基于燃料电池和有机液体储氢餐厨垃圾能量系统技术方案

本申请公开了一种基于燃料电池和有机液体储氢技术的提高餐厨垃圾能量系统，包括相连接的餐厨垃圾处理一体化装置和生物柴油预处理装置，均质池餐厨垃圾处理一体化装置连接，厌氧消化罐与均质池连接，分离装置与厌氧消化罐连接，沼气罐与厌氧消化罐连接，脱硫脱碳装置与沼气罐连接，重整器与脱硫脱碳装置连接，纯化设备与重整器连接，氢气罐与纯化设备连接，有机液体加氢装置与氢气罐连接，有机液存储罐与有机液体加氢装置连接，质子交换膜燃料电池发电装置与氢气罐连接，餐厨垃圾回收车分别与质子交换膜燃料电池发电装置和有机液存储罐连接，用于供电和富氢有机液体。通过质子交换膜燃料电池发电装置发电，发电效率高，能量综合利用效率高。

Energy System of Kitchen Waste Based on Fuel Cell and Organic Liquid Hydrogen Storage

【技术实现步骤摘要】
基于燃料电池和有机液体储氢餐厨垃圾能量系统
本申请涉及能源系统
，特别是涉及基于燃料电池和有机液体储氢餐厨垃圾能量系统。
技术介绍
餐厨垃圾含有大量有机物、油脂、营养元素，具有很大的再利用价值。未来餐厨垃圾处理厂是能量与物质回收的高质工厂，而氢能技术的发展是餐厨垃圾处理的一个重大契机。目前厌氧消化系统产生的沼气主要用于沼气拖动鼓风机、沼气发电、天然气并网和沼气锅炉等几种方式。其中，沼气拖动鼓风机是将沼气燃料的热能直接转化为动能，同时输出余热；沼气发电将沼气燃料的热能转化为电能和热能；天然气并网是将提纯净化后的天然气并入市政管网，供生产生活使用；沼气锅炉是利用锅炉直接燃烧沼气，输出热能。上述沼气利用方式能量综合利用效率较低，而且不具备储能能力。上述沼气利用方式能量综合利用效率较低。因此，需要在现有的沼气利用方式的基础上进一步改进，提供一种基于燃料电池和有机液体储氢技术的提高餐厨垃圾能量系统。
技术实现思路
本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。根据本申请的一个方面，提供了一种基于燃料电池和有机液体储氢技术的提高餐厨垃圾能量系统，包括：餐厨垃圾处理一体化装置，其用于产生废油脂和流态垃圾；生物柴油预处理装置，其与所述餐厨垃圾处理一体化装置连接，用于对所述废油脂处理形成副产品生物柴油；均质池，其与所述餐厨垃圾处理一体化装置连接，用于对所述流态垃圾均质处理；厌氧消化罐，其与所述均质池连接，用于对所述流态垃圾进行厌氧反应产生沼渣和沼气；分离装置，其与所述厌氧消化罐连接，用于分离所述沼渣产生堆肥和污水；沼气罐，其与所述厌氧消化罐连接，用于储存所述沼气；脱硫脱碳装置，其与所述沼气罐连接，用于对所述沼气进行脱硫脱碳处理形成天然气；重整器，其与所述脱硫脱碳装置连接，用于对一部分所述天然气重整反应产生氢气和一氧化碳；纯化设备，其与所述重整器连接，用于对所述氢气过滤提纯获得高纯氢气；氢气罐，其与所述纯化设备连接，用于存储所述高纯氢气；有机液体加氢装置，其与所述氢气罐连接，用于将所述高纯氢气存储在有机液体中，并形成富氢有机液体；有机液存储罐，其与所述有机液体加氢装置连接，用于存储所述富氢有机液体；质子交换膜燃料电池发电装置，其与所述氢气罐连接，用于发电；餐厨垃圾回收车，其分别与所述质子交换膜燃料电池发电装置和所述有机液存储罐连接，以使得所述餐厨垃圾回收车供所述电和所述富氢有机液体。在一个实施例中，还包括：锅炉，其与所述脱硫脱碳装置连接，用于另一部分所述天然气燃烧产生热能；其中，所述锅炉还与所述重整器连接，用于第一部分所述热能进入所述重整器，第一部分所述热能的温度为300℃-500℃。在一个实施例中，还包括：有机液体脱氢装置，其与所述锅炉连接，用于第二部分所述热能进入所述有机液体脱氢装置，第二部分所述热能的温度为150℃-200℃。在一个实施例中，所述锅炉还与所述餐厨垃圾处理一体化装置连接，用于第三部分所述热能进入所述餐厨垃圾处理一体化装置，第三部分所述热能的温度为90℃。在一个实施例中，所述锅炉还与所述厌氧消化罐连接，用于第四部分所述热能进入所述餐厨垃圾处理一体化装置，第四部分所述热能的温度为30℃-50℃。在一个实施例中，所述餐厨垃圾处理一体化装置与所述生物柴油预处理装置通过第一管路连接；所述均质池与所述餐厨垃圾处理一体化装置通过第二管路连接；所述厌氧消化罐与所述均质池通过第三管路连接；所述分离装置与所述厌氧消化罐通过第四管路连接；所述沼气罐与所述厌氧消化罐通过第五管路连接；所述脱硫脱碳装置与所述沼气罐通过第六管路连接；所述重整器与所述脱硫脱碳装置通过第七管路连接；所述纯化设备与所述重整器通过第八管路连接；所述氢气罐与所述纯化设备通过第九管路连接；所述有机液体加氢装置与所述氢气罐通过第十管路连接；所述有机液存储罐与所述有机液体加氢装置通过第十一管路连接；在所述第二管路安装有打浆机，在所述第三管路安装有第一泵，在所述第四管路安装第二泵。在一个实施例中，所述锅炉与所述脱硫脱碳装置通过第十二管路连接，所述锅炉与所述有机液体脱氢装置通过第十三管路连接，所述锅炉与所述重整器通过第十四管路连接，所述锅炉与所述餐厨垃圾处理一体化装置和所述厌氧消化罐通过第十五管路连接。在一个实施例中，所述质子交换膜燃料电池发电装置与所述氢气罐第十五管路连接；所述餐厨垃圾回收车通过第十六管路与所述质子交换膜燃料电池发电装置连接，所述餐厨垃圾回收车通过第十七管路与所述有机液存储罐连接。本申请的基于燃料电池和有机液体储氢技术的提高餐厨垃圾能量系统，通过质子交换膜燃料电池发电装置与氢气罐连接，利用高纯氢气发电，餐厨垃圾回收车分别与质子交换膜燃料电池发电装置和有机液存储罐连接，使餐厨垃圾回收车供电和富氢有机液体。发电效率高：相比沼气发电效率约30％，质子交换膜燃料电池发电装置的发电效率可达60％，可提高一倍。基于质子交换膜燃料电池和有机液体储氢技术的餐厨垃圾能量系统具有能量综合利用效率高、储能能力强、产生的电能和热能比例调节灵活，是实现餐厨垃圾处理厂能量自给自足的理想方式。根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是根据本申请一个实施例的基于燃料电池和有机液体储氢技术的提高餐厨垃圾能量系统的示意性结构框图。图中标记：1、餐厨垃圾处理一体化装置；2、生物柴油预处理装置；3、打浆机；4、均质池；5、第一泵；6、厌氧消化罐；7、第二泵；8、沼气罐；9、脱硫脱碳装置；10、重整器；11、纯化设备；12、氢气罐；13、有机液体加氢装置；14、有机液存储罐；15、有机液体脱氢装置；16、质子交换膜燃料电池发电装置；17、餐厨垃圾回收车；18、锅炉；19、分离装置；20、第一管路；21、第二管路；22、第三管路；23、第四管路；24、通过第五管路；25、第十四管路；26、第十五管路；27、第六管路；28、第七管路；29、第八管路；30、第九管路；31、第十管路；32、第十一管路；33、第十二管路；34、第十三管路；35、第十六管路；36、第十七管路；37、第十五管路。具体实施方式图1是根据本申请一个实施例的基于燃料电池和有机液体储氢技术的提高餐厨垃圾能量系统的示意性结构框图。基于燃料电池和有机液体储氢技术的提高餐厨垃圾能量系统一般性地可包括餐厨垃圾处理一体化装置1、生物柴油预处理装置2、均质池4、厌氧消化罐6、分离装置19、沼气罐8、脱硫脱碳装置9、重整器10、纯化设备11、氢气罐12、有机液体加氢装置13、有机液存储罐14、质子交换膜燃料电池发电装置16和餐厨垃圾回收车17。其中，餐厨垃圾处理一体化装置1用于产生废油脂和流态垃圾。生物柴油预处理装置2与餐厨垃圾处理一体化装置1连接，用于对废油脂处理形成副产品生物柴油。均质池4与餐厨垃圾处理一体化装置1连接，用于对流态垃圾均质处理。厌氧消化罐6与均质池4连接，用于对流态垃圾进行厌氧反应产生沼渣和沼气。分离装置19与厌氧消化罐6连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于燃料电池和有机液体储氢技术的提高餐厨垃圾能量系统，包括：餐厨垃圾处理一体化装置(1)，其用于产生废油脂和流态垃圾；生物柴油预处理装置(2)，其与所述餐厨垃圾处理一体化装置(1)连接，用于对所述废油脂处理形成副产品生物柴油；均质池(4)，其与所述餐厨垃圾处理一体化装置(1)连接，用于对所述流态垃圾均质处理；厌氧消化罐(6)，其与所述均质池(4)连接，用于对所述流态垃圾进行厌氧反应产生沼渣和沼气；分离装置(19)，其与所述厌氧消化罐(6)连接，用于分离所述沼渣产生堆肥和污水；沼气罐(8)，其与所述厌氧消化罐(6)连接，用于储存所述沼气；脱硫脱碳装置(9)，其与所述沼气罐(8)连接，用于对所述沼气进行脱硫脱碳处理形成天然气；重整器(10)，其与所述脱硫脱碳装置(9)连接，用于对一部分所述天然气重整反应产生氢气和一氧化碳；纯化设备(11)，其与所述重整器(10)连接，用于对所述氢气过滤提纯获得高纯氢气；氢气罐(12)，其与所述纯化设备(11)连接，用于存储所述高纯氢气；有机液体加氢装置(13)，其与所述氢气罐(12)连接，用于将所述高纯氢气存储在有机液体中，并形成富氢有机液体；有机液存储罐(14)，其与所述有机液体加氢装置(13)连接，用于存储所述富氢有机液体；质子交换膜燃料电池发电装置(16)，其与所述氢气罐(12)连接，用于发电；餐厨垃圾回收车(17)，其分别与所述质子交换膜燃料电池发电装置(16)和所述有机液存储罐(14)连接，以使得所述餐厨垃圾回收车(17)供所述电和所述富氢有机液体。...

【技术特征摘要】
1.一种基于燃料电池和有机液体储氢技术的提高餐厨垃圾能量系统，包括：餐厨垃圾处理一体化装置(1)，其用于产生废油脂和流态垃圾；生物柴油预处理装置(2)，其与所述餐厨垃圾处理一体化装置(1)连接，用于对所述废油脂处理形成副产品生物柴油；均质池(4)，其与所述餐厨垃圾处理一体化装置(1)连接，用于对所述流态垃圾均质处理；厌氧消化罐(6)，其与所述均质池(4)连接，用于对所述流态垃圾进行厌氧反应产生沼渣和沼气；分离装置(19)，其与所述厌氧消化罐(6)连接，用于分离所述沼渣产生堆肥和污水；沼气罐(8)，其与所述厌氧消化罐(6)连接，用于储存所述沼气；脱硫脱碳装置(9)，其与所述沼气罐(8)连接，用于对所述沼气进行脱硫脱碳处理形成天然气；重整器(10)，其与所述脱硫脱碳装置(9)连接，用于对一部分所述天然气重整反应产生氢气和一氧化碳；纯化设备(11)，其与所述重整器(10)连接，用于对所述氢气过滤提纯获得高纯氢气；氢气罐(12)，其与所述纯化设备(11)连接，用于存储所述高纯氢气；有机液体加氢装置(13)，其与所述氢气罐(12)连接，用于将所述高纯氢气存储在有机液体中，并形成富氢有机液体；有机液存储罐(14)，其与所述有机液体加氢装置(13)连接，用于存储所述富氢有机液体；质子交换膜燃料电池发电装置(16)，其与所述氢气罐(12)连接，用于发电；餐厨垃圾回收车(17)，其分别与所述质子交换膜燃料电池发电装置(16)和所述有机液存储罐(14)连接，以使得所述餐厨垃圾回收车(17)供所述电和所述富氢有机液体。2.根据权利要求1的基于燃料电池和有机液体储氢技术的提高餐厨垃圾能量系统，其特征在于，还包括：锅炉(18)，其与所述脱硫脱碳装置(9)连接，用于另一部分所述天然气燃烧产生热能；其中，所述锅炉(18)还与所述重整器(10)连接，用于第一部分所述热能进入所述重整器(10)，第一部分所述热能的温度为300℃-500℃。3.根据权利要求2的基于燃料电池和有机液体储氢技术的提高餐厨垃圾能量系统，其特征在于，还包括：有机液体脱氢装置(15)，其与所述锅炉(18)连接，用于第二部分所述热能进入所述有机液体脱氢装置(15)，第二部分所述热能的温度为150℃-200℃。4.根据权利要求2的基于燃料电池和有机液体储氢技术的提高餐厨垃圾能量系统，其特征在于：所述锅炉(18)还与所述餐厨垃圾处理一体化装置(1)连接，用于第三部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱新坚，
申请(专利权)人：北京氢澄能源科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11