固体生活垃圾能源化利用及可再生生物碳循环方法
专利汇可以提供固体生活垃圾能源化利用及可再生生物碳循环方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种固体生活垃圾 能源 化利用及可再生 生物 碳 循环方法，解决了生活垃圾制沼气在气温较低的地方 发酵 困难的问题，同时实现整体系统循环的零碳排放体系及大型可再生生物碳循环体系。采用的方案是：将生活垃圾预处理后进入大型 沼气池 发酵；沼气供 燃气轮机 富 氧 燃烧发电；沼液用于生物 燃料 电池 底物清洁发电； 沼渣 作为生物有机 肥料 ，用其生产的速生林用于速生林燃料电厂。利用电厂燃烧产生的烟气循环保证大型沼气池的发酵 温度 ，实现稳定高效产气；利用纯氧与再循环尾气作为电厂的助燃气体，提高燃烧效率，降低尾气处理成本；利用碳捕集技术对烟气中的CO2进行捕集，实现零碳排放体系；利用沼液及沼渣生物化处理方式实现可再生生物碳循环体系。，下面是固体生活垃圾能源化利用及可再生生物碳循环方法专利的具体信息内容。
1.一种固体生活垃圾能源化利用及可再生生物碳循环方法，其特征在于该方法采用的方案如下：
首先将生活垃圾去除塑料、大块的无机垃圾以及金属后进行粉碎筛分，筛分至80目以下进入大型沼气池发酵，发酵后的沼液沼渣进入分离单元进行分离，由大型沼气池产生的沼气经干燥脱硫后进入沼气储气罐进行储存，储存的沼气供燃气轮机进行富氧燃烧，采用火花点火全燃沼气发动机，发动机压缩比为10:1至15:1之间，喷嘴的位置装有火花塞；分离单元产生的沼液与含有机物的废水混合后经一级沉淀、水解、预酸化处理，同时调节液体的pH值接近中性，经处理后的液体COD含量在500-1000mg/L，作为生物燃料电池底物进行发电，生物燃料电池发电后产生的废液经生物脱氮除磷法三级处理后直接达标排放；分离单元产生的沼渣粉碎后，作为生物有机肥料用于速生林的生长，培养的速生林用于速生林燃料电厂进行富氧燃烧发电和作为低品质木材使用；其中燃气轮机发电厂与速生林燃料电厂经富氧燃烧后产生的尾气50-80%循环至大型沼气池，循环的尾气包括燃气轮机燃烧沼气产生的90-95%的高浓度CO2、锅炉燃烧速生林燃料产生的尾气经处理后含90-95%的高浓度CO2，以及速生林电厂蒸汽透平机经发电机后产生的再循环余热蒸汽，利用循环尾气的余热保证沼气池温度稳定在50-60℃；燃气轮机发电厂与速生林燃料电厂以纯O2与20-40%的尾气的混合气体作为两电厂的助燃气体，其中尾气包括燃气轮机燃烧沼气产生的含90-95%的高浓度CO2气体以及锅炉燃烧速生林燃料产生的尾气经处理后含90-95%的高浓度CO2气体。
2.根据权利要求1所述的固体生活垃圾能源化利用及可再生生物碳循环方法，其特
征在于燃气轮机的燃烧及速生林电厂中锅炉的燃烧均采用0.1MPa，25℃的空气经空分后产生的纯O2与体积分数20-40%的尾气进行混合作为助燃气体，其中尾气为燃气轮机燃烧沼气产生的含90-95%的高浓度CO2气体以及锅炉燃烧速生林燃料产生的尾气经处理后含
90-95%的高浓度CO2气体，其中纯氧的比例为体积分数30-50%，余下的尾气循环至大型沼气池保证沼气池正常工作温度，最后剩余部分进行压缩封存，尾气在压缩封存时进行冷凝除水；其中沼气经燃气轮机富氧燃烧的尾气中主要含有CO2以及水蒸气，锅炉经富氧燃烧后含有CO2以及粉尘、SOX、NOX，尾气首先经常规气轮机尾气脱硫及脱硝剂脱除SOX以及NOX，之后通过布袋进行除尘，处理后的尾气中含有体积分数90-95%浓度的CO2，与大型沼气池换热后的再循环气体经干燥除杂后含体积分数90-95%浓度的CO2进行压缩封存；由蒸汽透平机发电后的余热蒸汽同时循环至大型沼气池，与沼气池换热后变成液态水，通过排水管道排除，通过碳的生物循环和碳捕集使整个循环过程实现零碳排放。
3.根据权利要求2所述的固体生活垃圾能源化利用及可再生生物碳循环方法，其特征在于该方法包括城市固体生活垃圾预处理系统，大型沼气池发酵系统，分离单元，沼气通过燃气轮机发电系统，沼液制备生物燃料电池发电系统，生物燃料电池产生的废液处理系统，沼渣制备生物有机肥系统，由生物有机肥培养的速生林生物质发电系统，空分装置，烟气循环系统、烟气捕集系统。
4.根据权利要求3所述的固体生活垃圾能源化利用及可再生生物碳循环方法，其特
征在于该方法的系统及设备组成包括城市固体生活垃圾（1），城市固体生活垃圾预处理系统（2），沼气净化系统（3），大型沼气池（4），分离单元（5），沼液预处理系统（6），生物燃料电池（7），沼渣粉碎系统（8），生物有机肥料（9），速生林培养体系（10），锅炉（11），沼气储存罐（12），大型燃气轮机（13），锅炉尾气净化系统（14），循环尾气净化系统（15），纯氧缓冲罐（16），鼓风机（17），压气机（18），空分装置（19），第一电力发电机（20），粉碎（21），蒸汽透平机（22），循环尾气捕集（23），干燥（24），燃气轮机以及锅炉尾气捕集（25），第二电力发电机（26），废液处理系统（27），排水管道（28），食品厂废水（29）。
5.根据权利要求1-4任一项所述的固体生活垃圾能源化利用及可再生生物碳循环
方法，其特征在于大型沼气池产生的沼气聚集在沼气池的顶部集气室，由沼气出口管道排出，经冷凝脱水、脱硫装置进入沼气储存罐进行储存，沼气由储存罐经压气机进入燃气轮机燃烧，由燃气轮机产生的机械力带动发电机进行发电；由分离单元产生的沼液COD含量为
100-400mg/L，向沼液中加入食品加工厂废水或屠宰厂废水，将混合后的液体进入初级沉淀池进行沉淀，沉淀池底部的沼渣循环至大型沼气池，经沉淀池处理后的混合废水经水解、预酸化处理，或采用天然微生物菌群将复杂大分子有机物分解为简单小分子有机物，同时调节液体的pH值接近中性，处理后的液体COD含量在500-1000mg/L，作为生物燃料电池底物，底物停留时间与料液进料周期相同，生物燃料电池启动时间50-120h，电池的阳极采用碳电极，其上固定有从深水或污水处理厂采集的污泥进行厌氧和电极通电培养的产电微生物，采用无介体微生物燃料电池，进行直接电子传递，阴极为与空气相接触的含铁离子的空心
2
棒式复合阴极或板式复合阴极，生物燃料电池的最大输出功率密度为100-300mW/m，电子回收率75-95%，经处理后液体的COD去除率85-90%，发电后产生的废液经生物脱氮除磷法三级处理后达标排放；由分离单元分离得到沼渣，粉碎到80目以下，经粉碎后作为生物有机肥料用于速生林生长，速生林的生长周期为1-3年，经速生林体系得到的速生林50%作为低品质木材进行销售，50%经粉碎后进入锅炉进行富氧燃烧，由锅炉产生的蒸汽经蒸汽透平机进行发电。
6.根据权利要求5所述的固体生活垃圾能源化利用及可再生生物碳循环方法，其特征在于所说的大型沼气池结构包括：
沼气池的进料口（30），沼气排气管道（31），再循环尾气供给管道（32），转轴（33），传输皮带（34），温度控制系统（35），沼气池出料口（36），大型沼气池顶部玻璃（37），沼气池出料口泵（38），泵的出料口（39），大型沼气池的池底以及池壁（40），大型池沼气集气室（41），循环尾气排出管道（42），排水管道（43）；
大型沼气池的工作过程如下：
经预处理后的固体生活垃圾由入料口进入大型沼气池，沼气池的底部由转轴以及传输皮带组成，由入料口供给的固体生活垃圾堆积在皮带轮上进行发酵，皮带轮上分为若干区域，进料时间为每天进料3-5次，发酵周期为15-18天，每一批出的料液发酵时间相同，发酵好的料液经沼气池出料口由泵抽出，经泵的出料口进入分离单元进行分离，沼气池剩余的料液由转轴带动传输皮带向前移动，沼气池产生的沼气聚集在沼气集气室，最后由沼气的排气管道经沼气净化装置进入沼气储存罐储存，循环尾气经尾气供给管道，进入大型沼气池的夹层中，尾气的供给量由大型沼气池的控温系统控制，维持大型沼气池的发酵温度在
45-60℃之间，经换热后的尾气经尾气排出管道排出，经换热后的循环尾气经换热后产生的冷凝水由排水管道排出，其中大型沼气池为双层结构，其池外壁及底部采用树脂复合材料及水泥材料进行保温，池内壁及底部采用砖砌而成，顶部均为玻璃钢材质。
固体生活垃圾能源化利用及可再生生物碳循环方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
21，蒸汽透平机22，循环尾气捕集23，干燥24，燃气轮机以及锅炉尾气捕集25，第二电力发电机26，废液处理系统27，排水管道28，食品厂废水29。
2
出功率密度为100-300mW/m，电子回收率可达到75-95%。经处理后液体的COD去除率可达
85-90%。发电后产生的废液经生物脱氮除磷法三级处理后实现达标排放。
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