CN107461851A - 一种利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统及方法 - Google Patents

一种利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107461851A
CN107461851A CN201710835395.0A CN201710835395A CN107461851A CN 107461851 A CN107461851 A CN 107461851A CN 201710835395 A CN201710835395 A CN 201710835395A CN 107461851 A CN107461851 A CN 107461851A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel
heat exchanger
building
hot
debirs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710835395.0A
Other languages
English (en)
Inventor
王谦诚
倪萌
覃伟聪
陈斌
王泉敏
胡海华
潘怡辰
薛令杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201710835395.0A priority Critical patent/CN107461851A/zh
Publication of CN107461851A publication Critical patent/CN107461851A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0007—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
    • F24F5/0014—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning using absorption or desorption
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/08—Production of synthetic natural gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/101—Removal of contaminants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/101—Removal of contaminants
    • C10L3/102—Removal of contaminants of acid contaminants
    • C10L3/103—Sulfur containing contaminants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/101—Removal of contaminants
    • C10L3/106—Removal of contaminants of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/18—Gas cleaning, e.g. scrubbers; Separation of different gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/26—Composting, fermenting or anaerobic digestion fuel components or materials from which fuels are prepared
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/54—Specific separation steps for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
    • C10L2290/542—Adsorption of impurities during preparation or upgrading of a fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/54—Specific separation steps for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
    • C10L2290/547—Filtration for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统及方法，包括：生物发生器、燃气整合器、固体氧化物燃料电池、逆变器、建筑用电负荷、热交换器一、吸收式制冷器、中央空调、热交换器二和热水储存塔；生物发生器包括混合机、螺旋压力机；燃气整合器包括煤气鼓、生物滴滤塔、铁基吸附过滤器、冷凝分离机、活性炭过滤器、生物气重组反应器；本发明可以有效回收建筑内有机废物，减少环境污染；同时减少能源浪费，提升建筑综合能源效率。

Description

一种利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统及方法
技术领域
本发明涉及能源领域，尤其涉及一种利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统及方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展以及人民生活水平的不断进步，能源短缺以及环境污染问题日益尖锐。在建筑物能耗快速增长的同时，人们的生活也产生了大量的厨余废弃物、有机生物质等有机废物。这些废弃物的不当处理，一方面对环境造成了严重的污染，另一方面浪费了其中储存的未利用能量。利用有机废物分解发酵产生生物气发电是一种相对成熟的废弃物资源化利用和无害化、减量化处理工艺技术。但是，生物气具有供应不稳定、甲烷含量较低、杂质多等缺陷，这对于基于燃烧的传统发电装置设备提出了较高的要求，也限制了系统能源效率。通过多种类型电源之间互补运行是促进生物气发电在建筑内分布式能源中应用的重要方式。
固体氧化物燃料电池是一种在中高温条件下直接将燃料中储存的化学能高效、环境友好地转化为电能的全固态化学发电装置。它具有能源效率高(发电效率可达50％至60％)、燃料广泛性好(甲烷、氢气，以及生物气均可作为燃料)等优势，是一种理想的能够应用生物气为燃料的建筑发电设备。
发明内容
本发明要解决的技术问题是设计一种利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统及方法，解决现有的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的一种利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统及方法，包括：生物发生器、燃气整合器、固体氧化物燃料电池、逆变器、建筑用电负荷、热交换器一、吸收式制冷器、中央空调、热交换器二和热水储存塔；生物发生器包括混合机、螺旋压力机；燃气整合器包括煤气鼓、生物滴滤塔、铁基吸附过滤器、冷凝分离机、活性炭过滤器、生物气重组反应器；吸收式制冷器包括发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液泵和溶液热交换器；混合机分别连接螺旋压力机、煤气鼓；煤气鼓依次通过生物滴滤塔、铁基吸附过滤器、冷凝分离机、活性炭过滤器、生物气重组反应器连接固体氧化物燃料电池；固体氧化物燃料电池通过逆变器连接建筑用电负荷；固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池堆与热交换器一相连；热交换器一分别与热交换器二和发生器制冷器相连；发生器分别与冷凝器、溶液热交换器；冷凝器连接蒸发器；溶液热交换器和蒸发器都连接到吸收器；吸收器连接到溶液泵；溶液泵连接到发生器；热交换器二连接到热水储存塔；蒸发器连接到中央空调。
作为本发明技术方案的进一步改进，混合机中厨余垃圾和污泥的混合比例为50％：50％。
作为本发明技术方案的进一步改进，根据权利要求1的利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统及方法，其特征在于：热交换器一与发生器之间设有温度监控器。
作为本发明技术方案的进一步改进，热水储存塔可直接热水供应。
作为本发明技术方案的进一步改进，交换器一和交换器二为水煤气交换器。
作为本发明技术方案的进一步改进，热水储存塔可同时向混合机供应热量。
作为本发明技术方案的进一步改进，热水储存塔可同时向生物气重组反应器供水。
本发明还提供了一种利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统及方法，其特征在于：操作步骤：
步骤一、将有机垃圾送入混合机进行充分发酵制备初级生物气；
步骤二、将步骤一中所得初级生物气依次经过煤气鼓、生物滴滤塔、铁基吸附过滤器、冷凝分离机、活性炭过滤器，去除以硫化氢、磷化氢、硅酸盐、水蒸气为主的杂质；
步骤三、将步骤二中所得生物气经生物气重组反应器重组后构成燃料气体；
步骤四、将步骤三中所得的燃料气体通入固体氧化物燃料电池反应堆充分氧化发电，所得电力供应建筑用电负荷，同时利用水媒热交换器充分吸收发电过程产生的余热；
步骤五、将步骤四中产生的一部分余热应用于吸收式制冷器，为建筑中央空调供冷；
步骤六、将步骤四中产生的一部分余热应用于水媒热交换器制备热水；
步骤七、将步骤六所产生的一部分热水蒸汽引入吸收式制冷器，吸收式制冷器通过发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液泵、溶液热交换器循环向建筑中央空调供冷；
步骤八、将步骤六所产生的一部分水蒸气引入热交换器二制备热水，并将热水引入热水储存塔储存以供应建筑热水需求，同时利用热水储存塔中的热水为步骤一中混合机提供恒定温度及满足步骤四中生物气重组反应器所需水蒸气。
作为本发明技术方案的进一步改进，步骤一中还包括沼渣处理步骤，将混合机中的固液混合物进行固液分离，固形物可用于堆肥，液体可于污水渠排放。
作为本发明技术方案的进一步改进，步骤二所得的生物气经生物气重组反应器重组后还可与市政天然气共同构成燃料气体。
作为本发明技术方案的进一步改进，步骤四还包括固体氧化物燃料电池堆与建筑用电负荷之间的逆变器。
作为本发明技术方案的进一步改进，步骤六还包括温度监控器，该控制器可使得系统通过感应外界环境温度变化，控制热蒸汽流向，选择性地实施步骤七以及以步骤八。
本发明的有益效果：本发明中通过厌氧发酵生产生物气有效回收厨余垃圾、有机生物质等有机垃圾中蕴含的化学能，同时减少了有机垃圾对于自然环境的污染问题。利用基于固体氧化物燃料电池的冷、热、电三联产系统规避了生物气应用导致的供应不稳定、系统效率低下等问题。本发明适应能力强、操作简单、安全可靠、对环境影响较小。此外，本发明可以提升大型商业建筑能源供应的能源利用效率，也可使用在能源消耗量较大的园区等。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步阐明。
图1为本发明的利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统及方法的结构图；
图2位本发明含有温度监控器的利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统及方法的结构图
具体实施方式
实施例一：
结合图1，本发明的一种利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统及方法，该利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统，包括：生物发生器、燃气整合器、固体氧化物燃料电池9、逆变器10、建筑用电负荷11、热交换器一12、吸收式制冷器、中央空调19、热交换器二20和热水储存塔21；生物发生器包括混合机1、螺旋压力机2；燃气整合器包括煤气鼓3、生物滴滤塔4、铁基吸附过滤器5、冷凝分离机6、活性炭过滤器7、生物气重组反应器8；吸收式制冷器包括发生器13、冷凝器14、蒸发器15、吸收器16、溶液泵17和溶液热交换器18；混合机1分别连接螺旋压力机2、煤气鼓3；煤气鼓3依次通过生物滴滤塔4、铁基吸附过滤器5、冷凝分离机6、活性炭过滤器7、生物气重组反应器8连接固体氧化物燃料电池9；固体氧化物燃料电池9通过逆变器10连接建筑用电负荷11；固体氧化物燃料电池9固体氧化物燃料电池9堆与热交换器一12相连；热交换器一12分别与热交换器二20和发生器13制冷器相连；发生器13分别与冷凝器14、溶液热交换器18；冷凝器14连接蒸发器15；溶液热交换器18和蒸发器15都连接到吸收器16；吸收器16连接到溶液泵17；溶液泵17连接到发生器13；热交换器二20连接到热水储存塔21；蒸发器15连接到中央空调19。
在本发明的一个优选实施例中，混合机1中厨余垃圾和污泥的混合比例为50％：50％。
在本发明的一个优选实施例中，热水储存塔21可直接热水供应22。
在本发明的一个优选实施例中，热交换器一12和热交换器二20为水煤气交换器。
在本发明的一个优选实施例中，热水储存塔21可同时向混合机1供应热量。
在本发明的一个优选实施例中，热水储存塔21可同时向生物气重组反应器8供水。
在本发明的一个优选实施例中，生物气发生器13，用于混合有机垃圾，生产初级生物气。生物气发生器13配置有混合机1(混合发酵机)和螺旋压力机2。所收集的有机垃圾可通过混合机1进行混合发酵制备生物气，所得沼渣由螺旋压力机2进行固液分离，所得固形物可用于堆肥，所的液体可经进一步无害化处理后排放。
在本发明的一个优选实施例中，燃料气体整合器，用于进一步净化、整合初级生物气，并与市政天然气整合构成燃料气体。与生物气发生器13以气体管道连接。燃料气体整合器配置有煤气鼓3、生物滴滤塔4、铁基吸附过滤器5、冷凝分离机6、活性炭过滤器7、生物气重组反应器8。
在本发明的一个优选实施例中，固体氧化物燃料电池9堆用于利用氧化燃料气体进行发电。本实施例中应用6台Bloom牌ES-5700型210千瓦固体氧化物燃料电池9堆，与燃料气体整合器以管道连接。
在本发明的一个优选实施例中，吸收式制冷器用于利用固体氧化物燃料电池9堆产生的余热进行制冷工作。本实施例采用溴化锂-水系的吸收式制冷器，其中分别布置有发生器13、冷凝器14、蒸发器15、吸收器16、溶液泵17、溶液热交换器18等子设备。
在本发明的一个优选实施例中，水媒热交换器用于回收设备余热，并利用固体氧化物燃料电池9堆和吸收式制冷器产生的余热制备热水。冷凝式换热器蒸汽入口通过热力管道与余热锅炉蒸汽出口连接，冷凝水出口与热水储存塔21采用管道连接。
该方法包括以下步骤：
步骤一、将有机垃圾送入混合机1进行充分发酵制备初级生物气；
步骤二、将步骤一中所得初级生物气依次经过煤气鼓3、生物滴滤塔4、铁基吸附过滤器5、冷凝分离机6、活性炭过滤器7，去除以硫化氢、磷化氢、硅酸盐、水蒸气为主的杂质；
步骤三、将步骤二中所得生物气经生物气重组反应器8重组后构成燃料气体；
步骤四、将步骤三中所得的燃料气体通入固体氧化物燃料电池9反应堆充分氧化发电，所得电力供应建筑用电负荷11，同时利用水媒热交换器充分吸收发电过程产生的余热；
步骤五、将步骤四中产生的一部分余热应用于吸收式制冷器，为建筑中央空调19供冷；
步骤六、将步骤四中产生的一部分余热应用于水媒热交换器制备热水；
在本发明的一个优选实施例中，所述步骤二所得的生物气经生物气重组反应器8重组后还可与市政天然气共同构成燃料气体。
在本发明的一个优选实施例中，所述步骤四还包括固体氧化物燃料电池9堆与建筑用电负荷11之间的逆变器10。
实施例二：
结合图2，本发明的一种利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统及方法，该利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统，包括：生物发生器、燃气整合器、固体氧化物燃料电池9、逆变器10、建筑用电负荷11、热交换器一12、吸收式制冷器、中央空调19、热交换器二20和热水储存塔21；生物发生器包括混合机1、螺旋压力机2；燃气整合器包括煤气鼓3、生物滴滤塔4、铁基吸附过滤器5、冷凝分离机6、活性炭过滤器7、生物气重组反应器8；吸收式制冷器包括发生器13、冷凝器14、蒸发器15、吸收器16、溶液泵17和溶液热交换器18；混合机1分别连接螺旋压力机2、煤气鼓3；煤气鼓3依次通过生物滴滤塔4、铁基吸附过滤器5、冷凝分离机6、活性炭过滤器7、生物气重组反应器8连接固体氧化物燃料电池9；固体氧化物燃料电池9通过逆变器10连接建筑用电负荷11；固体氧化物燃料电池9固体氧化物燃料电池9堆与热交换器一12相连；热交换器一12分别与热交换器二20和发生器13制冷器相连；发生器13分别与冷凝器14、溶液热交换器18；冷凝器14连接蒸发器15；溶液热交换器18和蒸发器15都连接到吸收器16；吸收器16连接到溶液泵17；溶液泵17连接到发生器13；热交换器二20连接到热水储存塔21；蒸发器15连接到中央空调19。
在本发明的一个优选实施例中，混合机1中厨余垃圾和污泥的混合比例为50％：50％。
在本发明的一个优选实施例中，热交换器一12与所述发生器13之间设有温度监控器23。
在本发明的一个优选实施例中，热水储存塔21可直接热水供应22。
在本发明的一个优选实施例中，热交换器一12和热交换器二20为水煤气交换器。
在本发明的一个优选实施例中，热水储存塔21可同时向混合机1供应热量。
在本发明的一个优选实施例中，热水储存塔21可同时向生物气重组反应器8供水。
在本发明的一个优选实施例中，生物气发生器13，用于混合有机垃圾，生产初级生物气。生物气发生器13配置有混合机1(混合发酵机)和螺旋压力机2。所收集的有机垃圾可通过混合机1进行混合发酵制备生物气，所得沼渣由螺旋压力机2进行固液分离，所得固形物可用于堆肥，所的液体可经进一步无害化处理后排放。
在本发明的一个优选实施例中，燃料气体整合器，用于进一步净化、整合初级生物气，并与市政天然气整合构成燃料气体。与生物气发生器13以气体管道连接。燃料气体整合器配置有煤气鼓3、生物滴滤塔4、铁基吸附过滤器5、冷凝分离机6、活性炭过滤器7、生物气重组反应器8。
在本发明的一个优选实施例中，固体氧化物燃料电池9堆用于利用氧化燃料气体进行发电。本实施例中应用6台Bloom牌ES-5700型210千瓦固体氧化物燃料电池9堆，与燃料气体整合器以管道连接。
在本发明的一个优选实施例中，吸收式制冷器用于利用固体氧化物燃料电池9堆产生的余热进行制冷工作。本实施例采用溴化锂-水系的吸收式制冷器，其中分别布置有发生器13、冷凝器14、蒸发器15、吸收器16、溶液泵17、溶液热交换器18等子设备。
在本发明的一个优选实施例中，水媒热交换器用于回收设备余热，并利用固体氧化物燃料电池9堆和吸收式制冷器产生的余热制备热水。冷凝式换热器蒸汽入口通过热力管道与余热锅炉蒸汽出口连接，冷凝水出口与热水储存塔21采用管道连接。
该方法包括以下步骤：
步骤一，将生活有机垃圾通入混合机1，在混合机1充分搅拌混合和35摄氏度厌氧条件下充分发酵并产生初级生物气；
步骤二，将混合机1(混合发酵机)中的固液混合物(沼渣及沼液)通入螺旋压力机2中进行固液分离，分离后的液体经进一步无害化处理后排入污水渠中，固体用于堆肥供建筑绿色景观使用；
步骤三，将步骤一中产生的生物气依次通入煤气鼓3、生物滴滤塔4、铁基吸附过滤器5、冷凝分离机6、活性炭过滤器7去除水蒸气，硅酸盐，及含硫、磷、砷杂质；
步骤四，生物气经步骤三除杂后通入生物气重组反应器8中进行重组反应，并与市政天然气混合得到燃料气体；
步骤五，将燃料气体通入固体氧化物燃料电池9堆发电，经逆变器10供给建筑用电负荷11，发电过程中设备温度可达550-850摄氏度；
步骤六，在步骤五过程中，利用水媒热交换器一12充分吸收发电产生的余热，利用温度监控器23探测外界环境温度，在温度低于22摄氏度情况下停止向吸收式制冷器供应热水蒸汽并关闭吸收式制冷器；
步骤七，将步骤六所产生的一部分热水蒸汽引入吸收式制冷器，吸收式制冷器通过发生器13、冷凝器14、蒸发器15、吸收器16、溶液泵17、溶液热交换器18循环向建筑中央空调19供冷；
步骤八，将步骤六所产生的一部分水蒸气引入水煤热交换器二20制备热水，并将热水引入热水储存塔21储存以供应建筑热水需求，同时利用热水储存塔21中的热水为步骤一中混合机1提供恒定温度(35摄氏度)及满足步骤四中生物气重组反应器8所需水蒸气。值得注意的是，在本实施例中以固体氧化物燃料电池9为主的建筑发电设备需要与电网供电相互补充。
在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (12)

1.一种利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统，其特征在于：包括：生物发生器、燃气整合器、固体氧化物燃料电池(9)、逆变器(10)、建筑用电负荷(11)、热交换器一(12)、吸收式制冷器、中央空调(19)、热交换器二(20)和热水储存塔(21)；所述生物发生器包括混合机(1)、螺旋压力机(2)；所述燃气整合器包括煤气鼓(3)、生物滴滤塔(4)、铁基吸附过滤器(5)、冷凝分离机(6)、活性炭过滤器(7)、生物气重组反应器(8)；所述吸收式制冷器包括发生器(13)、冷凝器(14)、蒸发器(15)、吸收器(16)、溶液泵(17)和溶液热交换器(18)；所述混合机(1)分别连接螺旋压力机(2)、煤气鼓(3)；所述煤气鼓(3)依次通过生物滴滤塔(4)、铁基吸附过滤器(5)、冷凝分离机(6)、活性炭过滤器(7)、生物气重组反应器(8)连接固体氧化物燃料电池(9)；所述固体氧化物燃料电池(9)通过逆变器(10)连接建筑用电负荷(11)；所述固体氧化物燃料电池(9)所述固体氧化物燃料电池(9)堆与热交换器一(12)相连；所述热交换器一(12)分别与热交换器二(20)和发生器(13)所述制冷器相连；所述发生器(13)分别与冷凝器(14)、溶液热交换器(18)；所述冷凝器(14)连接蒸发器(15)；所述溶液热交换器(18)和蒸发器(15)都连接到吸收器(16)；所述吸收器(16)连接到溶液泵(17)；所述溶液泵(17)连接到发生器(13)；所述热交换器二(20)连接到热水储存塔(21)；所述蒸发器(15)连接到中央空调(19)。
2.根据权利要求1所述的利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统，其特征在于：所述混合机(1)中厨余垃圾和污泥的混合比例为50％：50％。
3.根据权利要求1所述的利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统，其特征在于：所述热交换器一(12)与所述发生器(13)之间设有温度监控器(23)。
4.根据权利要求1所述的利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统，其特征在于：所述热水储存塔(21)可直接热水供应(22)。
5.根据权利要求1所述的利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统，其特征在于：所述交换器一和交换器二为水煤气交换器。
6.根据权利要求1所述的利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统，其特征在于：所述热水储存塔(21)可同时向混合机(1)供应热量。
7.根据权利要求1所述的利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统，其特征在于：所述热水储存塔(21)可同时向生物气重组反应器(8)供水。
8.一种利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供方法，其特征在于：操作步骤：
步骤一、将有机垃圾送入混合机(1)进行充分发酵制备初级生物气；
步骤二、将步骤一中所得初级生物气依次经过煤气鼓(3)、生物滴滤塔(4)、铁基吸附过滤器(5)、冷凝分离机(6)、活性炭过滤器(7)，去除以硫化氢、磷化氢、硅酸盐、水蒸气为主的杂质；
步骤三、将步骤二中所得生物气经生物气重组反应器(8)重组后构成燃料气体；
步骤四、将步骤三中所得的燃料气体通入固体氧化物燃料电池(9)反应堆充分氧化发电，所得电力供应建筑用电负荷(11)，同时利用水媒热交换器充分吸收发电过程产生的余热；
步骤五、将步骤四中产生的一部分余热应用于吸收式制冷器，为建筑中央空调(19)供冷；
步骤六、将步骤四中产生的一部分余热应用于水媒热交换器制备热水。
步骤七、将步骤六所产生的一部分热水蒸汽引入吸收式制冷器，吸收式制冷器通过发生器(13)、冷凝器(14)、蒸发器(15)、吸收器(16)、溶液泵(17)、溶液热交换器(18)循环向建筑中央空调(19)供冷；
步骤八、将步骤六所产生的一部分水蒸气引入热交换器二(20)制备热水，并将热水引入热水储存塔(21)储存以供应建筑热水需求，同时利用热水储存塔(21)中的热水为步骤一中混合机(1)提供恒定温度及满足步骤四中生物气重组反应器(8)所需水蒸气。
9.根据权利要求8所述的利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供方法，其特征在于：所述步骤一中还包括沼渣处理步骤，将混合机(1)中的固液混合物进行固液分离，固形物可用于堆肥，液体可于污水渠排放。
10.根据权利要求8所述的利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供方法，其特征在于：所述步骤二所得的生物气经生物气重组反应器(8)重组后还可与市政天然气共同构成燃料气体。
11.根据权利要求8所述的利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供方法，其特征在于：所述步骤四还包括固体氧化物燃料电池(9)堆与建筑用电负荷(11)之间的逆变器(10)。
12.根据权利要求8所述的利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供方法，其特征在于：所述步骤六还包括温度监控器(23)，该控制器可使得系统通过感应外界环境温度变化，控制热蒸汽流向，选择性地实施步骤七以及以步骤八。
CN201710835395.0A 2017-09-15 2017-09-15 一种利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统及方法 Pending CN107461851A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710835395.0A CN107461851A (zh) 2017-09-15 2017-09-15 一种利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710835395.0A CN107461851A (zh) 2017-09-15 2017-09-15 一种利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107461851A true CN107461851A (zh) 2017-12-12

Family

ID=60552466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710835395.0A Pending CN107461851A (zh) 2017-09-15 2017-09-15 一种利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107461851A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014043954A (ja) * 2012-08-24 2014-03-13 Tokyo Gas Co Ltd 冷温水供給システムにおける熱源機運転制御方法
CN103670557A (zh) * 2013-12-13 2014-03-26 昆明理工大学 一种垃圾填埋气发电内燃机余热梯级利用分布式冷热电联供系统
CN203999606U (zh) * 2014-08-18 2014-12-10 北京燃气能源发展有限公司 一种基于厌氧消化技术的三联供系统
CN104282924A (zh) * 2013-07-01 2015-01-14 中国石油大学(北京) 燃烧焦炉煤气的高效燃料电池联合循环工艺系统
CN104729145A (zh) * 2015-03-09 2015-06-24 山东大学 一种基于生物质气的分布式冷热电联供系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014043954A (ja) * 2012-08-24 2014-03-13 Tokyo Gas Co Ltd 冷温水供給システムにおける熱源機運転制御方法
CN104282924A (zh) * 2013-07-01 2015-01-14 中国石油大学(北京) 燃烧焦炉煤气的高效燃料电池联合循环工艺系统
CN103670557A (zh) * 2013-12-13 2014-03-26 昆明理工大学 一种垃圾填埋气发电内燃机余热梯级利用分布式冷热电联供系统
CN203999606U (zh) * 2014-08-18 2014-12-10 北京燃气能源发展有限公司 一种基于厌氧消化技术的三联供系统
CN104729145A (zh) * 2015-03-09 2015-06-24 山东大学 一种基于生物质气的分布式冷热电联供系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107365593A (zh) 一种抗生素菌渣制备生物炭的方法
CN107221695A (zh) 一种以生物质气化制氢的燃料电池系统及其发电方法
CN102500604A (zh) 固体生活垃圾能源化利用及可再生生物碳循环技术
Marami et al. Bridging to circular bioeconomy through a novel biorefinery platform on a wastewater treatment plant
CN1971996B (zh) 利用生物垃圾的质子交换膜燃料电池电热联产系统
CN103708693B (zh) 一种城市污水处理所产生污泥的消解系统及方法
CN109226174A (zh) 沼气热电三联供的餐饮垃圾处理系统
CN108302541A (zh) 垃圾热解气化综合治理技术
CN109473702A (zh) 一种固体氧化物燃料电池尾气处理系统以及处理方法
CN208995480U (zh) 一种城市有机垃圾厌氧消化联产氢气甲烷的系统
CN114824387A (zh) 一种农林废弃物耦合燃料电池的热电联用系统及方法
CN110078330A (zh) 一种寒冷地区富氧燃烧沼气发电工程系统
CN107245435A (zh) 一种难生化有机固废热解‑生化耦合产甲烷的装置与方法
CN207294547U (zh) 生物质热电联产的造纸污泥处理系统
CN208995486U (zh) 餐厨垃圾厌氧消化联产氢气甲烷的系统
CN114618870B (zh) 一种多源废弃物资源化利用方法
CN107461851A (zh) 一种利用有机废物燃料的建筑冷、热、电联供系统及方法
CN207009562U (zh) 一种以生物质气化制氢的燃料电池系统
CN110467948A (zh) 利用富余电力与沼气联合制生物天然气的电力储能系统及方法
CN110241011A (zh) 利用有机固体废弃物制造氢气的装置及方法
CN111996020B (zh) 一种生物质废弃物耦合湿垃圾多态化联产综合利用系统及工艺
CN208167005U (zh) 利用有机固体废弃物制造氢气的装置
JP2009050170A (ja) アンモニア発酵槽、可燃性ガス製造装置およびそれらの運転方法
CN212356998U (zh) 一种污泥处理系统
CN211645136U (zh) 一种利用赤泥固废实现中药废渣能源化利用的系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171212

RJ01 Rejection of invention patent application after publication