CN217202566U - 一种厨余垃圾厌氧发酵沼气的制甲醇系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种厨余垃圾厌氧发酵沼气的制甲醇系统，包括依次顺序连接的垃圾预处理装置、厌氧发酵装置、气体分离装置、转化装置、合成装置、精馏装置14和储存装置，相比于现有技术，本实用新型提供了一种厨余垃圾厌氧发酵沼气的制甲醇系统，该系统能够为厨余垃圾厌氧发酵产生的沼气提供一种有效的资源利用方式，无须直接使用原料天然气和原料二氧化碳等资源，从而获得甲醇，同时能够解决由于沼气焚烧造成的温室气体排放的问题，减少环境污染，符合国家和企业“碳达峰、碳中和”的目标要求。

Description

一种厨余垃圾厌氧发酵沼气的制甲醇系统

技术领域

本实用新型涉及沼气转化技术领域，特别是一种厨余垃圾厌氧发酵沼气的制甲醇系统。

背景技术

随着社会的发展和人民生活质量的提高，厨余垃圾日愈增加。目前厨余垃圾的处置方式主要包括厌氧发酵、深坑填埋、集中焚烧、好氧分解堆肥等方式，其中，厌氧发酵由于其能产生沼气作为清洁能源以及避免对环境造成二次污染等优势，正成为处理厨余垃圾的主要方法。但是目前很多厨余垃圾处置厂规模较小或配套设施不完善，厌氧发酵产生的沼气并未作为清洁能源利用，而是直接通过火炬焚烧处理，一方面造成了能源浪费，另一方面沼气焚烧产生温室排放，不利于国家和企业“碳达峰、碳中和”目标的实施。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种厨余垃圾厌氧发酵沼气的制甲醇系统，该系统能够为厌氧发酵产生的沼气提供一种有效的资源利用方式，无须直接使用原料天然气和原料二氧化碳等资源，从而获得甲醇，同时有效解决了由于沼气焚烧造成的温室气体排放的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种厨余垃圾厌氧发酵沼气的制甲醇系统，包括依次顺序连接的垃圾预处理装置、厌氧发酵装置、气体分离装置、转化反应装置、合成反应装置、精馏装置和储存装置；

所述垃圾预处理装置包括进料装置、分拣破碎筛分装置、三相分离机；所述进料装置的输出端与分拣破碎筛分装置的输入端连接；所述分拣破碎筛分装置的输出端与三相分离机的输入端连接；所述三相分离机的输出端与厌氧发酵装置连接；

所述气体分离装置包括气体分离设备、甲烷储气装置、二氧化碳储气装置、原料压缩机、补碳装置；所述厌氧发酵装置的输出端与气体分离设备连接；所述气体分离设备的输出端一与甲烷储气装置连接；所述气体分离设备的输出端二与二氧化碳储气装置连接；所述甲烷储气装置的输出端与原料压缩机连接；所述二氧化碳储气装置的输出端与补碳装置连接；

所述转化反应装置包括转化炉和热回收装置；所述原料压缩机的输出端和补碳装置的输出端均与转化炉连接；所述转化炉同时与蒸汽供应管道连接；所述转化炉的输出端与热回收装置连接；

所述合成反应装置包括压缩机和合成装置；所述热回收装置的输出端与压缩机连接；所述压缩机的输出端与合成装置连接；所述合成装置的输出端与精馏装置连接；

所述精馏装置的输出端与储存装置连接。

进一步地，所述合成装置与压缩机之间设置有气体循环装置，能够使合成装置产生的不凝气体输入到压缩机中。

进一步地，还包括气体净化装置，所述气体净化装置的输入端与精馏装置连接，所述气体净化装置的输出端与转化炉的输入端连接。

进一步地，还包括蒸汽供应装置，所述蒸汽供应装置与转化炉连接。

本实用新型具有如下有益效果：

（1）能够实现对厨余垃圾资源化处理，利用厨余垃圾厌氧发酵产生的沼气获得甲醇这一工业领域广泛应用的原料，并且不需要利用原料天然气，实现资源的有效再利用；

（2）能够有效减少沼气焚烧处理产生的温室气体排放，减少环境污染，符合国家和企业“碳达峰、碳中和”的目标要求。

附图说明

图1是本实用新型一种厨余垃圾厌氧发酵沼气的制甲醇系统的结构示意图；

其中有：1.进料装置；2.分拣破碎筛分装置；3.三相分离机；4.厌氧发酵装置；5.气体分离设备；6.甲烷储气装置；7.二氧化碳储气装置；8.原料压缩机；9.补碳装置；10.转化炉；11.热回收装置；12.压缩机；13.合成装置；14.精馏装置；15.储存装置；16.气体净化装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，一种厨余垃圾厌氧发酵沼气的制甲醇系统，包括依次顺序连接的垃圾预处理装置、厌氧发酵装置4、气体分离装置、转化反应装置、合成反应装置、精馏装置14和储存装置15；

垃圾预处理装置包括进料装置1、分拣破碎筛分装置2、三相分离机3；进料装置1的输出端与分拣破碎筛分装置2的输入端连接；所述分拣破碎筛分装置2的输出端与三相分离机3的输入端连接；所述三相分离机3的输出端与厌氧发酵装置4连接。

气体分离装置包括气体分离设备5、甲烷储气装置6、二氧化碳储气装置7、原料压缩机8、补碳装置9；所述厌氧发酵装置4的输出端与气体分离设备5连接；所述气体分离设备5的输出端一与甲烷储气装置6连接；所述气体分离设备5的输出端二与二氧化碳储气装置7连接；所述甲烷储气装置6的输出端与原料压缩机8连接；所述二氧化碳储气装置7的输出端与补碳装置9连接。

转化反应装置包括转化炉10和热回收装置11；所述原料压缩机8的输出端和补碳装置9的输出端均与转化炉10连接；所述转化炉10同时与蒸汽供应管道连接；所述转化炉10的输出端与热回收装置11连接。

合成反应装置包括压缩机12和合成装置13；所述热回收装置11的输出端与压缩机12连接；所述压缩机12的输出端与合成装置13连接；所述合成装置13的输出端与精馏装置14连接。所述精馏装置14的输出端与储存装置15连接。

合成装置13与压缩机13之间设置有气体循环管道，气体循环管道能够使合成装置13产生的不凝气体输入到压缩机12中。

精馏装置14与转化炉10之间设置有气体净化装置16，气体净化装置16可以将精馏装置14中产生的闪蒸汽进行净化后输入到转化炉10中。

一种厨余垃圾厌氧发酵沼气的制甲醇系统具体工作原理是：

步骤一、垃圾预处理过程：厨余垃圾通过进料装置1进入到分拣破碎筛分装置2中，分拣破碎筛分装置2能够对厨余垃圾进行分拣，将不能进行厌氧发酵的杂物进行分离和筛分出来，然后对厨余垃圾进行破碎，除去杂物后的厨余垃圾进入三相分离机3中，将厨余垃圾中的油脂进行提取，油脂可以用于加工生物柴油。

步骤二、厌氧发酵过程：提取油脂之后的物料进入到厌氧发酵装置4中进行厌氧发酵，厌氧发酵后的气体主要成分为甲烷、二氧化碳以及少量其他气体。

步骤三、气体分离过程：将厌氧发酵装置4发酵后产生的气体通入到气体分离设备5进行气体分离，将分离获得的甲烷和二氧化碳分别存放在甲烷储气装置6和二氧化碳储气装置7中；甲烷储气装置6中的甲烷气体进入到原料压缩机8中对二氧化碳气体进行压缩升压后进入到转化炉10中；二氧化碳储气装置7中的二氧化碳进入补碳装置9中为转化反应补充碳源，然后进入到转化炉10中。

步骤四、转化反应过程：转化炉10中甲烷与二氧化碳气体在蒸汽的作用下发生转化反应；转化后的高温气体进入到热回收装置11中进行降温。

步骤五、合成反应过程：经过热回收装置11降温后的合成气体进入到压缩机12中进行压缩升压后进入到合成装置13中进行甲醇合成反应；合成反应产生的不凝气体会通过气体循环管道输入到压缩机12中，与压缩机12中的气体进行混合后再进入合成装置13中参加合成反应。

步骤六、精馏和储存过程：合成反应生成的甲醇进入到精馏装置14中进行提纯，精馏装置14提纯后的甲醇进入储存装置15中进行储存，精馏装置14产生的闪蒸汽会经过气体净化装置16进行净化，然后进入到转化炉10中参与新的转化反应。

因此，该厨余垃圾厌氧发酵沼气的制甲醇系统的优势在于：

相对于厌氧发酵气体焚烧排放的做法，该系统为厌氧发酵气体提供一种绿色资源化的利用方式，能够实现对厨余垃圾资源化处理。充分利用厨余垃圾厌氧发酵产生的沼气作为原料，获得甲醇这一工业领域广泛应用的物质，并且不需要利用原料天然气，实现资源的有效再利用。

另外，能够有效减少垃圾焚烧处理产生的温室气体排放，减少环境污染，符合国家和企业“碳达峰、碳中和”的目标要求。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种厨余垃圾厌氧发酵沼气的制甲醇系统，其特征在于：包括依次顺序连接的垃圾预处理装置、厌氧发酵装置（4）、气体分离装置、转化反应装置、合成反应装置、精馏装置和储存装置；

所述垃圾预处理装置包括进料装置（1）、分拣破碎筛分装置（2）、三相分离机（3）；所述进料装置（1）的输出端与分拣破碎筛分装置（2）的输入端连接；所述分拣破碎筛分装置（2）的输出端与三相分离机（3）的输入端连接；所述三相分离机（3）的输出端与厌氧发酵装置（4）连接；

所述气体分离装置包括气体分离设备（5）、甲烷储气装置（6）、二氧化碳储气装置（7）、原料压缩机（8）、补碳装置（9）；所述厌氧发酵装置（4）的输出端与气体分离设备（5）连接；所述气体分离设备（5）的输出端一与甲烷储气装置（6）连接；所述气体分离设备（5）的输出端二与二氧化碳储气装置（7）连接；所述甲烷储气装置（6）的输出端与原料压缩机（8）连接；所述二氧化碳储气装置（7）的输出端与补碳装置（9）连接；

所述转化反应装置包括转化炉（10）和热回收装置（11）；所述原料压缩机（8）的输出端和补碳装置（9）的输出端均与转化炉（10）连接；所述转化炉（10）同时与蒸汽供应管道连接；所述转化炉（10）的输出端与热回收装置（11）连接；

所述合成反应装置包括压缩机（12）和合成装置（13）；所述热回收装置（11）的输出端与压缩机（12）连接；所述压缩机（12）的输出端与合成装置（13）连接；所述合成装置（13）的输出端与精馏装置（14）连接；

所述精馏装置（14）的输出端与储存装置（15）连接。

2.根据权利要求1所述的厨余垃圾厌氧发酵沼气的制甲醇系统，其特征在于：所述合成装置（13）与压缩机（12）之间设置有气体循环管道，所述气体循环管道能够使合成装置（13）产生的不凝气体输入到压缩机（12）中。

3.根据权利要求2所述的厨余垃圾厌氧发酵沼气的制甲醇系统，其特征在于：还包括气体净化装置（16），所述气体净化装置（16）的输入端与精馏装置（14）连接，所述气体净化装置（16）的输出端与转化炉（10）的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的厨余垃圾厌氧发酵沼气的制甲醇系统，其特征在于：还包括蒸汽供应装置，所述蒸汽供应装置与转化炉（10）连接。

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