CN1468799A - 利用垃圾和污水制取氢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环保技术，具体地说是一种利用垃圾和污水制取氢的方法。净化：在气体净化器内利用石灰水喷淋生成气，除去生成气中的有害物质；升温：将净化后的生成气送至换热器内，升温至600～800℃；制氢：将升温后的生成气送至催化析氢反应器内，在600～800℃下，利用催化剂与透氢膜制取氢气；所述生成气可以是垃圾经热解后产生的热解气，也可以是污水经厌氧发酵后产生的发酵气。采用这种方法可有效地以较低的成本处理各种垃圾与污水，在净化环境的同时，制取氢气。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保技术，具体地说是一种利用垃圾和污水制取氢的方法。
背景技术
人们在生产和生活中不可避免地会产生或多或少的垃圾和污水，如何有效地处理垃圾和污水是一个值得研究的问题。
目前，生活垃圾的处理主要采用填埋、焚烧、堆肥等，生活污水的处理则主要采用过滤、降解、沉淀等物理与生物方式，这些方法的缺陷是处理成本高，效率低，处理后的垃圾中往往还存在一些隐患。特别是这些方法只能对垃圾和污水进行净化处理，不能利用这些废弃物来制取氢气。
发明内容
本发明的目的在于寻求一种利用垃圾和污水制取氢的方法，采用这种方法可有效地以较低的成本处理各种垃圾与污水，在净化环境的同时，制取氢气。
其主要技术方案是：
净化：在气体净化器内利用石灰水喷淋生成气，除去生成气中的有害物质；
升温：将净化后的生成气送至换热器内，升温至600～800℃；
制氢：将升温后的生成气送至催化析氢反应器内，在600～800℃下，利用催化剂与透氢膜制取氢气。
催化剂为镍-三氧化二铝颗粒，透氢膜为铂-二氧化硅-钒复合膜。
所述生成气可以是垃圾经热解后产生的热解气。也可以是污水经厌氧发酵后产生的发酵气。
在热解垃圾时，先将垃圾置于热解室内，在900～1100℃的温度下绝氧热解，产生生成气，热解后的含炭残渣在热解室下面的燃烧室内燃烧，为热解提供热量。
在厌氧发酵污水时，先将污水置于发酵室内，在40～60℃的温度下，经3～4天的发酵，产生生成气，发酵后的发酵液经微滤膜过滤，将水与残渣相互分离。
在净化时，产生的残渣沉积在气体净化器的底部，被排除。
厌氧发酵与普通的沼气发酵在原理上是一样的，适用于易于生物降解的垃圾与污水，只是发酵条件有所不同，首先，发酵温度应维持在40～60℃，较高的温度有助于发酵，但如果温度过高，会影响厌氧菌的存活，温度在40～60℃时，既有利于发酵，又不用外部加热，在本发明中所用的发酵室可设置于家庭的浴缸、坐便器等设施下面，正好利用生活污水的余热来发酵；厌氧发酵产生的生成气为H2、CH4、CO2、H2O、N2、H2S、NH3等。
绝氧热解用于不能或难以生物降解的固态有机质类垃圾，绝氧热解的温度在1000℃左右，之所以采用热解，而不是焚烧的原因在于避免二次污染。固态有机质类垃圾经绝氧热解后，大部分转化为气态物质，小部分转化为含炭较多的残渣，炭渣与空气中的氧燃烧放出热量，以维持热解所需的高温。热解得到的生成气成分为COx、NOx、SOx、HF、HCl、H2、H2O、CH4、N2以及气态的S、C、焦油、无机盐等。
气体净化的目的在于将生成气中对透氢膜有害的、或对环境有污染的物质尽可能地除去。净化时，主要利用酸碱中和的原理，用石灰水清洗生成气，除去其中的酸性气体和灰尘。净化后的生成气成分为CO、CO2、H2、H2O、CH4、N2、NH3，
制氢时，将经过石灰水净化的生成气导入催化析氢反应器内，在该反应器的中部设置一个成管状的透氢膜，在透氢膜与反应器的内壁间填充由镍-三氧化二铝颗粒组成的催化剂，生成气进入反应器后，先与催化剂接触，发生反应，再经过铂-二氧化硅-钒复合膜构成的透氢膜，该膜只能让氢气通过，氢气通过透氢膜后，进入由透氢膜围成的管内，再引导到需要的地方，以供使用。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例一
绝氧热解：将垃圾置于热解室内，在900℃的温度下绝氧热解，产生生成气，热解后的含炭残渣在热解室下面的燃烧室内燃烧，为热解提供热量。
净化：在气体净化器内利用石灰水喷淋生成气，除去生成气中的有害物质；净化时，产生的残渣沉积在气体净化器的底部，并排除。
升温：将净化后的生成气送至换热器内，升温至600℃；
制氢：将升温后的生成气送至催化析氢反应器内，在600℃的温度下，利用镍-三氧化二铝颗粒做催化剂，使生成气经过由铂-二氧化硅-钒复合膜构成的透氢膜，制取氢气。
实施例二
绝氧热解：将垃圾置于热解室内，在1100℃的温度下绝氧热解，产生生成气，热解后的含炭残渣在热解室下面的燃烧室内燃烧，为热解提供热量。
净化：在气体净化器内利用石灰水喷淋生成气，除去生成气中的有害物质；净化时，产生的残渣沉积在气体净化器的底部，并排除。
升温：将净化后的生成气送至换热器内，升温至800℃；
制氢：将升温后的生成气送至催化析氢反应器内，在800℃的温度下，利用镍-三氧化二铝颗粒做催化剂，使生成气经过由铂-二氧化硅-钒复合膜构成的透氢膜，制取氢气。
实施例三
绝氧热解：将垃圾置于热解室内，在1000℃的温度下绝氧热解，产生生成气，热解后的含炭残渣在热解室下面的燃烧室内燃烧，为热解提供热量。
净化：在气体净化器内利用石灰水喷淋生成气，除去生成气中的有害物质；净化时，产生的残渣沉积在气体净化器的底部，并排除。
升温：将净化后的生成气送至换热器内，升温至700℃；
制氢：将升温后的生成气送至催化析氢反应器内，在700℃的温度下，利用镍-三氧化二铝颗粒做催化剂，使生成气经过由铂-二氧化硅-钒复合膜构成的透氢膜，制取氢气。
实施例四
厌氧发酵：将污水置于发酵室内，在40℃的温度下，经4天的发酵，产生生成气，发酵后的发酵液经微滤膜过滤，将水与残渣相互分离。
净化：在气体净化器内利用石灰水喷淋生成气，除去生成气中的有害物质；净化时，产生的残渣沉积在气体净化器的底部，并排除。
升温：将净化后的生成气送至换热器内，升温至600℃；
制氢：将升温后的生成气送至催化析氢反应器内，在600℃的温度下，利用镍-三氧化二铝颗粒做催化剂，使生成气经过由铂-二氧化硅-钒复合膜构成的透氢膜，制取氢气。
实施例五
厌氧发酵：将污水置于发酵室内，在60℃的温度下，经3天的发酵，产生生成气，发酵后的发酵液经微滤膜过滤，将水与残渣相互分离。
净化：在气体净化器内利用石灰水喷淋生成气，除去生成气中的有害物质；净化时，产生的残渣沉积在气体净化器的底部，并排除。
升温：将净化后的生成气送至换热器内，升温至800℃；
制氢：将升温后的生成气送至催化析氢反应器内，在800℃的温度下，利用镍-三氧化二铝颗粒做催化剂，使生成气经过由铂-二氧化硅-钒复合膜构成的透氢膜，制取氢气。
实施例六
厌氧发酵：将污水置于发酵室内，在50℃的温度下，经3.5天的发酵，产生生成气，发酵后的发酵液经微滤膜过滤，将水与残渣相互分离。
净化：在气体净化器内利用石灰水喷淋生成气，除去生成气中的有害物质；净化时，产生的残渣沉积在气体净化器的底部，并排除。
升温：将净化后的生成气送至换热器内，升温至700℃；
制氢：将升温后的生成气送至催化析氢反应器内，在700℃的温度下，利用镍-三氧化二铝颗粒做催化剂，使生成气经过由铂-二氧化硅-钒复合膜构成的透氢膜，制取氢气。
Claims (7)
1、利用垃圾和污水制取氢的方法，其特征是：
净化：在气体净化器内利用石灰水喷淋生成气，除去生成气中的有害物质；
升温：将净化后的生成气送至换热器内，升温至600～800℃；
制氢：将升温后的生成气送至催化析氢反应器内，在600～800℃下，利用催化剂与透氢膜制取氢气。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征是催化剂为镍-三氧化二铝颗粒，透氢膜为铂-二氧化硅-钒复合膜。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征是生成气为垃圾经热解后产生的热解气。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征是生成气为污水经厌氧发酵后产生的发酵气。
5、根据权利要求3所述的方法，其特征是在热解时，将垃圾置于热解室内，在900～1100℃的温度下绝氧热解，产生生成气，热解后的含炭残渣在热解室下面的燃烧室内燃烧，为热解提供热量。
6、根据权利要求4所述的方法，其特征是在厌氧发酵时，将污水置于发酵室内，在40～60℃的温度下，经3～4天的发酵，产生生成气，发酵后的发酵液经微滤膜过滤，将水与残渣相互分离。
7、根据权利要求1所述的方法，其特征是在净化时，产生的残渣沉积在气体净化器的底部，被排除。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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| CN1468799A true CN1468799A (zh) | 2004-01-21 |
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Family Applications (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100357174C (zh) * | 2005-04-22 | 2007-12-26 | 中国科学院生态环境研究中心 | 用污水处理厂剩余污泥制氢的热处理－发酵产氢方法 |
| CN101563439B (zh) * | 2006-11-21 | 2015-08-19 | 纽约市哥伦比亚大学理事会 | 加速从生物质生产甲烷的方法和系统 |
| CN107986233A (zh) * | 2017-12-12 | 2018-05-04 | 天津大学 | 一种采用沼液催化制取氢气的方法 |
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2002
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