有机废弃物厌氧消化高效处理系统及其处理方法

320 编辑：中冶有色技术网来源：中国天楹股份有限公司

2023-12-25 15:33:57

权利要求书： 1.一种有机废弃物厌氧消化高效处理系统，其特征在于：包含混料器、厌氧反应器、热解反应器、气柜、第一单向阀、第二单向阀、气体抽吸器和循环泵，厌氧反应器出料口与热解反应器进料口连接，热解反应器的生物炭出料口与混料器进口连接，混料器出口与厌氧反应器的进料口连接，热解反应器的气体出料口与气柜进口连接，气柜出口连接第二单向阀一端，第二单向阀另一端与第一单向阀一端和气体抽吸器的进气口连接，第一单向阀的另一端连接厌氧反应器的液面上侧连通，循环泵的一端连接厌氧反应器的液面下方，循环泵的另一端连接气体抽吸器的进液口，气体抽吸器的出口连接厌氧反应器。

2.按照权利要求1所述的一种有机废弃物厌氧消化高效处理系统，其特征在于：所述厌氧反应器上端的沼气出口通过管道与沼气利用单元连接。

3.按照权利要求1所述的一种有机废弃物厌氧消化高效处理系统，其特征在于：所述厌氧反应器的进料口设置在厌氧反应器的一侧下端，厌氧反应器的出料口设置在厌氧反应器的另一侧下端。

4.按照权利要求1所述的一种有机废弃物厌氧消化高效处理系统，其特征在于：所述厌氧反应器的出料口与热解反应器之间设置有脱水机和干燥机，厌氧反应器的出料口通过管道与脱水机的进口连接，脱水机的固体出口与干燥机的进口连接，干燥机的出口与热解反应器的进料口连接。

5.按照权利要求4所述的一种有机废弃物厌氧消化高效处理系统，其特征在于：所述脱水机的污水出口通过管道与污水处理系统连接。

6.按照权利要求4所述的一种有机废弃物厌氧消化高效处理系统，其特征在于：所述热解反应器与气柜之间设置有换热器和冷凝器，热解反应器的气体出口通过管道与换热器的一路的一端连接，换热器的一路的另一端通过管道与冷凝器的进口连接，换热器的另一路与干燥机连接，冷凝器的气体出口通过管道与气柜的进口连接。

7.按照权利要求6所述的一种有机废弃物厌氧消化高效处理系统，其特征在于：所述冷凝器的液体出口通过管道与油水分离器连接。

8.按照权利要求1所述的一种有机废弃物厌氧消化高效处理系统，其特征在于：所述气体抽吸器的气体和液体的比例为10～40：1。

9.一种有机废弃物厌氧消化高效处理方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：不同类型的有机废弃物经过混合后，进入厌氧反应器，在厌氧反应器中经过25天的停留时间，发酵后的沼渣进入脱水机进行脱水，脱水后的沼渣进入干燥机在80℃的条件下对沼渣进行干化，脱水产生的滤液进入污水处理系统；

步骤二：干化后的沼渣输送到热解反应器，在450℃的反应条件下，沼渣经热解反应后产生合成气和生物炭，产生的生物炭进入混料器，产生的合成气进入换热器；

步骤三：合成气进入冷凝器冷凝后进入气柜12缓存，合成气经过第二单向阀与厌氧消化产生的沼气经过第一单向阀后混合，再与循环泵过来的沼液进入气体抽吸器混合，气体和沼液的比例在10:1，最后气液混合物进入厌氧反应器。

说明书：一种有机废弃物厌氧消化高效处理系统及其处理方法技术领域[0001] 本发明涉及一种厌氧消化处理系统及其处理方法，特别是一种有机废弃物厌氧消化高效处理系统及其处理方法，属于垃圾处理领域。背景技术[0002] 随着餐饮行业的快速发展和垃圾分类工作的推进，有机废弃物的占比和产量急剧增长。目前，在我国的城市生活垃圾中，有机废弃物占比高达30%?50%，年产生量已过亿吨，严重影响了城市生活环境。有机废弃物通过厌氧消化产生沼气，不仅实现了有机废弃物的资源化利用、减轻环境污染，对于解决能源短缺问题也具有重要意义。[0003] 但厌氧消化会产生大量的残余物沼渣，沼渣除富含营养成分外，还存在病原微生物等有害物质，进入环境后会造成土壤和水体的二次污染。同时，厌氧消化产生的沼气中硫含量较高，需要经过复杂的沼气净化处理过程。发明内容[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种有机废弃物厌氧消化高效处理系统及其处理方法，提高有机废弃物的厌氧消化效率。[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：[0006] 一种有机废弃物厌氧消化高效处理系统，其特征在于：包含混料器、厌氧反应器、热解反应器、气柜、第一单向阀、第二单向阀、气体抽吸器和循环泵，厌氧反应器出料口与热解反应器进料口连接，热解反应器的生物炭出料口与混料器进口连接，混料器出口与厌氧反应器的进料口连接，热解反应器的气体出料口与气柜进口连接，气柜出口连接第二单向阀一端，第二单向阀另一端与第一单向阀一端和气体抽吸器的进气口连接，第一单向阀的另一端连接厌氧反应器的液面上侧连通，循环泵的一端连接厌氧反应器的液面下方，循环泵的另一端连接气体抽吸器的进液口，气体抽吸器的出口连接厌氧反应器。[0007] 进一步地，所述厌氧反应器上端的沼气出口通过管道与沼气利用单元连接。[0008] 进一步地，所述厌氧反应器的进料口设置在厌氧反应器的一侧下端，厌氧反应器的出料口设置在厌氧反应器的另一侧下端。[0009] 进一步地，所述厌氧反应器的出料口与热解反应器之间设置有脱水机和干燥机，厌氧反应器的出料口通过管道与脱水机的进口连接，脱水机的固体出口与干燥机的进口连接，干燥机的出口与热解反应器的进料口连接。[0010] 进一步地，所述脱水机的污水出口通过管道与污水处理系统连接。[0011] 进一步地，所述热解反应器与气柜之间设置有换热器和冷凝器，热解反应器的气体出口通过管道与换热器的一路的一端连接，换热器的一路的另一端通过管道与冷凝器的进口连接，换热器的另一路与干燥机连接，冷凝器的气体出口通过管道与气柜的进口连接。[0012] 进一步地，所述冷凝器的液体出口通过管道与油水分离器连接。[0013] 进一步地，所述气体抽吸器的气体和液体的比例为10～40：1。[0014] 一种有机废弃物厌氧消化高效处理方法，其特征在于包含以下步骤：[0015] 步骤一：不同类型的有机废弃物经过混合后，进入厌氧反应器，在厌氧反应器中经过25天的停留时间，发酵后的沼渣进入脱水机进行脱水，脱水后的沼渣进入干燥机在80℃的条件下对沼渣进行干化，脱水产生的滤液进入污水处理系统；[0016] 步骤二：干化后的沼渣输送到热解反应器，在450℃的反应条件下，沼渣经热解反应后产生合成气和生物炭，产生的生物炭进入混料器，产生的合成气进入换热器；[0017] 步骤三：合成气进入冷凝器冷凝后进入气柜12缓存，合成气经过第二单向阀与厌氧消化产生的沼气经过第一单向阀后混合，再与循环泵过来的沼液进入气体抽吸器混合，气体和沼液的比例在10:1，最后气液混合物进入厌氧反应器。[0018] 本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：[0019] 1、本发明利用有机废弃物厌氧消化后的沼渣热解产生生物炭，经过与有机物料混合后，进入厌氧反应器，可降低沼气中硫化物含量15%以上，有效降低沼气净化处理成本。生物炭进入厌氧反应器后，形成的特异性菌株固定化生物炭，对沼气中硫化物可吸附与脱除；同时，生物炭对沼气中硫化物具有吸附能力。

[0020] 2、本发明中利用部分产生的沼气、沼渣热解产生的合成气与循环沼液混合，沼渣热解产生的生物炭与进料混合后进入厌氧反应器，可提高沼气产量20%以上，有效提高有机废弃物厌氧消化效率。[0021] 3、本发明利用沼渣热解产生的生物炭和合成气回用于有机废弃物厌氧消化系统，不仅最大程度实现厌氧消化沼渣的资源化利用，还有效提高了有机废弃物厌氧消化产甲烷的效率。附图说明[0022] 图1是本发明的一种有机废弃物厌氧消化高效处理系统的示意图。具体实施方式[0023] 为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。[0024] 如图1所示，本发明的一种有机废弃物厌氧消化高效处理系统，包含混料器1、厌氧反应器3、热解反应器8、气柜12、第一单向阀16、第二单向阀13、气体抽吸器14和循环泵15，厌氧反应器3的出料口4与热解反应器8进料口连接，热解反应器8的生物炭出料口与混料器1进口连接，混料器1出口与厌氧反应器3的进料口2连接，热解反应器8的气体出料口与气柜

12进口连接，气柜12出口连接第二单向阀13一端，第二单向阀13另一端与第一单向阀16一端和气体抽吸器14的进气口连接，第一单向阀16的另一端连接厌氧反应器3的液面上侧连通，循环泵15的一端连接厌氧反应器3的液面下方，循环泵15的另一端连接气体抽吸器14的进液口，气体抽吸器14的出口连接厌氧反应器3。本发明可实现有机废弃物的高效资源化，且最大程度实现厌氧消化沼渣的资源化利用，提高了厌氧消化系统的沼气产量和沼气中甲烷的含量，提升了厌氧消化效率，有效解决当前有机废弃物厌氧消化不稳定、产气量低的问题。同时，有效减少了沼渣处置的资金投入和沼气净化成本，进一步提升了厌氧消化系统的经济效能。

[0025] 厌氧反应器3上端的沼气出口通过管道与沼气利用单元17连接。厌氧反应器3的进料口2设置在厌氧反应器3的一侧下端，厌氧反应器3的出料口4设置在厌氧反应器3的另一侧下端。[0026] 厌氧反应器3的出料口4与热解反应器8之间设置有脱水机5和干燥机6，厌氧反应器3的出料口4通过管道与脱水机5的进口连接，脱水机5的固体出口与干燥机6的进口连接，干燥机6的出口与热解反应器8的进料口连接。脱水机6的污水出口通过管道与污水处理系统7连接。[0027] 热解反应器8与气柜12之间设置有换热器9和冷凝器10，热解反应器8的气体出口通过管道与换热器9的一路的一端连接，换热器9的一路的另一端通过管道与冷凝器10的进口连接，换热器9的另一路与干燥机6连接，冷凝器10的气体出口通过管道与气柜12的进口连接。[0028] 冷凝器10的液体出口通过管道与油水分离器11连接。气体抽吸器14的气体和液体的比例为10～40：1。[0029] 一种有机废弃物厌氧消化高效处理方法，包含以下步骤：[0030] 步骤一：不同类型的有机废弃物经过混料器1混合后，通过进料口2，进入厌氧反应器3，在厌氧反应器3中经过20～30天的停留时间后，发酵后的物料从出料口4出料，进入脱水机5对厌氧消化后的沼渣进行脱水，脱水后的沼渣进入干燥机6，在60～90℃的条件下，对脱水沼渣进行干化，干化至含水率至低于30%，脱水产生的滤液进入污水处理系统7。[0031] 步骤二：干化后的沼渣输送到热解反应器8，在300～500℃的反应条件下，沼渣经热解反应后产生合成气（CO、H2、CO2等）和生物炭，产生的生物炭进入混料器1，产生的合成气进入换热器9，余热可输送至干燥器再次利用。[0032] 步骤三：合成气进入冷凝器10冷凝后的水进入油水分离器11，冷凝后的合成气进入气柜12缓存。沼渣热解产生的合成气经过单向阀13，厌氧消化产生的沼气经过单向阀14，与循环泵15过来的沼液混合后进入气体抽吸器14混合，气体和沼液的比例在10:1，最后气液混合物进入厌氧反应器3。[0033] 步骤四：有机物料经过厌氧反应器产生的沼气进入沼气利用单元17，经过净化后的沼气，可以燃烧锅炉产生蒸汽、燃烧发电或提纯并网销售。[0034] 本发明利用有机废弃物厌氧消化后的沼渣热解产生生物炭，经过与有机物料混合后，进入厌氧反应器，可降低沼气中硫化物含量15%以上，有效降低沼气净化处理成本。生物炭进入厌氧反应器后，形成的特异性菌株固定化生物炭，对沼气中硫化物可吸附与脱除；同时，生物炭对沼气中硫化物具有吸附能力。本发明中利用部分产生的沼气、沼渣热解产生的合成气与循环沼液混合，沼渣热解产生的生物炭与进料混合后进入厌氧反应器，可提高沼气产量20%以上，有效提高有机废弃物厌氧消化效率。本发明利用沼渣热解产生的生物炭和合成气回用于有机废弃物厌氧消化系统，不仅最大程度实现厌氧消化沼渣的资源化利用，还有效提高了有机废弃物厌氧消化产甲烷的效率。[0035] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。