本實(shí)用新型屬于能源與化工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本實(shí)用新型涉及垃圾制氫的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著化石能源的枯竭和市場(chǎng)供應(yīng)的匱乏，尋求新能源成為人類當(dāng)前共同努力的任務(wù)之一。氫能是公認(rèn)的清潔能源，它最有希望成為21世紀(jì)人類所企求的清潔能源，人們對(duì)氫能的開發(fā)應(yīng)用寄于極大的熱忱和希望。氫具有燃燒熱值高，其燃燒產(chǎn)物為水，不會(huì)帶來環(huán)境污染；氫通過燃料電池把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)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(shí)，人們還要解決許多難題：如何制取大量、廉價(jià)的氫氣是最主要的一個(gè)難題。

另外，隨著我國城市化的迅猛發(fā)展，生活垃圾產(chǎn)量也在與日俱增，垃圾圍城的環(huán)境現(xiàn)狀日益嚴(yán)重，對(duì)人類的生存環(huán)境造成了惡劣影響。如何妥善處理生活垃圾，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)垃圾的無害化、資源化處理成為了亟待解決的一個(gè)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種垃圾制氫的系統(tǒng)，采用該系統(tǒng)可以將垃圾轉(zhuǎn)化為燃燒熱值高的氫能源，并且氫氣的產(chǎn)率達(dá)90％以上，純度達(dá)99％以上，從而實(shí)現(xiàn)固廢處理與新能源開發(fā)利用的雙贏效果，同時(shí)因原料來源廣、生產(chǎn)成本低，具有較高的經(jīng)濟(jì)性。

在本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提出了一種垃圾制氫的系統(tǒng)，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該系統(tǒng)包括：

熱解裝置，所述熱解裝置具有垃圾入口、高溫油氣出口和熱解炭出口；

冷卻凈化裝置，所述冷卻凈化裝置具有冷卻水入口、高溫油氣入口、凈化熱解氣出口和油水混合物出口，所述高溫油氣入口與所述高溫油氣出口相連；

油水分離裝置，所述油水分離裝置具有油水混合物入口、輕質(zhì)油出口、重質(zhì)油出口和水出口，所述油水混合物入口與所述油水混合物出口相連，所述水出口與所述冷卻水入口相連，并且所述油水分離裝置內(nèi)的底部設(shè)置電加熱裝置，所述油水分離裝置外部纏繞預(yù)熱器；

裂解裝置，所述裂解裝置內(nèi)具有熱解氣裂解室和熱解油裂解室，并且所述熱解氣裂解室和所述熱解油裂解室中分別布置有燃?xì)廨椛涔芎痛呋瘎?，所述熱解氣裂解室具有凈化熱解氣入口和含有氫氣的第一裂解氣出口，所述凈化熱解氣入口與所述凈化熱解氣出口相連，所述熱解油裂解室具有熱解油入口和含有氫氣的第二裂解氣出口，所述熱解油入口分別與所述輕質(zhì)油出口和所述重質(zhì)油出口相連，并且所述熱解油入口處設(shè)置有霧化器；

余熱回收裝置，所述余熱回收裝置具有導(dǎo)熱油入口、含有氫氣的裂解氣入口、換熱后導(dǎo)熱油出口和換熱后裂解氣出口，所述含有氫氣的裂解氣入口分別與所述含有氫氣的第一裂解氣出口和所述含有氫氣的第二裂解氣出口相連，所述換熱后導(dǎo)熱油出口與所述預(yù)熱器相連；

裂解氣凈化裝置，所述裂解氣凈化裝置具有裂解氣入口和凈化裂解氣出口，所述裂解氣入口與所述換熱后裂解氣出口相連，并且所述裂解氣凈化裝置布置有吸附劑；

氫氣分離提純裝置，所述氫氣分離提純裝置具有混合氣入口、氫氣出口和尾氣出口，所述混合氣入口與所述凈化裂解氣出口相連。

由此，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的垃圾制氫系統(tǒng)通過將垃圾熱解過程中得到的高溫油氣經(jīng)冷卻凈化處理，可以實(shí)現(xiàn)熱解氣的分離，然后將冷卻凈化過程中得到的油水混合物供給至油水分離裝置中分離處理，可以分離得到輕質(zhì)油和重質(zhì)油，并且通過在油水分離裝置內(nèi)的底部設(shè)置電加熱裝置以及在其外部纏繞預(yù)熱器，可顯著提高油水分離裝置內(nèi)油水分離的效率，然后將分離得到凈化熱解氣以及熱解油(輕質(zhì)油和重質(zhì)油)分別供給至裂解裝置中的熱解氣裂解室和熱解油裂解室進(jìn)行裂解處理，可以得到含有氫氣的裂解氣，從而不僅解決了輕質(zhì)油和重質(zhì)油堵塞管路、產(chǎn)積碳、難以利用等問題，同時(shí)通過在熱解油裂解室中的熱解油入口處設(shè)置有霧化器，可顯著提高熱解油裂解室的裂解效率，從而提高所得裂解氣中氫氣的含量，同時(shí)將所得裂解氣經(jīng)余熱回收裝置進(jìn)行對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行預(yù)熱，并將預(yù)熱后的導(dǎo)熱油供給至油水分離裝置中的預(yù)熱器作為加熱介質(zhì)使用，換熱后導(dǎo)熱油因在余熱回收裝置中與含有氫氣的裂解氣進(jìn)行了換熱，溫度較高，從而可以給油水分離裝置提供熱能，由此可顯著降低油水分離裝置中電加熱的能耗，其次就換熱后的裂解氣依次經(jīng)裂解氣凈化裝置和氫氣分離提純裝置進(jìn)行處理，可顯著提高氫氣的純度。由此，采用該系統(tǒng)可以將垃圾轉(zhuǎn)化為燃燒熱值高的氫能源，并且氫氣的產(chǎn)率達(dá)90％以上，純度達(dá)99％以上，從而實(shí)現(xiàn)固廢處理與新能源開發(fā)利用的雙贏效果，同時(shí)因原料來源廣、生產(chǎn)成本低，具有較高的經(jīng)濟(jì)性。

另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例的垃圾制氫系統(tǒng)，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

任選的，所述熱解裝置為移動(dòng)床熱解爐。由此，可避免熱解過程中產(chǎn)生飛灰的問題。

任選的，所述氫氣分離提純裝置為氫氣變壓吸附塔，所述氫氣變壓吸附塔包括多個(gè)并聯(lián)的吸附床。由此，可顯著提高氫氣的產(chǎn)率和純度。

本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)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，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的垃圾制氫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型再一個(gè)實(shí)施例的垃圾制氫的系統(tǒng)實(shí)施垃圾制氫的方法流程示意圖；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型又一個(gè)實(shí)施例的垃圾制氫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)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(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)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(jī)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(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提出了一種垃圾制氫系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參考圖1，該系統(tǒng)包括：熱解裝置100、冷卻凈化裝置200、油水分離裝置300、裂解裝置400、余熱回收裝置500、裂解氣凈化裝置600和氫氣分離提純裝置700。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，熱解裝置100具有垃圾入口101、高溫油氣出口102和熱解炭出口103，且適于將上述垃圾進(jìn)行熱解處理，以便得到高溫油氣和熱解炭。由此，可將垃圾中的有機(jī)組分充分熱解出來，有利于后續(xù)氫氣的回收與提純。具體的，熱解裝置可以為移動(dòng)床熱解爐。由此，不僅可以實(shí)現(xiàn)垃圾的連續(xù)處理，而且可避免熱解過程中產(chǎn)生飛灰的問題。

根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)實(shí)施例，熱解處理的溫度和時(shí)間并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，熱解處理的溫度可以為800～1000攝氏度，時(shí)間可以為2～4小時(shí)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該溫度下可以顯著提高垃圾的熱解效率，從而提高高溫油氣的產(chǎn)率。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，冷卻凈化裝置200具有冷卻水入口201、高溫油氣入口202、凈化熱解氣出口203和油水混合物出口204，高溫油氣入口202與高溫油氣出口102相連，且適于將采用冷卻水對(duì)上述所得高溫油氣進(jìn)行冷卻凈化處理，以便得到凈化熱解氣和油水混合物。由此，可除去高溫油氣中的煙塵，并實(shí)現(xiàn)凈化熱解氣和油水混合物的分離。具體的所得油水混合物的溫度可以不高于100攝氏度。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，油水分離裝置300具有油水混合物入口301、輕質(zhì)油出口302、重質(zhì)油出口303和水出口304，油水混合物入口301與油水混合物出口204相連，水出口304與冷卻水入口201相連，并且上述油水分離裝置300內(nèi)的底部設(shè)置電加熱裝置(未示出)，上述油水分離裝置外部還纏繞預(yù)熱器(未示出)，且適于將上述油水混合物進(jìn)行油水分離處理，以便得到輕質(zhì)油、水和重質(zhì)油，并將分離得到的水返回上述冷卻凈化裝置作為冷卻水使用。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過在油水分離裝置內(nèi)的底部設(shè)置電加熱裝置以及在其外部纏繞預(yù)熱器，可顯著提高油水分離裝置內(nèi)油水分離的效率。具體的，油水分離裝置中的油水混合物的溫度可以不低于80攝氏度。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，裂解裝置400具有熱解氣裂解室41和熱解油裂解室42，并且熱解氣裂解室41和熱解油裂解室42中分別布置有燃?xì)廨椛涔芎痛呋瘎?，熱解氣裂解?1具有凈化熱解氣入口411和含有氫氣的第一裂解氣出口412，凈化熱解氣入口411與凈化熱解氣出口203相連，熱解油裂解室42具有熱解油入口421和含有氫氣的第二裂解氣出口422，熱解油入口421分別與輕質(zhì)油出口302和重質(zhì)油出口303相連，并且上述熱解油入口處設(shè)置有霧化器，且適于將上述凈化熱解氣發(fā)生裂解反應(yīng)，以便得到含有氫氣的第一裂解氣，將上述輕質(zhì)油和上述重質(zhì)油發(fā)生裂解反應(yīng)，以便得到含有氫氣的第二裂解氣。由此，通過將分離得到凈化熱解氣以及熱解油(輕質(zhì)油和重質(zhì)油)分別供給至裂解裝置中的熱解氣裂解室和熱解油裂解室進(jìn)行裂解處理，在催化劑的作用下可以得到含有氫氣的裂解氣，從而不僅解決了輕質(zhì)油和重質(zhì)油堵塞管路、產(chǎn)積碳、難以利用等問題，同時(shí)通過在熱解油裂解室中的熱解油入口處設(shè)置有霧化器，可顯著提高熱解油裂解室的裂解效率，從而提高所得裂解氣中氫氣的含量。需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)催化劑的具體類型進(jìn)行選擇。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，熱解氣裂解室和熱解油裂解室中的裂解溫度、裂解壓力和裂解時(shí)間并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，熱解氣裂解室和熱解油裂解室中的裂解溫度可以分別獨(dú)立地為900～1000攝氏度，裂解壓力可以分別獨(dú)立地為1.5～1.7MPa，裂解時(shí)間可以分別獨(dú)立地為5～10秒。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該熱解條件下可以顯著提高熱解氣和熱解油的熱解效率，從而提高氫氣的產(chǎn)率。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，余熱回收裝置500具有導(dǎo)熱油入口501、含有氫氣的裂解氣入口502、換熱后導(dǎo)熱油出口503和換熱后裂解氣出口504，含有氫氣的裂解氣入口502分別與含有氫氣的第一裂解氣出口412和含有氫氣的第二裂解氣出口422相連，換熱后導(dǎo)熱油出口503與預(yù)熱器300相連，且適于將上述含有氫氣的第一裂解氣和上述含有氫氣的第二裂解氣與上述導(dǎo)熱油進(jìn)行換熱處理，以便得到換熱后導(dǎo)熱油和換熱后裂解氣，并將上述換熱后導(dǎo)熱油供給至上述油水分離裝置中的預(yù)熱器。由此，通過將所得裂解氣經(jīng)余熱回收裝置進(jìn)行對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行預(yù)熱，并將預(yù)熱后的導(dǎo)熱油供給至油水分離裝置中的預(yù)熱器作為加熱介質(zhì)使用，換熱后導(dǎo)熱油因在余熱回收裝置中與含有氫氣的裂解氣進(jìn)行了換熱，溫度較高，從而可以給油水分離裝置提供熱能，由此可顯著降低油水分離裝置中電加熱的能耗。具體的，換熱后裂解氣的溫度可以不高于100攝氏度。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，裂解氣凈化裝置600具有換熱后裂解氣入口601和凈化裂解氣出口602，裂解氣入口601與換熱后裂解氣出口504相連，并且裂解氣凈化裝置布置有吸附劑，且適于將上述換熱后裂解氣進(jìn)行凈化處理，以便得到凈化裂解氣。由此，有利于提高回收氫氣的純度。需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)吸附劑的具體類型進(jìn)行選擇。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，氫氣分離提純裝置700具有混合氣入口701、氫氣出口702和尾氣出口703，混合氣入口701與凈化裂解氣出口602相連，且適于將上述凈化裂解氣進(jìn)行分離提純處理，以便得到氫氣和尾氣。由此，有利于回收氫氣，且提高回收氫氣的純度。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，氫氣分離提純裝置可以為氫氣變壓吸附塔，并且該氫氣變壓吸附塔包括多個(gè)并聯(lián)的吸附床。具體的，氫氣變壓吸附塔利用吸附劑在不同分壓下對(duì)吸附質(zhì)有不同的吸附容量，并且在一定的吸附壓力下，對(duì)被分離的氣體混合物的各組份有選擇吸附的特性來提純氫氣。

根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)實(shí)施例，吸附床的吸附壓力并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，吸附床的吸附壓力可以為1～3MPa。由此，可以顯著提高氫氣的回收率和純度。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的垃圾制氫系統(tǒng)通過將垃圾熱解過程中得到的高溫油氣經(jīng)冷卻凈化處理，可以實(shí)現(xiàn)熱解氣的分離，然后將冷卻凈化過程中得到的油水混合物供給至油水分離裝置中分離處理，可以分離得到輕質(zhì)油和重質(zhì)油，并且通過在油水分離裝置內(nèi)的底部設(shè)置電加熱裝置以及在其外部纏繞預(yù)熱器，可顯著提高油水分離裝置內(nèi)油水分離的效率，然后將分離得到凈化熱解氣以及熱解油(輕質(zhì)油和重質(zhì)油)分別供給至裂解裝置中的熱解氣裂解室和熱解油裂解室進(jìn)行裂解處理，可以得到含有氫氣的裂解氣，從而不僅解決了輕質(zhì)油和重質(zhì)油堵塞管路、產(chǎn)積碳、難以利用等問題，同時(shí)通過在熱解油裂解室中的熱解油入口處設(shè)置有霧化器，可顯著提高熱解油裂解室的裂解效率，從而提高所得裂解氣中氫氣的含量，同時(shí)將所得裂解氣經(jīng)余熱回收裝置進(jìn)行對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行預(yù)熱，并將預(yù)熱后的導(dǎo)熱油供給至油水分離裝置中的預(yù)熱器作為加熱介質(zhì)使用，換熱后導(dǎo)熱油因在余熱回收裝置中與含有氫氣的裂解氣進(jìn)行了換熱，溫度較高，從而可以給油水分離裝置提供熱能，由此可顯著降低油水分離裝置中電加熱的能耗，其次就換熱后的裂解氣依次經(jīng)裂解氣凈化裝置和氫氣分離提純裝置進(jìn)行處理，可顯著提高氫氣的純度。由此，采用該系統(tǒng)可以將垃圾轉(zhuǎn)化為燃燒熱值高的氫能源，并且氫氣的產(chǎn)率達(dá)90％以上，純度達(dá)99％以上，從而實(shí)現(xiàn)固廢處理與新能源開發(fā)利用的雙贏效果，同時(shí)因原料來源廣、生產(chǎn)成本低，具有較高的經(jīng)濟(jì)性。

如上所述，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的垃圾制氫系統(tǒng)可具有選自下列的優(yōu)點(diǎn)至少之一：

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的垃圾制氫系統(tǒng)提供了一種新的氫氣生產(chǎn)技術(shù)和方法，為氫氣的廣泛應(yīng)用提供了技術(shù)支持。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的垃圾制氫系統(tǒng)將生活垃圾處理與氫氣生產(chǎn)聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)了固廢處理與新能源開發(fā)利用的雙贏效果。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的垃圾制氫系統(tǒng)將熱解產(chǎn)生的油和氣進(jìn)行催化裂解，解決了焦油利用的問題，同時(shí)也提高了氫氣的產(chǎn)率，有利于后續(xù)氫氣的提純分離。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的垃圾制氫系統(tǒng)將垃圾熱解氣中的氫氣分離提純，尾氣資源化處理，實(shí)現(xiàn)了熱解氣的多途徑利用。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的垃圾制氫系統(tǒng)的生產(chǎn)原料為生活垃圾，原料來源廣，生產(chǎn)成本低，具有較高的經(jīng)濟(jì)性。

為了方便理解，下面參考圖2對(duì)采用本實(shí)用新型實(shí)施例的垃圾制氫的系統(tǒng)實(shí)施垃圾制氫的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參考圖2，該方法包括：

S100：將垃圾供給至熱解裝置中進(jìn)行熱解處理

該步驟中，將垃圾供給至熱解裝置中進(jìn)行熱解處理，以便得到高溫油氣和熱解炭。由此，可將垃圾中的有機(jī)組分充分熱解出來，有利于后續(xù)氫氣的回收與提純。具體的，熱解裝置可以為移動(dòng)床熱解爐。由此，不僅可以實(shí)現(xiàn)垃圾的連續(xù)處理，而且可避免熱解過程中產(chǎn)生飛灰的問題。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，熱解處理的溫度和時(shí)間并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，熱解處理的溫度可以為800～1000攝氏度，時(shí)間可以為2～4小時(shí)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該溫度下可以顯著提高垃圾的熱解效率，從而提高高溫油氣的產(chǎn)率。

S200：將高溫油氣供給至冷卻凈化裝置中與冷卻水進(jìn)行冷卻凈化處理

該步驟中，將高溫油氣供給至冷卻凈化裝置中與冷卻水進(jìn)行冷卻凈化處理，以便得到凈化熱解氣和油水混合物。由此，可除去高溫油氣中的煙塵，并實(shí)現(xiàn)凈化熱解氣和油水混合物的分離。具體的所得油水混合物的溫度可以不高于100攝氏度。

S300：將油水混合物供給至油水分離裝置中進(jìn)行油水分離處理

該步驟中，將油水混合物供給至油水分離裝置中進(jìn)行油水分離處理，以便得到輕質(zhì)油、水和重質(zhì)油，并將上述水返回上述冷卻凈化裝置作為冷卻水使用。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過在油水分離裝置內(nèi)的底部設(shè)置電加熱裝置以及在其外部纏繞預(yù)熱器，可顯著提高油水分離裝置內(nèi)油水分離的效率。具體的，油水分離裝置中的油水混合物的溫度可以不低于80攝氏度。

S400：將凈化熱解氣供給至裂解裝置中的熱解氣裂解室發(fā)生裂解反應(yīng)，將輕質(zhì)油和重質(zhì)油供給至裂解裝置中的熱解油裂解室發(fā)生裂解反應(yīng)

該步驟中，將凈化熱解氣供給至裂解裝置中的熱解氣裂解室發(fā)生裂解反應(yīng)，以便得到含有氫氣的第一裂解氣，將輕質(zhì)油和重質(zhì)油供給至裂解裝置中的熱解油裂解室發(fā)生裂解反應(yīng)，以便得到含有氫氣的第二裂解氣。由此，通過將分離得到凈化熱解氣以及熱解油(輕質(zhì)油和重質(zhì)油)分別供給至裂解裝置中的熱解氣裂解室和熱解油裂解室進(jìn)行裂解處理，在催化劑的作用下可以得到含有氫氣的裂解氣，從而不僅解決了輕質(zhì)油和重質(zhì)油堵塞管路、產(chǎn)積碳、難以利用等問題，同時(shí)通過在熱解油裂解室中的熱解油入口處設(shè)置有霧化器，可顯著提高熱解油裂解室的裂解效率，從而提高所得裂解氣中氫氣的含量。需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)催化劑的具體類型進(jìn)行選擇。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，熱解氣裂解室和熱解油裂解室中的裂解溫度、裂解壓力和裂解時(shí)間并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，熱解氣裂解室和熱解油裂解室中的裂解溫度可以分別獨(dú)立地為900～1000攝氏度，裂解壓力可以分別獨(dú)立地為1.5～1.7MPa，裂解時(shí)間可以分別獨(dú)立地為5～10秒。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該熱解條件下可以顯著提高熱解氣和熱解油的熱解效率，從而提高氫氣的產(chǎn)率。

S500：將含有氫氣的第一裂解氣和含有氫氣的第二裂解氣供給至余熱回收裝置中與導(dǎo)熱油進(jìn)行換熱處理

該步驟中，將含有氫氣的第一裂解氣和含有氫氣的第二裂解氣供給至余熱回收裝置中與導(dǎo)熱油進(jìn)行換熱處理，以便得到換熱后導(dǎo)熱油和換熱后裂解氣，并將上述換熱后導(dǎo)熱油供給至上述油水分離裝置中的預(yù)熱器。由此，通過將所得裂解氣經(jīng)余熱回收裝置進(jìn)行對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行預(yù)熱，并將預(yù)熱后的導(dǎo)熱油供給至油水分離裝置中的預(yù)熱器作為加熱介質(zhì)使用，換熱后導(dǎo)熱油因在余熱回收裝置中與含有氫氣的裂解氣進(jìn)行了換熱，溫度較高，從而可以給油水分離裝置提供熱能，由此可顯著降低油水分離裝置中電加熱的能耗。具體的，換熱后裂解氣的溫度可以不高于100攝氏度。

S600：將換熱后裂解氣供給至裂解氣凈化裝置中進(jìn)行凈化處理

該步驟中，將換熱后裂解氣供給至裂解氣凈化裝置中進(jìn)行凈化處理，以便得到凈化裂解氣。由此，有利于提高回收氫氣的純度。需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)吸附劑的具體類型進(jìn)行選擇。

S700：將凈化裂解氣供給至氫氣分離提純裝置中進(jìn)行分離提純處理

該步驟中，將凈化裂解氣供給至氫氣分離提純裝置中進(jìn)行分離提純處理，以便得到氫氣和尾氣。由此，有利于回收氫氣，且提高回收氫氣的純度。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，氫氣分離提純裝置可以為氫氣變壓吸附塔，并且該氫氣變壓吸附塔包括多個(gè)并聯(lián)的吸附床。具體的，氫氣變壓吸附塔利用吸附劑在不同分壓下對(duì)吸附質(zhì)有不同的吸附容量，并且在一定的吸附壓力下，對(duì)被分離的氣體混合物的各組份有選擇吸附的特性來提純氫氣。

根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)實(shí)施例，吸附床的吸附壓力并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，吸附床的吸附壓力可以為1～3MPa。由此，可以顯著提高氫氣的回收率和純度。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的垃圾制氫的系統(tǒng)實(shí)施垃圾制氫的方法通過將垃圾熱解過程中得到的高溫油氣經(jīng)冷卻凈化處理，可以實(shí)現(xiàn)熱解氣的分離，然后將冷卻凈化過程中得到的油水混合物供給至油水分離裝置中分離處理，可以分離得到輕質(zhì)油和重質(zhì)油，并且通過在油水分離裝置內(nèi)的底部設(shè)置電加熱裝置以及在其外部纏繞預(yù)熱器，可顯著提高油水分離裝置內(nèi)油水分離的效率，然后將分離得到凈化熱解氣以及熱解油(輕質(zhì)油和重質(zhì)油)分別供給至裂解裝置中的熱解氣裂解室和熱解油裂解室進(jìn)行裂解處理，可以得到含有氫氣的裂解氣，從而不僅解決了輕質(zhì)油和重質(zhì)油堵塞管路、產(chǎn)積碳、難以利用等問題，同時(shí)通過在熱解油裂解室中的熱解油入口處設(shè)置有霧化器，可顯著提高熱解油裂解室的裂解效率，從而提高所得裂解氣中氫氣的含量，同時(shí)將所得裂解氣經(jīng)余熱回收裝置進(jìn)行對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行預(yù)熱，并將預(yù)熱后的導(dǎo)熱油供給至油水分離裝置中的預(yù)熱器作為加熱介質(zhì)使用，換熱后導(dǎo)熱油因在余熱回收裝置中與含有氫氣的裂解氣進(jìn)行了換熱，溫度較高，從而可以給油水分離裝置提供熱能，由此可顯著降低油水分離裝置中電加熱的能耗，其次就換熱后的裂解氣依次經(jīng)裂解氣凈化裝置和氫氣分離提純裝置進(jìn)行處理，可顯著提高氫氣的純度。由此，采用該方法可以將垃圾轉(zhuǎn)化為燃燒熱值高的氫能源，并且氫氣的產(chǎn)率達(dá)90％以上，純度達(dá)99％以上，從而實(shí)現(xiàn)固廢處理與新能源開發(fā)利用的雙贏效果，同時(shí)因原料來源廣、生產(chǎn)成本低，具有較高的經(jīng)濟(jì)性。

下面參考具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行描述，需要說明的是，這些實(shí)施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本實(shí)用新型。

實(shí)施例

參考圖3，將垃圾(生活垃圾)供給至熱解裝置(移動(dòng)床熱解爐)中進(jìn)行熱解處理，熱解處理的溫度為900攝氏度，熱解時(shí)間為3h，得到高溫油氣和熱解炭，高溫油氣的組分如表1所示。

表1高溫油氣的組分及各組分的體積百分比

上述所得的高溫油氣通過短程管路進(jìn)入冷卻凈化裝置急速降溫，高溫油氣入口位于冷卻凈化裝置中部位置，冷卻凈化裝置配有循環(huán)冷卻水噴頭，噴頭位于高溫油氣入口處，循環(huán)冷卻水噴淋高溫油氣，將其溫度降至100攝氏度以下，得到的低溫、雜質(zhì)含量低、氫氣含量高的凈化熱解氣進(jìn)入冷卻凈化裝置頂部?jī)艋療峤鈿獬隹?，并通過管路進(jìn)入熱解氣裂解室，產(chǎn)生的油水混合物通過底部管路輸送至油水分離裝置。

油水分離裝置采用熱態(tài)靜置分離法分離油水混合物，內(nèi)底部設(shè)電加熱裝置，頂部設(shè)刮油板，中間設(shè)可調(diào)節(jié)高度的汲水器。油水混合物在分離器內(nèi)經(jīng)電加熱裝置給油水混合物加熱至80攝氏度以上，然后靜置分離10h后，油水混合物分為3層：頂層為輕質(zhì)油，中間為水，底部為重質(zhì)油。頂部輕質(zhì)油通過刮油板刮出進(jìn)入集油槽，然后進(jìn)入輸油管道；汲水器調(diào)節(jié)至水和重質(zhì)油分層位置，然后將水汲取至輸水管路；底部重質(zhì)油通過油泵抽送至輸油管道。輸水管路與冷卻凈化裝置相連，輸油管路與熱解油裂解室相連。油水分離裝置外部纏繞預(yù)熱器，余熱回收裝置回收的余熱通過換熱后導(dǎo)熱油傳遞給油水分離裝置，對(duì)油水分離器內(nèi)的油水混合物進(jìn)行加熱，可降低電加熱所造成的能耗。

裂解裝置采用燃?xì)廨椛涔芗訜幔瑑?nèi)部設(shè)有熱解氣裂解室和熱解油裂解室，相互分離，熱解油裂解室設(shè)有霧化噴頭，兩個(gè)裂解室均安放白云石顆粒作為催化劑(可以為天然礦石類、金屬類催化劑)。裂解溫度為900～1000攝氏度，裂解壓力為1.5～1.7MPa，油氣停留時(shí)間為5～10s，上述凈化熱解氣、上述輕質(zhì)油和上述重質(zhì)油中的有機(jī)烴分子、甲烷等在高溫條件下再次裂解為氫氣等小分子氣體。裂解裝置出氣口設(shè)有壓力感應(yīng)出氣閥，當(dāng)裂解室內(nèi)壓力大于1.7MPa時(shí)，出氣閥打開，富含氫氣的含有氫氣的第一裂解氣和含有氫氣的第二裂解氣從出氣口流出進(jìn)入裂解氣凈化裝置。

裂解氣凈化裝置前端設(shè)有余熱回收裝置，可將含有氫氣的裂解氣的溫度降至100攝氏度以下，回收的余熱將通過換熱后導(dǎo)熱油輸送到油水分離裝置中，給油水加熱，減少油水分離裝置加熱所需電耗。裂解氣凈化裝置內(nèi)裝有活性炭吸附劑，可防止裂解裝置中的少量焦油(輕質(zhì)油和重質(zhì)油)進(jìn)入氫氣分離提純裝置(氫氣變壓吸附塔)影響氫氣變壓吸附塔的工作效率。

氫氣變壓吸附塔利用吸附劑在不同分壓下對(duì)吸附質(zhì)有不同的吸附容量，并且在一定的吸附壓力下，對(duì)被分離的氣體混合物的各組份有選擇吸附的特性來提純氫氣。變壓吸附塔內(nèi)由4個(gè)吸附床并聯(lián)組成，吸附壓力范圍為1～3MPa，吸附劑采用活性炭。氫氣回收率在90％以上，氫氣純度在99％以上。提純后的氫氣進(jìn)入氫氣高壓儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，剩余的尾氣回用于熱解裝置和裂解裝置中作為輻射管的補(bǔ)充燃料使用。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。