【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废弃物资源化利用，具体为一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统及方法。
技术介绍
1、随着经济的持续发展和生活水平的不断提升，每年产生的餐厨垃圾量已超过13亿吨，这些垃圾富含碳水化合物、蛋白质和脂肪等有机成分。然而，这些有机物质在分解过程中不仅容易产生异味、滋生细菌，还加剧了环境污染问题。传统的餐厨垃圾处理方法，如填埋和焚烧，虽然在一定程度上缓解了垃圾处理的压力，但带来了新的问题。填埋方式会占用大量土地资源，且垃圾渗滤液可能污染土壤和水源；而焚烧处理虽能减少垃圾体积，但会产生大量有害气体，如二氧化碳，不仅污染空气，还加剧了全球变暖。因此，传统处理方式正面临越来越大的环境和社会压力，亟需开发更加环保、可持续的餐厨垃圾处理技术。
2、与此同时，超细铜粉因其独特的物理和化学性质，在新能源、电子工业、环境保护等多个领域展现出广阔的应用前景，其需求量不断增长。然而，超细铜粉的制备技术仍面临诸多挑战。目前，超细铜粉的制备方法主要可以分为气相法、固相法和液相法。气相法虽然能制备出高质量的超细铜粉，但对设备要求高、反应条件苛刻、生产成本高；固相法设备简单、操作方便、成本相对较低，但在制备超细铜粉的粒度方面存在限制，且容易引入杂质，影响产品纯度和性能；液相法虽然常用某些还原剂完成反应，但这些还原剂多为昂贵的化学试剂，增加了生产成本。
3、因此，在餐厨垃圾处理技术和超细铜粉制备技术方面，都亟需寻找更加高效、环保、可持续的解决方案。
技术实现思路
1、为了
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、第一方面，本专利技术提供了一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统，包括水路输出管路、餐厨垃圾输出管路、超临界水气化反应器单元、超临界水热合成反应器、铜溶液输出单元、液氧输出管路、氧化反应器以及液固分离器；
4、所述水路输出管路和餐厨垃圾输出管路的输出端分别连接至超临界水气化反应器单元的输入端；所述超临界水气化反应器单元的输出端连接至超临界水热合成反应器的输入端；
5、所述铜溶液输出单元的输入端用于输入铜前驱体溶液和碱性溶液，输出端连接至超临界水热合成反应器的输入端；所述超临界水热合成反应器的液固混合物化输出端连接至液固分离器的输入端；
6、所述液氧输出管路的输出端和超临界水热合成反应器的气化输出端分别连接至氧化反应器的输入端，氧化反应器的输出端依次经过水路输出管路、餐厨垃圾输出管路以及液氧输出管路，用于对水路输出管路、餐厨垃圾输出管路以及液氧输出管路进行预热。
7、优选的，所述超临界水气化反应器单元包括超临界水气化反应器；
8、所述超临界水气化反应器的输入端分别连接水路输出管路和餐厨垃圾输出管路的输出端；所述超临界水气化反应器的输出端连接至超临界水热合成反应器的输入端；其中超临界水气化反应器的外壁设有加热装置。
9、进一步的，超临界水气化反应器的底部还设有排渣端口，所述排渣端口的输出端连接锁料斗；其中超临界水气化反应器与锁料斗之间设有第一冷却器。
10、更进一步的，锁料斗上设有注水管路和排渣管路，其中注水管路上设有注水球阀，排渣管路上设有排渣针阀。
11、优选的，铜溶液输出单元包括铜前驱体溶液管路和碱性溶液管路；
12、所述铜前驱体溶液管路的输入端设有铜前驱体溶液泵，用于输入铜前驱体溶液；所述碱性溶液管路的输入端设有碱性溶液泵，用于输入碱性溶液；
13、所述铜前驱体溶液管路和碱性溶液管路的输出端分别连接至超临界水热合成反应器的输入端。
14、优选的，超临界水热合成反应器的液固混合物输出端与液固分离器的输入端之间设有第二冷却器。
15、优选的，水路输出管路上依次设有水泵以及第一换热器；所述餐厨垃圾输出管路上依次设有浆料泵和第三换热器；所述液氧输出管路上依次设有液氧泵、空气预热器以及第二换热器。
16、进一步的，氧化反应器设有第一输入端和第二输入端；其中，液氧输出管路的输出端连接第一输入端，超临界水热合成反应器的气化输出端连接第二输入端；所述氧化反应器的输出端依次通过第一换热器、第二换热器以及第三换热器后连接设置有气液分离器。
17、更进一步的，第三换热器与气液分离器之间设有第三冷却器。
18、第二方面，本专利技术还提供了一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理方法，基于上述所述的一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统，包括如下步骤：
19、将餐厨垃圾浆料和水分别通过餐厨垃圾输出管和水路输出管路经过预热后，输入至超临界水气化反应器单元内；
20、超临界水气化反应器单元内中的气化产物在灰分分离后作为还原剂和热源流入超临界水热合成反应器；
21、将碱性溶液作为颗粒改性剂和铜前驱体溶液经过铜溶液输出单元输入超临界水热合成反应器，并在超临界水热合成反应器结合还原剂进行反应，其中超临界水热合成反应器的液体流入液固分离器内，并通过液固分离器分离得到超细铜粉；超临界水热合成反应器内的剩余产物进入氧化反应器，将液氧通过液氧输出管路输入氧化反应器，并与剩余产物进行氧化反应释放热量，热量依次对水路输出管路、餐厨垃圾输出管路以及液氧输出管路进行预热。
22、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
23、本专利技术提供了一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统，通过将餐厨垃圾作为原料输入，实现了对废弃物的有效利用，减少了垃圾填埋和焚烧带来的环境污染。餐厨垃圾在超临界水气化反应器中经过气化处理，可以转化为有价值的能源或中间产物，提高了资源的回收利用率。通过超临界水热合成反应器制备铜粉，气化产生的富氢气体可直接替代还原剂还原超细铜粉。并通过氧化反应器对水路输出管路、餐厨垃圾输出管路以及液氧输出管路依次进行预热，本专利技术将餐厨垃圾气化与超临界水热合成铜粉两个过程集成在一起，通过水路输出管路、餐厨垃圾输出管路、液氧输出管路、超临界水气化反应器单元、铜溶液输出单元、氧化反应器以及液固分离器等模块的协同工作，可有效的提高了对超细铜粉制备的效率。
24、进一步的，超临界水气化反应器利用超临界水的性质能够显著提高餐厨垃圾的气化效率。在超临界状态下，餐厨垃圾中的有机物可以更有效地分解和转化，生成气体产物。加热装置对超临界水气化反应器进行精确的温度控制。通过精确控制温度，可以确保反应器内的水始终处于超临界状态，从而优化气化反应条件。
25、更进一步的，排渣端口的设置使得反应器内的固体残渣能够连续、稳定地排出，避免了残渣在反应器内的积累，从而保证了气化反应的持续高效进行，第一冷却器的设置对从反应器排出的高温残渣进行冷却处理，降低了残渣的温度，使其更易于处理和储存本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统，其特征在于，包括水路输出管路、餐厨垃圾输出管路、超临界水气化反应器单元、超临界水热合成反应器（12）、铜溶液输出单元、液氧输出管路、氧化反应器（14）以及液固分离器（17）；
2.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统，其特征在于，所述超临界水气化反应器单元包括超临界水气化反应器（10）；
3.根据权利要求2所述的一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统，其特征在于，所述超临界水气化反应器（10）的底部还设有排渣端口，所述排渣端口的输出端连接锁料斗（19）；其中超临界水气化反应器（10）与锁料斗（19）之间设有第一冷却器（8）。
4.根据权利要求3所述的一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统，其特征在于，所述锁料斗（19）上设有注水管路和排渣管路，其中注水管路上设有注水球阀，排渣管路上设有排渣针阀。
5.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统，其特征在于，所述铜溶液输出单元包括铜前驱体溶液管路和碱性溶液
6.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统，其特征在于，所述超临界水热合成反应器（12）的液固混合物输出端与液固分离器（17）的输入端之间设有第二冷却器（13）。
7.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统，其特征在于，所述水路输出管路上依次设有水泵（1）以及第一换热器（5）；所述餐厨垃圾输出管路上依次设有浆料泵（3）和第三换热器（7）；所述液氧输出管路上依次设有液氧泵（2）、空气预热器（4）以及第二换热器（6）。
8.根据权利要求7所述的一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统，其特征在于，所述氧化反应器（14）设有第一输入端和第二输入端；其中，液氧输出管路的输出端连接第一输入端，超临界水热合成反应器（12）的气化输出端连接第二输入端；所述氧化反应器（14）的输出端依次通过第一换热器（5）、第二换热器（6）以及第三换热器（7）后连接设置有气液分离器（9）。
9.根据权利要求8所述的一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统，其特征在于，所述第三换热器（7）与气液分离器（9）之间设有第三冷却器（18）。
10.一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理方法，其特征在于，基于权利要求1-9任一项所述的一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统，其特征在于，包括水路输出管路、餐厨垃圾输出管路、超临界水气化反应器单元、超临界水热合成反应器（12）、铜溶液输出单元、液氧输出管路、氧化反应器（14）以及液固分离器（17）；
2.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统，其特征在于，所述超临界水气化反应器单元包括超临界水气化反应器（10）；
3.根据权利要求2所述的一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统，其特征在于，所述超临界水气化反应器（10）的底部还设有排渣端口，所述排渣端口的输出端连接锁料斗（19）；其中超临界水气化反应器（10）与锁料斗（19）之间设有第一冷却器（8）。
4.根据权利要求3所述的一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统，其特征在于，所述锁料斗（19）上设有注水管路和排渣管路，其中注水管路上设有注水球阀，排渣管路上设有排渣针阀。
5.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统，其特征在于，所述铜溶液输出单元包括铜前驱体溶液管路和碱性溶液管路；
6.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾气化及超临界水热合成铜粉制备处理系统，其特征在于，所述超临...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭智勇，董润秋，田江桦，贾寒冰，陈斌，刘志刚，李奥，李天荣，谭杰，王晟璟，朱梓萌，伊磊，王乐，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：
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