[发明专利]垃圾热解发电系统及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及垃圾热解发电系统，以及利用前述的垃圾热解发电系统进行发电的方法。

背景技术

随着我国城市化的迅猛发展，生活垃圾产量也在与日俱增，垃圾围城的环境现状日益严重，对人类的生存环境造成了恶劣影响。如何妥善处理生活垃圾成为了当前人们关注的一个环境焦点问题。目前垃圾处理方法主要有焚烧、热解、填埋和堆肥等。垃圾热解可产生大量的热解气、热解油等产品，环保性好，经济性高，具有很大的发展潜力。

垃圾热解产生的主要成分包括氢气、一氧化碳等小分子可燃气体，具有很高的使用价值。将垃圾热解气燃烧发电虽然已取得一定成果，并且相比垃圾焚烧发电，污染物排放大幅降低，但是仍然有污染物的排放。由此，垃圾热解产生的热解气发电系统有待改进。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种垃圾热解发电系统，该系统将垃圾热解气中的氢气分离提纯后发电，发电过程几乎不产生新的污染物，清洁环保，并且发电效率高，发电输出稳定。

需要说明的是，本发明是基于发明人的下列工作而完成的：

垃圾热解产生的热解气的主要成分包括氢气、一氧化碳等小分子可燃气体，具有很高的使用价值。现将垃圾热解气燃烧发电并已取得一定成果，并且相比垃圾焚烧发电，污染物排放大幅降低，但是仍然有污染物的排放。而氢能是公认的清洁能源，它具有燃烧热值高，其燃烧产物为水，不会带来环境污染。发明人利用氢气变压吸附装置将热解气进行氢气分离提纯处理，再以氢气为燃料利用氢燃料电池进行发电，不仅发电启动速度快，输出电能稳定，环境适应能力强，而且电化反应唯一副产品为水，节能环保，避免了铅、硫酸以及其他酸性污染物的排放。由此，利用该系统提取热解气中的氢气，利用氢燃料电池发电具有十分优越的环保优势和经济优势。

因而，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种垃圾热解发电系统。根据本发明的实施例，该系统包括：

垃圾热解装置，所述垃圾热解装置具有垃圾入口、燃料入口、热解碳出口和热解油气出口；

热解油气净化装置，所述热解油气净化装置包括：

热解油气冷却器，所述热解油气冷却器具有热解油气入口、油水混合物出口和冷却的热解气出口，所述热解油气入口与所述热解油气出口相连；

焦油捕集器，所述焦油捕集器具有冷却的热解气入口、焦油出口和热解气出口，所述冷却的热解油气入口与所述冷却的热解油气出口相连；

活性炭吸附塔，所述活性炭吸附塔具有热解气入口和净化后的热解气出口，所述热解气入口与所述热解气出口相连；

氢气变压吸附装置，所述氢气变压吸附具有净化后的热解气入口、氢气出口和尾气出口，所述净化后的热解气入口与所述净化后的热解气出口相连；以及

氢燃料电池发电装置，所述氢燃料电池发电装置具有氢气入口、氧气入口、排水口和电输出端，所述氢气入口与所述氢气出口相连。

根据本发明实施例的垃圾热解发电系统，利用氢气变压吸附装置将垃圾热解装置产生的热解气进行氢气分离提纯处理，再以氢气为燃料利用氢燃料电池进行发电，不仅发电启动速度快，输出电能稳定，环境适应能力强，而且电化反应唯一副产品为水，节能环保，避免了铅、硫酸以及其他酸性污染物的排放。由此，利用该系统提取热解气中的氢气，利用氢燃料电池发电不仅具有十分优越的环保优势和经济优势，而且将生活垃圾处理与氢气生产联系起来，实现了固废处理与新能源开发利用的双赢效果。

另外，根据本发明上述实施例的垃圾热解发电系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，所述氢气变压吸附装置包括：多个变压吸附组件，所述多个变压吸附组件设置在所述氢气变压吸附装置内，且所述多个变压吸附组件串联连接。

根据本发明的实施例，所述多个变压吸附组件为4-6个变压吸附组件。

根据本发明的实施例，所述氢气变压吸附装置的吸附压力范围为0.6-2.0MPa。

根据本发明的实施例，所述氢燃料电池发电装置包括：燃料电池堆，所述燃料电池堆具有氢气入口、氧气入口、水出口和电输出端；水热控制器，所述水热控制器具有水入口和排水口，所述水入口与所述水出口相连；电子控制装置，所述电子控制装置与所述燃料电池堆和所述水热控制器相连。

根据本发明的实施例，所述热解油气冷却器包括循环冷却水泵。

根据本发明的实施例，其特征在于，该系统进一步包括：尾气返回管路，所述尾气返回管路分别与所述氢气分离提纯装置的尾气出口和所述热解装置的燃料入口相连。