本發(fā)明涉及垃圾處理，更具體地，涉及一種垃圾低碳耦合處理系統(tǒng)及處理方法。

背景技術：

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展，餐廚垃圾、生活污泥和生物質廢料的產(chǎn)生量不斷增加，采用焚燒法能夠進行減容化處理。由于餐廚垃圾和生活污泥的含水量較高，在焚燒前還需要進行干燥處理。

2、在現(xiàn)有的垃圾處理方式中，通常將餐廚垃圾、生活污泥和生物質廢料分別進行焚燒處理。但由于上述垃圾熱值較低或者難以燃燒，通常還需要增加其他高熱值的輔助燃料促進燃燒，處理效果不佳，造成資源浪費，碳排放量增加。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術中餐廚垃圾、生活污泥和生物質廢料直接焚燒處理效果不佳和資源浪費以及碳排放量增加的問題，提供一種垃圾低碳耦合處理系統(tǒng)及處理方法，能夠將餐廚垃圾、生活污泥和生物質廢料耦合處理，并利用垃圾資源制備氫氣。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：

3、本發(fā)明提供一種垃圾低碳耦合處理方法，包括以下步驟：

4、將餐廚垃圾進行分選，分離出大塊濕料和有機廢渣，將大塊濕料進行干燥處理后投入垃圾焚燒爐燃燒，利用垃圾焚燒爐產(chǎn)生的煙氣熱量加熱余熱鍋爐得到高溫高壓的水蒸汽；其中，得到高溫高壓的水蒸汽可以供用戶使用；

5、將有機廢渣進行發(fā)酵得到沼氣，利用沼氣燃燒加熱甲醇液體產(chǎn)生甲醇蒸汽，將所述甲醇蒸汽和余熱鍋爐產(chǎn)生的一部分高溫高壓的水蒸氣混合后進行催化制氫得到混合氣體；

6、將污泥進行干燥處理，將一部分干燥后的污泥投入生物質氣化爐與生物質廢料進行耦合氣化產(chǎn)生生物質燃氣，將其余干燥后的污泥投入垃圾焚燒爐共同燃燒；

7、將催化制氫得到的混合氣體進行分離，得到氫氣和其他可燃氣體，將氫氣外送，將生物質燃氣以及其他可燃氣體送入垃圾焚燒爐共同燃燒。

8、在本發(fā)明的技術方案中，利用餐廚垃圾中分離出的有機廢渣發(fā)酵產(chǎn)生沼氣并燃燒加熱甲醇溶液，將甲醇溶液與余熱鍋爐產(chǎn)生的一部分高溫高壓蒸汽混合后經(jīng)過催化用于制備氫氣，實現(xiàn)了垃圾資源的再利用，催化制氫產(chǎn)生的其他可燃氣體與氫氣分離后重新投入垃圾焚燒爐燃燒并釋放熱量。同時，將生物質廢料與烘干后的污泥混合物作為原料進行耦合氣化，得到生物質燃氣能夠促進垃圾干燥后的餐廚垃圾和污泥以及生活垃圾燃燒，提高垃圾燃燒處理效果，且無需額外增加高熱值的輔助燃料。

9、優(yōu)選地，所述催化制氫采用多孔ni/al2o3作為催化劑，反應溫度為700℃。

10、優(yōu)選地，所述催化制氫得到的混合氣體采用吸附脫附床將氫氣和其他可燃氣體分離。

11、優(yōu)選地，所述方法還包括以下步驟：通過與垃圾焚燒爐連接的空氣預熱器得到預熱空氣，即高溫熱空氣，將一部分高溫熱空氣送入垃圾焚燒爐中輔助燃燒，將另一部分高溫熱空氣、高溫高壓的水蒸氣以及垃圾焚燒爐產(chǎn)生的部分熱煙氣投入生物質氣化爐中進行耦合氣化。

12、在本方案中，通過將揮發(fā)分較高農(nóng)林廢棄物和烘干后的污泥組成的混合物作為原料，并采用垃圾焚燒爐產(chǎn)生的高溫煙氣、水蒸汽和高溫空氣組成的混合物作為氣化劑，經(jīng)過高溫氧化還原反應，能夠產(chǎn)生生物質燃氣而且氣化效率高。通過生物質燃氣促進垃圾焚燒爐中的垃圾燃燒，在不增加其他高熱值輔助燃料的情況下，能夠確保垃圾焚燒爐中的垃圾穩(wěn)定燃燒，提高污泥和餐廚垃圾的參燒比例。同時還能減少爐膛結焦和有害氣體的排放情況，節(jié)省人力物力。

13、優(yōu)選地，將干燥后的所述污泥的10％至20％投入所述生物質氣化爐20中，其余污泥投入所述垃圾焚燒爐。

14、優(yōu)選地，所述大塊濕料和所述污泥均采用真空干燥的方式。

15、本發(fā)明還提供一種垃圾低碳耦合處理系統(tǒng)，包括：餐廚垃圾分選裝置、沼氣發(fā)酵池、甲醇加熱裝置、混合器、催化制氫裝置、吸附脫附床、餐廚垃圾干燥裝置、污泥干燥裝置、垃圾焚燒爐、余熱鍋爐和生物質氣化爐，所述餐廚垃圾分選裝置具有大塊濕料出口和有機廢渣出口，所述沼氣發(fā)酵池具有有機廢渣入口和沼氣出口，所述甲醇加熱裝置具有燃燒室和加熱室，所述加熱室具有甲醇液體入口和甲醇蒸汽出口，所述混合器具有水蒸汽入口、甲醇蒸汽入口和混合原料出口，所述催化制氫裝置具有原料入口和混合氣體出口，所述吸附脫附床具有反應產(chǎn)物入口、氫氣出口和混合可燃氣出口，所述餐廚垃圾干燥裝置具有大塊濕料入口和餐廚垃圾干料出口，所述污泥干燥裝置具有濕污泥入口和干污泥出口，所述垃圾焚燒爐具有混合可燃氣入口、餐廚垃圾干料入口、生物質燃氣入口、干污泥燃燒入口和生活垃圾入口，所述余熱鍋爐具有鍋爐本體、低溫水蒸汽出口和高溫水蒸汽出口，所述生物質氣化爐具有生物質廢料入口、生物質燃氣出口和干污泥氣化入口，所述大塊濕料出口連接所述大塊濕料入口，所述有機廢渣出口連接所述有機廢渣入口，所述沼氣出口連接所述燃燒室，所述餐廚垃圾干料出口連接所述餐廚垃圾干料入口，所述鍋爐本體連接所述垃圾焚燒爐，所述高溫水蒸汽出口連接所述水蒸汽入口，所述甲醇蒸汽出口連接所述甲醇蒸汽入口，所述混合原料出口連接所述原料入口，所述混合氣體出口連接所述反應產(chǎn)物入口，所述混合可燃氣出口連接所述混合可燃氣入口，所述生物質燃氣出口與所述生物質燃氣入口連接，所述干污泥出口分別與所述干污泥氣化入口以及所述干污泥燃燒入口連接。

16、進一步地，所述垃圾耦合處理系統(tǒng)還包括低溫空氣預熱器和高溫空氣預熱器，所述低溫空氣預熱器具有外部空氣入口、低溫預熱空氣出口、低溫預熱蒸汽入口和低溫預熱蒸汽出口，所述高溫空氣預熱器具有高溫預熱空氣入口、高溫預熱空氣出口、高溫預熱蒸汽入口和高溫預熱蒸汽出口，所述垃圾焚燒爐具有焚燒熱空氣入口、第一煙氣出口和第二煙氣出口，所述生物質氣化爐具有氣化熱空氣入口、氣化蒸汽入口和氣化煙氣入口，所述低溫水蒸氣出口連接所述低溫預熱蒸汽入口，所述高溫水蒸汽出口連接所述高溫預熱蒸汽入口，所述高溫預熱空氣出口與所述焚燒熱空氣入口以及所述氣化熱空氣入口連接，所述氣化蒸汽入口與所述低溫預熱蒸汽出口連接，所述水蒸汽入口與所述高溫預熱蒸汽出口連接，所述氣化煙氣入口與所述第一煙氣出口連接，所述第二煙氣出口連接有煙囪。

17、進一步地，所述餐廚垃圾干燥裝置包括第一引射器、第一真空干燥器、第一加熱水套和熱水箱，所述第一引射器具有第一高壓引射入口、第一低壓引射入口和第一引射出口，所述大塊濕料入口和所述餐廚垃圾干料出口開設于所述第一真空干燥器，所述第一真空干燥器還具有第一干燥出口，所述第一加熱水套具有第一引射熱入口、第一熱水入口和第一熱水出口，所述第一高壓引射入口與所述高溫預熱蒸汽出口連接，所述第一低壓引射入口與所述第一干燥出口連接，所述第一引射出口與所述第一引射熱入口連接，所述熱水箱的出口連接所述第一熱水入口。

18、進一步地，所述污泥干燥裝置包括第二引射器、第二真空干燥器和第二加熱水套，所述第二引射器具有第二高壓引射入口、第二低壓引射入口和第二引射出口，所述濕污泥入口和所述干污泥出口開設于所述第二真空干燥器，所述第二真空干燥器還具有第二干燥出口，所述第二加熱水套具有第二引射熱入口、第二熱水入口和第二熱水出口，所述第二高壓引射入口與所述高溫預熱蒸汽出口連接，所述第二低壓引射入口與所述第二干燥出口連接，所述第二引射出口與所述第二引射熱入口連接，所述熱水箱的出口連接所述第二熱水入口，所述第一熱水出口和所述第二熱水出口還連接有污水池。

19、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

20、一、本發(fā)明的垃圾低碳耦合處理系統(tǒng)及處理方法，利用餐廚垃圾中分離的有機廢渣發(fā)酵產(chǎn)生沼氣并燃燒加熱甲醇溶液，將甲醇溶液被加熱后產(chǎn)生的甲醇蒸汽與余熱鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽混合后經(jīng)過催化用于制備氫氣，實現(xiàn)了垃圾資源的再利用，催化制氫產(chǎn)生的其他可燃氣體與氫氣分離后重新投入垃圾焚燒爐燃燒并釋放熱量。同時，將生物質廢料與烘干后的污泥混合物作為原料進行耦合氣化，得到生物質燃氣能夠促進垃圾干燥后的餐廚垃圾和污泥以及生活垃圾燃燒，提高垃圾燃燒處理效果，且無需額外增加高熱值的輔助燃料。

21、二、通過將揮發(fā)分較高的農(nóng)林廢棄物和烘干后的污泥組成的混合物作為原料，并采用垃圾焚燒爐產(chǎn)生的高溫煙氣、水蒸汽和高溫空氣組成的混合物作為氣化劑，經(jīng)過高溫氧化還原反應，能夠產(chǎn)生高熱值的生物質燃氣而且氣化效率高。通過生物質燃氣促進垃圾焚燒爐中的垃圾燃燒，在不增加其他高熱值輔助燃料的情況下，能夠確保垃圾焚燒爐中的垃圾穩(wěn)定燃燒，提高污泥和餐廚垃圾的摻燒比例。同時還能減少爐膛結焦和有害氣體的排放情況，節(jié)省人力物力。