【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及廢棄物資源化利用，具體為一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、近年來，隨著電子設備的緊湊化和復雜化趨勢日益顯著，高性能導電材料的需求呈現(xiàn)出不斷增長的趨勢。其中，超細銅粉因其卓越的導電性和效率，在多個領(lǐng)域得到了廣泛應用。特別是在印刷電路板、導電油墨和半導體元件等領(lǐng)域，超細銅粉的應用不僅提升了產(chǎn)品的性能，還推動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的進步。此外，超細銅粉還因其優(yōu)異的導熱性和導電性，在汽車行業(yè)中的應用不斷增加，進一步推動了超細銅粉市場的發(fā)展。銅的高導電性特性也使其成為太陽能電池板、風力渦輪機和其他可再生能源技術(shù)的理想材料，隨著全球?qū)沙掷m(xù)能源解決方案的關(guān)注日益增加，對超細銅粉的需求也在持續(xù)增長。這些趨勢預示著超細銅粉的應用領(lǐng)域?qū)⒏訌V泛，同時對超細銅粉的純度和產(chǎn)量也提出了更高的要求。
2、另一方面，餐廚垃圾處理問題日益凸顯。餐廚垃圾主要來源于水果、谷物、肉類和魚類等產(chǎn)生的副產(chǎn)品，這些垃圾富含碳水化合物、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、脂肪和有機酸等成分。如果不及時有效地加以處理，餐廚垃圾容易散發(fā)氣味、滋生細菌，進而加劇環(huán)境污染，對生態(tài)平衡和公眾健康構(gòu)成嚴重威脅。目前，傳統(tǒng)的餐廚垃圾處理技術(shù)主要是焚燒。雖然焚燒可以有效地減少垃圾體積，但焚燒過程中會產(chǎn)生有害氣體，污染空氣，加劇全球變暖問題。此外，餐廚垃圾的含水率高達70%-95%，這大大降低了燃燒的效率，同時在堆放過程中還會產(chǎn)生大量垃圾滲濾液，對土壤和水體造成嚴重污染。因此，迫切需要探索新的餐廚垃圾處理方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本專利技術(shù)的目的在于提供一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中如何通過餐廚垃圾的處理還原銅粉的技術(shù)問題。
2、本專利技術(shù)是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
3、第一方面，本專利技術(shù)提供了一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)，包括漿料輸出管路、水路預熱輸出單元、銅溶液輸出管路、耦合反應裝置以及銅粉分離單元；
4、所述耦合反應裝置包括由外之內(nèi)依次套設的超臨界水氣化模塊以及預熱管道超臨界水熱合成組件；所述超臨界水氣化模塊的外側(cè)壁設有太陽能供熱模塊；
5、所述預熱管道超臨界水熱合成組件包括由下至上依次設置的超臨界水熱合成模塊和預熱管道，所述超臨界水熱合成模塊和預熱管道呈一體管狀結(jié)構(gòu)；
6、所述漿料輸出管路和水路預熱輸出單元的輸出端分別連接超臨界水氣化模塊的輸入端；所述超臨界水氣化模塊與超臨界水熱合成模塊之間設有鈀膜，且通過鈀膜連通；
7、所述銅溶液輸出管路的輸入端用于輸入銅前驅(qū)體溶液和改性劑，銅溶液輸出管路的輸出端連接至預熱管道的輸入端，預熱管道的輸出端連通超臨界水熱合成模塊的輸入端，超臨界水熱合成模塊的輸出端連接銅粉分離單元的輸入端。
8、優(yōu)選的，漿料輸出管路上設有漿料泵，用于輸入漿料；
9、所述水路預熱輸出單元包括水路輸出管路和第一太陽能加熱器；所述水路輸出管路上設有水泵，水路輸出管路的輸出端經(jīng)過第一太陽能加熱器后連接至超臨界水氣化模塊的輸入端。
10、優(yōu)選的，太陽能供熱模塊包括若干第二太陽能加熱器，若干第二太陽能加熱器依次布設在超臨界水氣化模塊的外側(cè)壁上。
11、優(yōu)選的，銅溶液輸出管路包括銅前驅(qū)體溶液輸出管路和改性劑輸出管路；
12、所述銅前驅(qū)體溶液輸出管路的輸入端設有前驅(qū)體溶液泵，用于輸入銅前驅(qū)體溶液；所述改性劑輸出管路的輸入端設有改性劑泵，用于輸入改性劑；
13、所述銅前驅(qū)體溶液輸出管路和改性劑輸出管路的輸出端分別連接至預熱管道的輸入端。
14、優(yōu)選的，銅粉分離單元包括第一冷卻器以及液固分離器；
15、所述第一冷卻器的輸入端連接至超臨界水熱合成模塊的輸出端，第一冷卻器的輸出端連接至液固分離器的輸入端。
16、優(yōu)選的，超臨界水氣化模塊還包括第一輸出端和第二輸出端，其中第一輸出端位于超臨界水氣化模塊的上部位置，所述第一輸出端連接設有氣液分離單元，用于進行氣液分離；第二輸出端位于超臨界水氣化模塊的下部位置，所述第二輸出端連接設有排渣單元，用于進行灰分分離。
17、進一步的，氣液分離單元包括第二冷卻器、氣液分離器以及水箱；
18、所述第二冷卻器的輸入端連接超臨界水氣化模塊的第一輸出端；所述第二冷卻器的輸出端連接氣液分離器的輸入端，所述氣液分離器的液體輸出端連接至水箱。
19、更進一步的，還包括多向換熱器；所述多向換熱器設置在第二冷卻器與超臨界水氣化模塊的第一輸出端之間，所述銅溶液輸出管路的輸出端經(jīng)多向換熱器后連接至預熱管道的輸入端。
20、更進一步的，排渣單元包括第三冷卻器和鎖料斗；
21、所述第三冷卻器的輸入端連接至超臨界水氣化模塊的第二輸出端，第三冷卻器的輸出端連接至鎖料斗的輸入端；所述鎖料斗上還設有注水管路和排渣管路；所述注水管路上設有注水球閥，所述排渣管路上設有排渣針閥。
22、第二方面，本專利技術(shù)還提供了一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)的使用方法，基于上述所述的一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)，使用方法包括如下步驟：
23、將水和餐廚垃圾漿料分別通過水路預熱輸出單元和漿料輸出管路輸入至耦合反應裝置最外層的超臨界水氣化模塊內(nèi)，并通過太陽能供熱模塊對超臨界水氣化模塊加熱，并將熱量傳遞至預熱管道；超臨界水氣化模塊內(nèi)的水和餐廚垃圾漿料進行加熱生成氣化產(chǎn)物，氣化產(chǎn)物通過鈀膜分離出純氫氣，純氫氣作為還原劑進入超臨界水熱合成模塊內(nèi)；
24、銅前驅(qū)體溶液和改性劑分別通過銅溶液輸出管路輸入至預熱管道內(nèi)，并通過預熱后流入超臨界水熱合成模塊內(nèi)，通過純氫氣與銅前驅(qū)體溶液和改性劑進行還原反應得到產(chǎn)物并輸出至銅粉分離單元內(nèi)分離得到銅粉。
25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下有益的技術(shù)效果：
26、本專利技術(shù)提供了一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)，耦合反應裝置通過套管結(jié)構(gòu)集成了超臨界水氣化模塊和超臨界水熱合成模塊，并且預留了一段管道用于對進入水熱合成模塊的物料進行預熱。超臨界水氣化模塊和超臨界水熱合成模塊之間設置鈀膜用于分離純氫進入超臨界水熱合成反應器。超臨界水氣化產(chǎn)生的純氫氣直接參與超臨界水熱合成制備超細銅粉，代替昂貴化學還原劑，避免雜質(zhì)的引入，實現(xiàn)高純度超細銅粉的制備。本系統(tǒng)將餐廚垃圾通過超臨界水氣化轉(zhuǎn)化為富氫合成氣，實現(xiàn)了對餐廚垃圾的資源化處理。
27、進一步的，漿料輸出管路上設置的漿料泵，能夠有效地控制漿料的輸入流量和壓力，確保漿料以穩(wěn)定且可控的方式進入超臨界水氣化模塊。通過第一太陽能加熱器來預熱水路輸出管路中的水，充分利用太陽能這一可再生能源，不僅降低了對傳統(tǒng)能源的依賴，還減少了能源消耗和運營成本，預熱后的水在進入超臨界水氣化模塊時，能夠更快地達到所需的反應條件，從而提高氣化效率。
28、進一步的，第二太陽能加熱器本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)，其特征在于，包括漿料輸出管路、水路預熱輸出單元、銅溶液輸出管路、耦合反應裝置（6）以及銅粉分離單元；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)，其特征在于，所述漿料輸出管路上設有漿料泵（1），用于輸入漿料；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能供熱模塊包括若干第二太陽能加熱器（11），若干第二太陽能加熱器（11）依次布設在超臨界水氣化模塊（7）的外側(cè)壁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)，其特征在于，所述銅溶液輸出管路包括銅前驅(qū)體溶液輸出管路和改性劑輸出管路；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)，其特征在于，所述銅粉分離單元包括第一冷卻器（12）以及液固分離器（13）；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)，其特征在于，所述超臨界水氣化模塊（7）還包括第一輸出端和第二輸出端，其中第一輸出
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)，其特征在于，所述氣液分離單元包括第二冷卻器（14）、氣液分離器（15）以及水箱（16）；
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)，其特征在于，還包括多向換熱器（19）；所述多向換熱器（19）設置在第二冷卻器（14）與超臨界水氣化模塊（7）的第一輸出端之間，所述銅溶液輸出管路的輸出端經(jīng)多向換熱器（19）后連接至預熱管道（10）的輸入端。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)，其特征在于，所述排渣單元包括第三冷卻器（17）和鎖料斗（18）；
10.一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，基于權(quán)利要求1-9任一項所述的一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)，使用方法包括如下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)，其特征在于，包括漿料輸出管路、水路預熱輸出單元、銅溶液輸出管路、耦合反應裝置（6）以及銅粉分離單元；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)，其特征在于，所述漿料輸出管路上設有漿料泵（1），用于輸入漿料；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能供熱模塊包括若干第二太陽能加熱器（11），若干第二太陽能加熱器（11）依次布設在超臨界水氣化模塊（7）的外側(cè)壁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)，其特征在于，所述銅溶液輸出管路包括銅前驅(qū)體溶液輸出管路和改性劑輸出管路；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)，其特征在于，所述銅粉分離單元包括第一冷卻器（12）以及液固分離器（13）；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能供熱的餐廚垃圾氣化產(chǎn)氫還原銅粉系統(tǒng)，其特征在于，所述超臨界水氣化模塊（7）還包括第一輸出端和第二輸出端，其中第一輸...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：彭智勇，董潤秋，田江樺，賈寒冰，李奧，饒勝輝，陳斌，劉志剛，王樂，伊磊，
申請(專利權(quán))人：江西理工大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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