂解裝置200、冷卻裝置300和氫氣分離提純裝置400。根據(jù)本技術的實施例，熱解裝置100具有垃圾入口101、熱解油氣出口102和熱解炭出口103，且適于將垃圾進行熱解處理，以便得到熱解油氣和熱解炭。專利技術人發(fā)現(xiàn)，通過將垃圾送至熱解裝置，在高溫條件下，垃圾被熱解，產生大量富含氫氣的熱解油氣，由此，有利于提高氫氣的產率。具體的，該處的垃圾可以為有機垃圾，或者由其他垃圾經分選粉碎等處理后的得到的有機垃圾。需要說明的是，本領域技術人員可以根據(jù)實際需要對熱解處理的條件進行選擇。根據(jù)本技術的一個實施例，熱解裝置可以為旋轉床熱解爐。專利技術本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)，其特征在于，包括：熱解裝置，所述熱解裝置具有垃圾入口、熱解油氣出口和熱解炭出口；裂解裝置，所述裂解裝置具有熱解油氣入口、催化劑入口、裂解氣出口和失活催化劑出口，所述熱解油氣入口與所述熱解油氣出口相連；冷卻裝置，所述冷卻裝置具有裂解氣入口、冷卻裂解氣出口和冷卻水出口，所述裂解氣入口與所述裂解氣出口相連；氫氣分離提純裝置，所述氫氣分離提純裝置具有冷卻裂解氣入口、氫氣出口和尾氣出口，所述冷卻裂解氣入口與所述冷卻裂解氣出口相連。

【技術特征摘要】
1.一種利用垃圾制備氫氣的系統(tǒng)，其特征在于，包括：熱解裝置，所述熱解裝置具有垃圾入口、熱解油氣出口和熱解炭出口；裂解裝置，所述裂解裝置具有熱解油氣入口、催化劑入口、裂解氣出口和失活催化劑出口，所述熱解油氣入口與所述熱解油氣出口相連；冷卻裝置，所述冷卻裝置具有裂解氣入口、冷卻裂解氣出口和冷卻水出口，所述裂解氣入口與所述裂解氣出口相連；氫氣分離提純裝置，所述氫氣分離提純裝置具有冷卻裂解氣入口、氫氣出口和尾氣出口，所述冷卻裂解氣入口與所述冷卻裂解氣出口相連。2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱解裝置為旋轉床熱解爐。3.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氣分離提純裝置包括氫氣變壓吸附塔，所述氫氣變壓吸附塔包括...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：蔡先明，張安強，任浩華，劉璐，周方遠，趙月晶，吳道洪，
申請(專利權)人：北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司，
類型：新型
國別省市：北京,11