CN116477570A - 一种生活垃圾和/或有机物制取氢气的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生活垃圾和/或有机物制取氢气的装置及方法，所述装置主要由预处理设备、进料机、热解汽化炉、高温裂解炉、余热蒸汽锅炉、脱硫设备、变换制氢设备、气液分离设备、液体收集设备、气体净化设备、氢气分离提纯设备、加热炉、燃气储存罐、压缩机、氢气储存设备、冷凝器、有机液体或有机气体储罐和输送泵组成；所述的方法包括：预处理、热解气化、高温裂解、降温与脱硫、变换制氢、富氢燃气的冷凝分离与净化、氢气提纯和氢气储存；本发明将垃圾或有机物热解气相产物直接在1000‑1300℃和水蒸气作用下裂解变成氢气和一氧化碳，经过变换反应得到富氢燃气，用发明的“液态有机物载体”提纯氢气和储存氢气，实现生活垃圾和有机物制取99.99％纯度氢气。

Description

一种生活垃圾和/或有机物制取氢气的装置及方法
技术领域
本发明涉及生活垃圾、有机物制取氢气技术领域，属于一种垃圾和/或有机物制取氢气的装置及方法。
背景技术
有关垃圾制取氢气已有报道，在CN115386400A《一种有机垃圾制取氢气的***及方法》中，公开了有机垃圾在流化床热解汽化炉中热解产生燃气提取氢气，汽化炉包括固定床汽化炉、流化床汽化炉和气流床汽化炉；公知的，在上述汽化炉中，物料热解后的气体流经高温燃烧区时间短、物料热裂解程度低，排出的气体经过冷凝后产生大量烃油(C5-C25)和生物质焦油(包含木醋酸、木焦油)，而不凝结气相物产率低，不凝结气相物中含有大量非氢气组分的其它气体(如CO、CO2、CH4、C2-C4)，导致有机垃圾原料转化成氢气(H2)的产率低，后工序的PSA***的氢气分离提纯成本高；在CN113913203A《一种有机质垃圾制取氢气的方法》中，公开了在破碎后的有机质垃圾中加入8％的电石渣、白云石和铁块催化剂制成RDF燃料或燃料棒，RDF燃烧棒在回转窑内进行厌氧热解处理，得到重质焦油和混合气体，采用洗涤塔A和洗涤塔B处理燃烧后的尾气，采用CuCL的氨水溶液吸收尾气中的CO使环保达标排放，工艺流程复杂，处理成本高；特别地，回转窑内迭到1000℃高温进行RDF热解，需要窑壁外温度远远1000℃给回转窑外壁加热，高温加热非常容易使旋转设备外壁受热变形损坏，工业化生产困难，能耗高；在回转窑中，电石渣、白云石和铁块等固体催化剂不易与热解的重质焦油气相产物充分接触，不易发生“气相一固相”催化反应，重质焦油很难发生催化分解变成氢气，电石渣、白云石和铁块等固体催化剂不是科学有效的CO变换催化剂，在回转窑的旋转中，流动的气相物与固体催化剂接触时间少，热解产生的一氧化碳与水蒸气很难发生变换反应转化成氢气和二氧化碳；最后的产物含有轻质焦油，轻质焦油(含H元素)没有转化成氢气，导致有机质垃圾制取氢气的转化率降低；特别地，洗涤塔A和洗涤塔B处理后的氢气产物中还含有大量其它的小分子有机物气体成分(如CH4，C2-C5)，导致产物氢气的纯度低，工业化应用性差；在CN206318700 U《垃圾制氢的***》中，公开了垃圾在热解装置内热解，热解产生的高温油气进行冷凝和油水分离，将油水分离后的燃气、轻质油、重质油分别供给至裂解装置中的热解气裂解室和热解油裂解室进行裂解处理制氢；垃圾热解后排出的高温油气经过降温冷凝和油水分离，得到室温的燃气和轻质油、重质油等中间产品，再次将轻质油、重质油等中间产品从室温加热升至高温实施高温热裂解制氢，即从高温降到室温，再从室温到升高温，极大的增加了制氢的能耗成本，工艺流程长，投资大；特别地，存在重质油在高温下裂解严重炭化结焦，堵塞设备管道和堵塞固体催化剂的困扰。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提供改进的一种生活垃圾和/或有机物制取氢气的装置及方法，所述的装置由预处理设备、进料机、热解汽化炉、高温裂解炉、余热蒸汽锅炉、脱硫设备、变换制氢设备、气液分离设备、液体收集设备、气体净化设备、氢气分离提纯设备、加热炉、燃气储存罐、压缩机、氢气储存设备、冷凝器、有机液体或有机气体储罐、输送泵、阀门一和阀门二组成；
其特征在于：利用预处理设备，将生活垃圾和/或有机物中分选出来的可燃物通过输送***与热解汽化炉的进料机进口连接相通，所述的热解气化炉的气相产物出口与阀门三进口连接相通，所述的阀门二出口分别与阀门一的出口和高温裂解炉内的加热裂管进口连接相通，有机液体或有机气体储罐的出料口通过管道与输送泵的进口连接相通，输送泵的出口通过管道与阀门一的进口连接相通；所述的高温裂解炉内的加热裂管出口通过管道一与余热蒸汽锅炉的烟气加热室进口连接相通，所述的余热蒸汽锅炉的烟气加热室出口通过管道与脱硫设备进口连接相通，脱硫设备出口通过管道与变换制氢设备的进料口连接相通，所述的余热蒸汽锅炉的蒸汽出口经过蒸汽管一与所述的管道一连接相通，所述的余热蒸汽锅炉的蒸汽出口经过蒸汽管二与所述的变换制氢设备内变换催化剂的上部连接相通，所述的变换制氢设备属于固定床结构，固体的变换催化剂配置在所述的变换制氢设备中部的筛孔板上，所述的变换制氢设备下部的出料口经过管道与冷凝器的物料进口连接相通，所述的冷凝器的物料出口经过管道与气液分离设备的进口连接相通，所述的气液分离设备上部的气相出口与气体净化设备气体进口用管道二连接相通，所述的气液分离设备底部配置有液体出口经过管道与液体收集设备的进口连接相通；所述的气体净化设备出口与压缩机一进气口通过管道连接相通，所述的压缩机一出气口通过管道与氢气分离提纯设备进口连接相通，所述的氢气分离提纯设备的纯净氢气的出口与压缩机二进口用管道连接相通，所述的压缩机二出口经过氢气管道与氢气储存设备进气口通过管道连接相通，所述的氢气分离提纯设备的其它燃气出口经过燃气管道与燃气储存罐进口连接相通；所述的燃气储存罐出口通过管道与加热炉的燃料进口连接相通；所述的加热炉燃烧后的烟气出口与所述的高温裂解炉的加热室进口用高温耐候材料砌成烟道连接相通；
所述的预处理设备，包括垃圾抓斗机、破袋机、分选机、磁选机和干燥机，属于生活垃圾焚烧发电厂常用的垃圾预处理装置，生活垃圾经过抓斗机上料、破袋、分选除去铁器和泥土，得到有机质垃圾，有机质垃圾经过干燥后得到预处理后的可燃物；
所述的进料机，属于液压往复式进料机、螺旋输送机或公知的垃圾进料机；
所述的有机液体或有机气体储罐，属于石化工业的耐压钢制燃料储罐；
所述的输送泵，属于石化工业使用的防爆气体输送泵或液体输送泵；
所述的热解气化炉，选择如下之一汽化炉，(1)带搅拌装置的立式或卧式无氧热解汽化炉，(2)空气(或氧气)作为气化剂的热解汽化炉；包括固定床汽化炉，流化床汽化炉和气流床汽化炉，优选固定床汽化炉，在固定床汽化炉内，分为干燥区，热解区，燃烧区，还愿区和下部的排炉渣区；垃圾物料进入气化炉后，由于含水量较高首先会进行干燥，干燥的能量来源于燃烧区的放热，之后垃圾物料进入热解区，在热解区开始热解产生气体；燃烧区给整个***提供能量，热解后的炭与喷嘴进的气化剂(空气或氧气)充分混合剧烈燃烧，生成水和二氧化碳，并释放热量；还原区内，水和二氧化碳与热解后的碳发生还原反应，转化为一氧化碳和氢气，从热解气化炉排出的气相产物先经过旋风分离器分离出小颗粒灰、渣或焦油，再进入下一步工序进行处理和利用，无机炉渣从热解气化炉下部排出；
所述的高温裂解炉，属于无氧环境下的高温裂解管式炉，采用间接供热的原理，利用辐射传热和对流传热的加热方式；在隔绝空气条件下，输入到高温裂解炉内的有机物料经高温作用发生碳链断裂或脱氢；所述的高温裂解炉主要结构包括：辐射室、对流室、余热回收降温***、燃烧器和通风***等五部分组成；如鲁姆斯公司的SRT型裂解炉，S.W的USC型裂解炉，凯洛格公司的毫秒立式裂解炉，KTI公司的GK-1型裂解炉和我国的CBL型裂解炉；
所述的加热炉，属于石化工业给高温裂解炉加热的装置，可以采用燃气加热、燃油加热、高温等离子火焰加热；
所述的余热蒸汽锅炉，属于管式蒸汽发生器；
所述的脱硫设备，属于石化工业上的燃气脱硫设备；
所述的变换制氢设备，属于一氧化碳与水蒸气在固定床内的催化剂(即变换催化剂)作用下生成氢气和三氧化碳的设备，如合成氨工业中的一氧化碳变换制氢的设备；
所述的气液分离设备，属于石化工业上使用的气相与液相的分离设备，气体从设备上部排出，液相(如油和水)在设备下部的侧壁管口阀门排出；
所述的液体收集设备，属于石化工业的油水收集、缓存罐；
所述的气体净化设备，属于石化工业的气体净化设备，具有脱硫、脱氯，脱焦油，除尘的功能，包括碱洗塔，用碱液与气体中的酸性物质(如二氧化硫、硫化氢、氯化氢和二氧化碳)发生酸碱中反应除去气体中的酸性物质，用液体洗去气体中的灰尘；
所述的氢气分离提纯设备，选择如下设备之一：①采用单独的膜分离提取氢气设备，②采用单独的PSA变压吸附气体分离提纯氢气设备，③采用先进行PSA设备提取氢气，再将PSA设备提氢气后的尾气进行膜分离设备提取氢气的进一步回收的设备，提高氢气的回收率；④优选地，见图3，本发明采用“液态有机物载体”分离提纯氢气的设备，所述的设备主要由密闭罐体一、降温设备一、加热设备一和气体分散设备一组成；所述的密闭罐体一顶部配置气体出口，所述的密闭罐体一内装有液态有机物载体，将降温设备一和加热设备一配置在密闭罐体一内的液态有机物载体中，气体分散设备一配置在密闭罐体一内的液态有机物载体中，气体分散设备一通过富氢可燃气体管道与压缩机一出口连接相通；
所述的燃气储存罐，属于石化工业用的燃气储罐；
所述的氢气储存设备，选择如下设备之一：①高压气态储存设备，采用压缩机，将上述6氢气分离提纯设备内释放出来的99.99％(wt％)氢气输送到钢瓶中储存备用，②液化储氢设备，③金属氢化物储存设备，④物理吸附储氢设备，⑤优选地，本发明利用“液态有机物载体”储氢的设备，见图4，即用压缩机二，将上述6氢气分离提纯设备内释放出来的99.99％(wt％)氢气通过氢气管道输送到本发明采用的“液态有机物载体”储氢的设备内，进行氢气的吸收储存；所述的“液态有机物载体”储氢的设备，主要由密闭罐体二、降温设备二、加热设备二和气体分散设备二组成；所述的密闭罐体二顶部配置氢气出口，所述的密闭罐体二内装有液态有机物载体；将降温设备二和加热设备二配置在密闭罐体二内的液态有机物载体中，气体分散设备二配置在密闭罐体二中的液态有机物载体内，气体分散设备二通过氢气管道与压缩机二出口连接相通；
所述的管壳式冷凝器；属于石油化工业采用的由管壳式热交换器；
进一步的，所述的装置采用一种生活垃圾和/或有机物制取氢气的方法，包括如下步骤：
(1)预处理：生活垃圾和/或有机物进行人工分拣、破袋、磁选机除铁、过筛或分选除去石块泥沙、挤压脱水或干燥，得到预处理后的可燃物；
(2)热解气化：通过进料机将上述(1)的可燃物装入热解汽化炉内进行热解气化；热解气化选择以下二种方法之一，一种是在隔绝氧气条件下的热解气化，采用公知的催化剂进行热解气化或无催化剂的热解气化，热解气化后得到气相产物和残炭，将热解气化产生的可燃气体引出热解气化炉，排出残炭；另一种是采用空气(或氧气)作为气化剂，利用立式热解汽化炉进行热解汽化，热解气化后得到气相产物和炉渣，将热解气化产生的气相产物引出热解气化炉，炉渣从热解气化炉内排出；
(3)高温裂解：将上述(2)热解气化产生的气相产物引入高温裂解炉内进行1000-1300℃的无氧高温裂解，或是将有机液体、有机气体输送到高温裂解炉内进行1000-1300℃的无氧高温裂解；采用间接供热原理，利用辐射传热和对流传热方式给高温裂解炉加热，通入适量的水蒸气，水蒸气与气相产物直接接触发生水煤气反应，热解气化产生的气相产物经高温裂解发生碳链断裂、脱氢，通过水蒸气的水煤气反应除去高温裂解产生的残炭，得到高温可燃气体，将可燃气体从高温裂解炉引出；
(4)降温与脱硫：将上述(3)排出的高温可燃气体采用余热蒸汽锅炉内的水吸热产生蒸汽进行降温，或采用上述2的气相产物预加热的方式降温，然后进行可燃气体的脱硫处理；
(5)变换制氢：将上述(4)脱硫后可燃气体输送到变换制氢设备内，通入适量水蒸气，在变换催化剂作用下，可燃气体中的一氧化碳与水蒸气发生变换反应生产氢气和二氧化碳，得到富氢可燃气体，将变换反应后产生的富氢可燃气体从变换制氢设备中引出；
(6)富氢燃气的冷凝、分离与净化：将上述(5)变换制氢设备引出的富氢可燃气体经过冷凝器换热至室温后，输送到气液分离设备中进行气液分离，从气液分离设备中排出的富氢可燃气体引入到气体净化设备内进行净化处理除去富氢可燃气体中的二氧化碳，将净化处理后的富氢可燃气体引出气体净化设备，气液分离设备中的液体从气液分离设备下部液体出口排出，收集和处理排出的液体；
(7)氢气提纯：将上述(6)净化后的富氢可燃气体引入氢气分离提纯设备中，选择如下方法之一去分离提纯氢气：①采用膜分离提纯氢气，②采用PSA变压吸附气体分离提纯氢气，⑨采用先进行PSA提取氢气，再将PSA工序后的尾气进行膜分离，提取PAS后尾气中剩余氢气；通过膜分离或PSA分离后，得到99.99％(wt％)纯净氢气和其它可燃气体，将99.99％(wt％)纯净氢气和其它可燃气体分别从氢气分离提纯设备内排出；④优选地，采用选择性吸收储氢的“液态有机物载体”技术分离提纯氢气，见图三，所述的选择性吸收储氢的“液态有机物载体”，属于一种复合型液态有机物载体；将上述6净化后的富氢可燃气体通过压缩机一和富氢燃气管道输入装有液态有机物载体的密闭罐体一内，富氢可燃气体中的氢气被液态有机物载体吸收，并不断的储存在所述的密闭罐体一内，而其它的可燃气体不能被液态有机物载体吸收和储存，不断的从所述的密闭罐体一内排出、输送到燃气储存罐内储存备用；所述的密闭罐体一内配置有降温设备一，利用降温设备一内流动的降温介质(如冷水)给吸收氢气过程中放出的热量进行降温；释放氢，属于吸热反应，利用所述的密闭罐体一内配置的加热设备一内流动的加热介质(如导热油)给释放氢气过程中进行加热，99.99％(wt％)氢气从液态有机物载体内释放，从密闭罐体一内释放排出；
(8)氢气储存：选择如下三种之一方法储氢：①采用压缩机，将上述(7)氢气分离提纯设备内释放出来的氢气输送到钢瓶中储存备用；②采用“液态有机物载体”储存氢气；用压缩机二，将上述(7)氢气分离提纯设备内释放出来的99.99％(wt％)氢气输送到装有“液态有机物载体”的密闭罐体二内进行吸收储存，氢气吸收储存属于放热反应，降温有利于氢气的吸收存储；利用密闭罐体二内降温设备二内流动的降温介质给吸收氢气过程中放出的热量进行降温；释放氢，利用所述的密闭罐体二内配置的加热设备二给“液态有机物载体”加热，使吸附储存在“液态有机物载体”中的氢气溢出，氢气从密闭罐体二的氢气出口释放出来，收集和利用释放出的氢气；
在上述(7)氢气提纯和(8)氢气储存的二个步骤中，氢气提纯和氢气储存的技术原理是：借助氢气能够被选择的“液态有机物载体”吸收储存，而其它的燃气不能被选择的“液态有机物载体”吸收储存的原理，当氢气与其它气体同时进入被选择的“液态有机物载体”中后，氢气被选择的“液态有机物载体”吸收储存，而其它气体不能被吸收，从选择性的“液态有机物载体”内溢出，使氢气与其它气体进行分离；特别地，选择的“液态有机物载体”对氢气的吸收储存与氢气的释放是一对可逆反应；吸收储氢是放热过程，低温有利于吸收储氢，吸收储氢时产生的热量通过“液态有机物载体”内的降温设备将热量移走；释放氢是吸热过程，是通过吸热催化脱氢反应进行的，给“液态有机物载体”间接加热有利于释放氢；释放氢时，通过所述的密闭罐体一内配置的加热设备一给液态有机物载体间接加热，液态有机物载体被加热之后，将99.99％(wt％)纯净氢气从氢气分离提纯设备内释放出来；
本发明采用的选择性吸收储氢的“液态有机物载体”，属于复合型液态有机物载体，所述的复合型液态有机物载体：由石油醚(沸程90-120℃)占30％(wt％)，其质量储氢密度是9.4％(wt％)，戊醇占70％(wt％)，其质量储氢密度是6.8％(wt％)，将上述重量比例的石油醚与戊醇混合均匀制成所述的复合液态有机物载体，所述的复合型液态有机物载体的质量储氢密度达到12.5％(wt％)，产生了质量储氢密度(wt％)增加的共效应，质量储氢密度得到提高；
所述的生活垃圾和/或有机物，包括：厨余垃圾、农林牧有机废弃物、工业有机废弃物、秸秆、甲醇、甲烷、燃油、煤焦油、污泥、采油厂油泥、油砂、皂角、动植物油脂和填埋场有机垃圾；
通常的，生活垃圾中含由碳(C)和氢(H)二元素组成的废塑料、废橡胶、尼龙、皮革、有机高分子合成材料.....等烃类废弃物，也包含由碳(C)、氢(H)、氧(O)三元素组成的秸秆、农林牧有机废弃物(即枝、叶、草、根)、纸屑、绳子、棉布、木屑、畜禽毛、皂角、废弃油脂、厨余垃圾、动物粪便...等生物质废弃物；有机物制氢的原料还包含：甲醇、甲烷、汽油、柴油、重油、开采的石油其它烃类物质；
在上述生活垃圾和/或有机物的热解气化中，烃类物质(如废塑料、废橡胶、燃油、油砂、采油厂油泥)进行干馏或热解气化，热解气化后得到小分子烃类气相产物和残炭：废塑料(PP、PE、PS、PVC)和废橡胶(NR、SR、SBR、CR、NBR、EPM)等烃类物质在隔绝空气下热解：
N[C+H2+CH4+C2H4+C2H6+C3H6+C3H8+C4H10+.......C30H62]，其中，C是隔绝空气热解气化后的固体残炭产物，CH4-C5H12是不凝结可燃性气体，C6H14-C9H20为汽油组分，C10H14-C8H18为煤油组分，C11H24-C20H42为柴油油组分，C21H44-C30H62为重油组分；
在上述生活垃圾和/或有机物的热解气化中，生物质(如枝、叶、草、根、纸屑、绳子、棉布、木屑、动物粪便、畜禽毛、动植物油脂、厨余垃圾)进行热解气化，热解气化后得到木煤气(包括CH4、CO、CO2、H2、C2H6、C2H4)、木焦油组分和木醋酸组分的气相产物和残炭：
烃类物质和生物质热解气化后的气相产物(包含：CH4、CO、CO2、H2、C2H6、C2H4、木煤气、木焦油组分、木醋酸组分和C2H6-C30H62烃类气体)直接输送到高温裂解炉内进行1000-1300℃下的无氧高温裂解，或将液态有机物(如甲醇、汽油、柴油、重油、燃油、开采的石油其它液态烃类物质)和气态有机物(如甲烷)输入到高温裂解炉内进行1000-1300℃下的无氧高温裂解，通入适量水蒸气，采用间接供热的辐射传热和对流传热，发生碳链断裂和产氢反应：
高温裂解中产生残炭，残炭与水蒸气发生水煤气反应制取氢气，同时的也消除了高温裂解中残炭对设备管道造成的阻塞，残炭转化成氢气，提高了氢气的产率；
通过变换反应提高氢气的转化率，将水蒸气通入含有一氧化碳(CO)的高温裂解后的气相产物中，通过变换制氢反应，将高温裂解中产生的CO与H2O(g)在变换催化剂作用下发生变换反应生成氢气(H2)和二氧化碳(CO2)：
CO+H2O(g)＝H2+CO2
上述变换反应中产生的二氧化碳，在上述6的气体净化设备中除去：
2NaOH+CO2＝H2O+Na2CO3
本发明将垃圾热解气化后的气相产物直接输送到高温裂解炉内进行1000-1300℃高温无氧热裂解，将大分子烃类气相产物、木焦油和木醋酸气相产物直接裂解成氢气和残炭，通入水蒸气，将残炭与水蒸气接触发生水煤气反应生成富氢的不含生物质焦油和木醋酸的可燃气体，提高了氢气的转化率，遏制和克服了高温裂解产生的残炭对设备管道的阻塞，这是本发明创造性特征之一；
本发明采用选择性吸收储氢的“液态有机物载体”去吸收储存氢气和释放氢气的技术，是一种低成本的分离出99.99％高纯度氢气的技术；利用有机氢化物在升高温度、改变压力与催化剂反应下，进行加氢/脱氢反应，常温和常压下也是液态，储运体积和重量要比一般的高压储氢与金属储氢罐还要有优势，且储氢剂(即液态有机物载体)成本低也能多次循环使用，有助于大量储存和长距离运输，而且这种方式中储氢设备不会有氢气逸出，安全性大大提高，常压下提纯分离氢气和储层氢气，提纯后的氢气纯度在99.99％(wt％)以上；本发明采用复合型液态有机物载体技术提纯氢气和储存氢气，其质量储氢率达到12.5％(wt％)，提高了氢气的重量储存密度，这是本发明创造性特征之二；
本发明的有益效果是：
1.生活垃圾中的固体可燃物经过热解气化后的气相产物直接输送到高温裂解炉内，或将有机物(如甲醇、甲烷、燃油和废弃油脂)输送到高温裂解炉内，在水蒸气作用下发生1000-1300℃高温裂解，高温裂解将有机物质(如木焦油、木醋酸、甲醇、甲烷、燃油和废弃油脂)直接裂解成氢气和残炭，氢气转化率高，无焦油阻塞设备，工艺流程短，运行成本低、热利用率高，具备好的推广应用前景；
2.高温裂解中通入水蒸气，水蒸气与高温裂解中产生的残炭发生水煤气反应生成氢气，提高了氢气的转化率，遏制和克服了高温裂解产生的残炭对设备管道的阻塞；
3.采用本发明复合型液态有机物载体技术提纯氢气和储存氢气，是一种低成本常压下的氢气提纯，特别地，本发明复合型液态有机物载体的储氢重量密度达到12.5％(Wt％)，储氢重量密度大，提纯后的氢气纯度在99.99％(wt％)以上，储氢的罐体可大可小，储氢罐体可以方便的配置在运输车辆上使用，常压操作，安全可靠，本发明具备创造性、新颖性和先进的工业实用性。
附图说明
图1是本发明工艺流程简图；
图2是实施本发明方法的装置结构示意图；
图3本发明“液态有机物载体”分离提纯氢气的设备结构示意图；
图4本发明“液态有机物载体”储氢的设备结构示意图；
在图1、图2、图3和图4中，1-预处理设备，2-进料机，3-热解汽化炉，4-高温裂解炉，5-余热蒸汽锅炉，6-变换制氢设备，7-变换催化剂，8-气液分离设备，9-气体分散设备二，10-气体净化设备，11-氢气分离提纯设备，12-加热炉，13-燃气储存罐，14-氢气储存设备，15-蒸汽管一，16-蒸汽管二，17-冷凝器，18-液体收集设备，19-加热裂管，20-脱硫设备，21-管道一，22-压缩机一，23-燃气管道，24-其它燃气出口，25-气体分散设备一，26-液态有机物载体一，27-降温设备一，28-富氢燃气管道，29-加热设备一，30-密闭罐体一，31-密闭罐体二，32-压缩机二，33-氢气出口，34-氢气管道，35-管道二，36-降温设备二，37-加热设备二，38-有机液体或有机气体储罐，39-输送泵，40-阀门一，41-阀门二；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步的说明，但实施例不受其限制。
如图1、图2、图3和图4所示，一种生活垃圾和/或有机物制取氢气的装置，该装置主要由预处理设备(1)，进料机(2)，热解汽化炉(3)，高温裂解炉(4)，余热蒸汽锅炉(5)，脱硫设备(20)，变换制氢设备(6)，气液分离设备(8)，轻质油储罐(9)，气体净化设备(10)，氢气分离提纯设备(11)，加热炉(12)，燃气储存罐(13)，压缩机一(22)、压缩机二(32)、氢气储存设备(14)、冷凝器(17)、有机液体或有机气体的储罐(38)、输送泵(39)、阀门一(40)和阀门二(41)组成；
利用预处理设备(1)，将生活垃圾和/或有机物中分选出来的可燃物通过输送***与热解汽化炉(2)的进料机(2)进口连接相通，热解气化炉(2)的气相产物出口与阀门二(41)进口连接相通，有机液体或有机气体储罐(38)的出料口通过管道与输送泵(39)的进口连接相通，输送泵(39)的出口通过管道与阀门一(40)的进口连接相通，阀门一(40)出口和阀门二(41)的出口分别经过管道一(21)与高温裂解炉(4)内的加热裂管(19)进口连接相通，高温裂解炉(4)内的加热裂管(19)出口通过管道与余热蒸汽锅炉(5)烟气加热室进口连接相通，余热蒸汽锅炉(5)的烟气加热室出口通过管道与脱硫设备(20)进口连接相通，脱硫设备(20)出口通过管道与变换制氢设备(6)的进料口连接相通，余热蒸汽锅炉(5)的蒸汽出口经过蒸汽管一(15)与管道一(21)连接相通，余热蒸汽锅炉(5)的蒸汽出口经过蒸汽管二(16)与变换制氢设备(6)内变换催化剂(7)的上部连接相通，变换制氢设备(6)属于固定床结构，固体的变换催化剂(7)配置在变换制氢设备(6)中部的筛孔板上，变换制氢设备(6)下部的出料口经过管道与冷凝器(17)的物料进口连接相通，冷凝器(17)的物料出口经过管道与气液分离设备(8)的进口连接相通，气液分离设备(8)上部的气相出口与气体净化设备(10)气体进口用管道二(35)连接相通，气液分离设备(8)底部配置有液体出口经过管道与液体收集设备(18)的进口连接相通；气体净化设备(10)出口与压缩机一(22)进气口通过管道连接相通，压缩机一(22)出气口通过管道与氢气分离提纯设备(11)进口连接相通，氢气分离提纯设备(11)的纯净氢气的出口与压缩机二(32)进口用管道连接相通，压缩机二(32)出口经过氢气管道(34)与氢气储存设备(14)进气口通过管道连接相通，氢气分离提纯设备(11)的其它燃气出口经过燃气管道(23)与燃气储存罐(13)进口连接相通；燃气储存罐(13)出口通过管道与加热炉(12)的燃料进口连接相通；加热炉(12)燃烧后的烟气出口与高温裂解炉(4)的加热室进口用高温耐候材料砌成烟道连接相通；
所述的预处理设备(1)，包括垃圾抓斗机、破袋机、分选机、磁选机和干燥机，生活垃圾和/或有机物进行人工分选、抓斗机上料、破袋、分选除去铁器和泥土，得到有机质垃圾，有机质垃圾经过干燥后得到预处理后的垃圾物料；
所述的进料机(2)，属于液压往复式进料机、螺旋输送机或其它垃圾进料机；
所述的热解气化炉(3)，属于无氧的热解汽化炉，或用空气(氧气)作为气化剂的立式热解汽化炉；采用空气(氧气)作为气化剂的立式热解汽化炉，包括固定床汽化炉，流化床汽化炉和气流床汽化炉，优选固定床汽化炉，在固定床汽化炉内分为干燥区，热解区，燃烧区，还愿区和下部的排炉渣区；垃圾物料进入气化炉后先进行干燥，之后进入热解区产生气相产物，燃烧区给整个***提供能量，热解后的残炭与喷嘴进的气化剂(空气、氧气)充分混合剧烈燃烧生成水、三氧化碳等，并释放热量；从汽化炉排出的气相产物先经过旋风分离器分离出小颗粒灰、渣或焦油，再进入下一步高温裂解炉进行裂解，无机炉渣从汽化炉下部排出；
所述的高温裂解炉(4)，属于无氧环境下的高温裂解管式炉，采用间接供热原理，利用辐射传热和对流传热的加热方式给加热裂管(19)内的物料加热；在隔绝空气条件下，物料经高温作用发生碳链断裂或脱氢；主要结构包括：辐射室、对流室、余热回收***、燃烧器和通风***等五部分组成；
所述的加热炉(12)，属于石化工业给高温裂解炉加热的装置，可以采用燃气加热、燃油加热、高温等离子火焰加热；
所述的余热蒸汽锅炉(5)，属于管式蒸汽发生器；
所述的脱硫设备(20)，属于石化工业上的燃气脱硫设备；
所述的变换制氢设备(6)，属于一氧化碳与水蒸气在固定床内变换催化剂(7)作用下生成氢气和二氧化碳的设备，如合成氨工业中的一氧化碳变换制氢的设备；
所述的气液分离设备(8)，属于石化工业上使用的气相与液相的分离设备，气体从设备上部排出，液相(如油和水)在设备下部的侧壁管口阀门排出；
所述的液体收集设备(18)，属于石化工业的油水收集、缓存罐；
所述的气体净化设备(10)，属于石化工业的气体净化设备，具有脱硫、脱氯，脱焦油，除尘的功能，包括碱洗塔，用碱液与气体中的酸性物质(如二氧化硫、硫化氢、氯化氢和二氧化碳)发生酸碱中反应除去气体中的酸性物质，用液体洗去气体中的灰尘；
所述的燃气储存罐(13)，属于石化工业用的燃气储罐；
所述的氢气分离提纯设备(11)，选择如下设备之一：①采用单独的膜分离提取氢气设备，②采用单独的PSA变压吸附气体分离提纯氢气设备，③采用先进行PSA设备提取氢气，再将PSA设备提氢气后的尾气进行膜分离设备提取氢气的进一步回收的设备，提高氢气的回收率；④忧选地，见图3，本发明采用“液态有机物载体”分离提纯氢气的设备，所述的设备主要由密闭罐体一(30)、降温设备一(27)、加热设备一(29)和气体分散设备一(25)组成；密闭罐体一(30)顶部配置气体出口(24)，密闭罐体一(30)内装有液态有机物载体(26)，将降温设备一(27)和加热设备一(29)配置在密闭罐体一(30)内的液态有机物载体(26)中，气体分散设备一(25)配置在密闭罐体一(30)内的液态有机物载体(26)中，气体分散设备一(25)通过富氢可燃气体管道(29)与压缩机一(22)出口连接相通；
所述的氢气储存设备(14)，选择如下设备之一：①高压气态储存设备，采用压缩机，将上述6氢气分离提纯设备内释放出来的99.99％(wt％)氢气输送到钢瓶中储存备用，②液化储氢设备，③金属氢化物储存设备，④物理吸附储氢设备，⑤优选地，本发明利用“液态有机物载体”储氢的设备，见图4，即用压缩机二(32)，将上述6氢气分离提纯设备(11)内释放出来的99.99％(wt％)氢气通过氢气管道(34)输送到本发明的“液态有机物载体(26)”内进行氢气的吸收储存；所述的“液态有机物载体”氢气储存设备，主要由密闭罐体二(31)、降温设备二(36)、加热设备二(37)和气体分散设备二(9)组成；密闭罐体二(31)顶部配置氢气出口(33)，密闭罐体二(31)内装有液态有机物载体(26)；将降温设备二(36)和加热设备二(37)配置在密闭罐体二(31)内的液态有机物载体(26)中，气体分散设备二(9)配置在密闭罐体二(31)中的液态有机物载体(26)内，气体分散设备二(9)通过氢气管道(34)与压缩机二(32)出口连接相通；
利用所述的装置实施一种生活垃圾和/或有机物制取氢气的方法技术原理如下：
(1)生活垃圾和/或有机物的热解气化是利用有机物的热不稳定性在无氧或有氧的条件下利用热能使化合物的化合键断裂由大分子量的有机物转化成小分子量的可燃气体、液体、燃料和残炭的过程；
(2)高温裂解是将热解气化后的气相产物，或有机液体在1000-1300℃高温下深度的热裂解成氢气(H2)和炭(C)的过程，裂解中产生残炭以及热解气化中产生的残炭，与高温水蒸气接触发生水煤气反应生成氢气和二氧化碳，提高了氢气的转化率，遏制和克服了高温裂解产生的残炭对设备管道的阻塞；
(3)变换制氢是将热解气化和高温裂解后气相产物中的一氧化碳进行变换制氢处理，在变换催化剂作用下，高温水蒸气与一氧化碳发生变换反应生成氢气和二氧化碳；提高了垃圾制氢的氢气转化率；
(4)氢气分离提纯，采用如下方法：①采用膜分离技术、②采用PSA变压吸附气体分离提纯氢气技术，③采用先进行PSA提取氢气，再将PSA工序后的尾气进行膜分离，提取PAS后尾气中剩余氢气，通过膜分离或PSA分离后，得到99.99％(wt％)纯净氢气和其它可燃气体；④采用“液态有机物载体”提纯氢气技术，其原理是：借助氢气能够被选择的“液态有机物载体”吸收储存，而其它的燃气不能被选择的“液态有机物载体”吸收储存的原理，当氢气与其它气体同时进入被选择的“液态有机物载体”中后，氢气被选择的“液态有机物载体”吸收储存，而其它气体不能被吸收，从选择性的“液态有机物载体”内溢出，使氢气与其它气体进行分离；借助于选择性吸附氢气的“液态有机物载体”与氢气是一对可逆反应实现吸收氢和释放氢，吸收氢是放热过程，释放氢是吸热过程，液态有机物载体被加热之后，将99.99％(wt％)纯净氢气从氢气分离提纯装置内释放出来；
(5)氢气储存：①采用氢气压缩设备，将氢气分离提纯设备内释放出来的氢气输送到钢瓶中储存备用，②采用压缩机二，将氢气输送到装载有“液态有机物载体”的密闭罐体二内进行储存，借助氢气能够被选择的“液态有机物载体”吸收储存，而其它的燃气不能被选择的“液态有机物载体”吸收储存的原理，当氢气与其它气体同时进入被选择的“液态有机物载体”中后，氢气被选择的“液态有机物载体”吸收储存；本发明液态有机物载体吸收储氢是通过放热催化氢化反应进行的，而释放氢是通过吸热催化脱氢反应进行的，给所述的密闭罐体二内的液态有机物载体加热时，99.99％(wt％)以上纯度的氢气被释放出来进行利用，收集和利用释放出的氢气；
实施例一 生活垃圾制取氢气
用生活垃圾为原料制取氢气，见附图1、图2、图3和图4，包括如下步骤：
1.预处理：生活垃圾进行人工分拣，然后输送到预处理设备(1)内进行破袋、磁选机除铁、过筛或分选除去石块泥沙、挤压脱水或干燥，得到预处理后的可燃物；
2.热解气化：利用进料机(2)将上述1的可燃物装入采用空气作为气化剂的立式热解汽化炉进行热解汽化，可燃物在立式热解汽化炉内经过干燥区、热解区、燃烧区和还原区，燃烧区给整个***提供能量，热解后的残炭与喷进的气化剂(空气)充分混合发生剧烈燃烧生成水、二氧化碳等，并释放热量，热解气化产生的炉渣从炉底部排出热解汽化炉，热解区产生的气相产物排出热解汽化炉，先经过旋风分离器分离出小颗粒灰、渣或焦油，再进入下一步高温裂解炉进行裂解；
3.高温裂解：关闭阀门一(40)，打开闸阀二(41)，将上述2热解气化产生的气相产物通过管道一(21)引入高温裂解炉(4)内进行无氧高温裂解，利用加热炉(12)内燃气的燃烧给高温裂解炉(4)内加热裂管(19)加热，使加热裂管(19)内流动的气相产物达到1100-1300℃发生气相产物深度裂解，燃气储存罐(13)储存的燃气给加热炉(12)供应燃料；将余热蒸汽锅炉(5)产生的水蒸汽通过蒸汽管道一(15)输送到管道一(21)中，水蒸汽与热解气化炉(3)排出的气相产物在管道一(21)内进行接触混合均匀后进入到高温裂解炉(4)内的加热裂管(19)中；采用间接供热原理的辐射传热和对流传热，气相产物经高温和水蒸气双重作用下发生碳链断裂、脱氢，除去残炭，得到高温可燃气体，采用余热蒸汽锅炉(5)内的水吸热产蒸汽降温、采用将气相产物预先加热升温或采用冷水降温，将高温可燃气体温度降低到180-500℃，将降温后的可燃气体从高温裂解炉(4)引出；
4.脱硫：将上述3降温到180-500℃的可燃气体输送到脱硫设备(20)内，在催化剂作用下进行脱硫，将脱硫后的可燃气体从脱硫设备(20)内排出；
5.变换反应制氢：将上述4.脱硫后排出的可燃气体输送到变换制氢设备(6)内，将余热蒸汽锅炉(5)产生的水蒸汽通过蒸汽管道二(16)输送到变换制氢设备(6)内，水蒸汽与脱硫设备(20)排出的可燃气体在变换制氢设备(6)内进行接触混合，在变换催化剂(7)作用下，气相产物中的一氧化碳与水蒸气发生变换反应生产氢气和二氧化碳，得到富氢可燃气体，将变换反应后产生的富氢可燃气体从变换制氢设备(6)中引出；
6.富氢燃气的冷凝、分离与净化：将上述5.变换制氢设备(6)引出的富氢可燃气体经过冷凝器(17)换热至室温后，输送到气液分离设备(8)中进行气体与液体分离，从气液分离设备(8)中排出的富氢可燃气体引入到气体净化设备(10)内进行净化处理，采用氢氧化钠溶液吸收富氢可燃气体中的酸性气体(如硫化氢、氯化氢、二氧化碳)和尘埃，将净化处理后的富氢可燃气体引出气液分离设备(8)，气液分离设备(8)中液体从气油液离设备(8)底部出口排出，进入液体收集设备(18)内进行收集、处理和利用；
7.氢气提纯：将上述6.净化后的富氢可燃气体引入氢气分离提纯设备(11)中，采用选择性吸收储氢的“液态有机物载体”技术去分离提纯氢气，见图3，包括如下二个步骤：
(一)液态有机物载体吸收氢气：通过压缩机一(22)、富氢燃气管道(28)和气体分散设备一(25)将上述6.净化后的富氢可燃气体输入装有本发明液态有机物载体(26)的密闭罐体一(30)内，富氢可燃气体中的氢气被液态有机物载体(26)吸收，并不断的被吸附储存在的密闭罐体一(30)内的液态有机物载体(26)中，而其它的可燃气体不能被液态有机物载体(26)吸收，不断的从密闭罐体一(30)上方的其它燃气出口(24)排出输送到燃气储存罐(13)内储存备用，或将燃气储存罐(13)内的燃气输送到加热炉(12)中焚烧给高温裂解炉(4)供热；氢气被液态有机物载体(26)吸收属于放热反应，利用密闭罐体一(30)内的降温设备一(27)移走放热反应产生的热量，使氢气与其它可燃气体进行分离；
(二)液态有机物载体释放氢气：释放氢时，通过密闭容器一(30)内配置的加热设备一(29)给液态有机物载体(26)间接加热，液态有机物载体(26)被加热之后，将99.99％(wt％)纯净氢气从氢气分离提纯设备(11)内释放出来；
7.氢气储存：采用压缩机二(22)，将上述7.氢气分离提纯设备(11)内释放出来的99.99％(wt％)氢气输送到装载有液态有机物载体(26)的密闭罐体二(31)内进行储存，如图4所示，采用选择性吸收储氢的“液态有机物载体”技术去储存氢气和释放氢气，包括如下二个步骤：
(一)液态有机物载体(26)吸收储存氢气：通过压缩机二(32)、氢气管道(34)和气体分散设备二(38)将上述7.提纯的氢气通过压缩机二(32)输入装有本发明液态有机物载体(26)的密闭罐体二(31)内，氢气被液态有机物载体(26)吸收，并不断的被吸收储存在的密闭罐体二(31)内的液态有机物载体(26)中，氢气的吸收属于放热反应，降低液态有机物载体(26)的温度有利于氢气的吸收储存，利用密闭罐体二(31)内的降温设备(36)移走放热反应产生的热量；
(二)液态有机物载体释放氢气：释放氢时，通过密闭容器二(31)内配置的加热设备二(37吗)给液态有机物载体(26)间接加热，液态有机物载体(26)被加热之后，将99.99％(wt％)纯净氢气从密闭容器二(31)顶部的氢气出口(33)释放出来，收集和利用释放出来的氢气；
实施例二 甲醇制取氢气
利用甲醇为原料制取氢气，参见附图1、图2、图3和图4，包括如下步骤：
1.高温裂解：关闭阀门二(41)，打开阀门一(40)，利用输送泵(39)将储存在有机液体或有机气体储罐(38)内的甲醇输送到高温裂解炉(4)内进行无氧高温裂解，利用加热炉(12)内燃气的燃烧给高温裂解炉(4)内加热裂管(19)加热，使加热裂管(19)内流动的气相产物达到1100-1300℃发生气相产物深度裂解，燃气储存罐(13)储存的燃气给加热炉(12)供应燃料；将余热蒸汽锅炉(5)产生的水蒸汽通过蒸汽管道一(15)输送到管道一(21)中，水蒸汽与热解气化炉(3)排出的气相产物在管道一(21)内进行接触混合均匀后进入到高温裂解炉(4)内的加热裂管(19)中；采用间接供热原理的辐射传热和对流传热，气相产物经高温和水蒸气双重作用下发生碳链断裂、脱氢，除去残炭，得到高温可燃气体，采用余热蒸汽锅炉(5)内的水吸热产蒸汽降温、采用将气相产物预先加热升温或采用冷水降温，将高温可燃气体温度降低到180-500℃，将降温后的可燃气体从高温裂解炉(4)引出；
按照实施例一同样的步骤，将高温裂解炉(4)引出的可燃气体依次地进行脱硫、变换反应制氢、富氢燃气的冷凝分离与净化、氢气提纯和氢气储存，将99.99％(wt％)纯净氢气从密闭容器二(31)顶部的氢气出口(33)释放出来，收集和利用释放出来的氢气。
实施例三 甲烷(天然气)制取氢气
利用甲烷(天然气)为原料制取氢气，参见附图1、图2、图3和图4，包括如下步骤：
1.高温裂解：关闭阀门二(41)，打开阀门一(40)，利用输送泵(39)将储存在有机液体或有机气体储罐(38)内的天然气(甲烷)输送到高温裂解炉(4)内进行无氧高温裂解，利用加热炉(12)内燃气的燃烧给高温裂解炉(4)内加热裂管(19)加热，使加热裂管(19)内流动的气相产物达到1100-1300℃发生气相产物深度裂解，燃气储存罐(13)储存的燃气给加热炉(12)供应燃料；将余热蒸汽锅炉(5)产生的水蒸汽通过蒸汽管道一(15)输送到管道一(21)中，水蒸汽与热解气化炉(3)排出的气相产物在管道一(21)内进行接触混合均匀后进入到高温裂解炉(4)内的加热裂管(19)中；采用间接供热原理的辐射传热和对流传热，气相产物经高温和水蒸气双重作用下发生碳链断裂、脱氢，除去残炭，得到高温可燃气体，采用余热蒸汽锅炉(5)内的水吸热产蒸汽降温、采用将气相产物预先加热升温或采用冷水降温，将高温可燃气体温度降低到180-500℃，将降温后的可燃气体从高温裂解炉(4)引出；
按照实施例一同样的步骤，将高温裂解炉(4)引出的可燃气体依次地进行脱硫、变换反应制氢、富氢燃气的冷凝分离与净化、氢气提纯和氢气储存，将99.99％(wt％)纯净氢气从密闭容器二(31)顶部的氢气出口(33)释放出来，收集和利用释放出来的氢气。
实施例四 废塑料和废轮胎制取氢气
利用废塑料、废轮胎为原料制取氢气，参见附图1、图2、图3和图4，包括如下步骤：
1.预处理：废塑料50％(wt％)和废轮胎50％(wt％)进行破碎到5-10公分尺寸，磁选机除铁，得到预处理后的可燃物料；
2.热解气化：打开阀门二(41)，关闭阀门一(40)，通过进料机(2)将上述1的可燃物料装入隔绝氧气的热解汽化炉(3)内，采用加热炉(12)内燃气燃烧给热解汽化炉(3)外壁进行高温烟气的间接加热，热解汽化炉(3)内可燃物料的热解温度控制在350-500℃，可燃物料受热后发生热分解反应，得到气相产物和残炭，将气相产物引出热解气化炉(3)，残炭从热解气化炉(3)内排出；
3.高温裂解：打开阀门二(41)，关闭阀门一(40)，将上述2.热解气化炉(3)排出的气相产物输送到高温裂解炉(4)内进行无氧高温裂解，利用加热炉(12)内燃气的燃烧给高温裂解炉(4)内加热裂管(19)加热，使加热裂管(19)内流动的气相产物达到1100-1300℃发生气相产物深度裂解，燃气储存罐(13)储存的燃气给加热炉(12)供应燃料；将余热蒸汽锅炉(5)产生的水蒸汽通过蒸汽管道一(15)输送到管道一(21)中，水蒸汽与热解气化炉(3)排出的气相产物在管道一(21)内进行接触混合均匀后进入到高温裂解炉(4)内的加热裂管(19)中；采用间接供热原理的辐射传热和对流传热，气相产物经高温和水蒸气双重作用下发生碳链断裂、脱氢，除去残炭，得到高温可燃气体，采用余热蒸汽锅炉(5)内的水吸热产蒸汽降温、采用将气相产物预先加热升温或采用冷水降温，将高温可燃气体温度降低到180-500℃，将降温后的可燃气体从高温裂解炉(4)引出；
按照实施例一同样的步骤，将高温裂解炉(4)引出的可燃气体依次地进行脱硫、变换反应制氢、富氢燃气的冷凝分离与净化、氢气提纯和氢气储存，将99.99％(wt％)纯净氢气从密闭容器二(31)顶部的氢气出口(33)释放出来，收集和利用释放出来的氢气。
实施例五 秸秆、农林废弃物制取氢气
利用秸秆、农林废弃物为原料制取氢气，参见附图1、图2、图3和图4，包括如下步骤：
1.预处理：秸秆40％(wt％)、园林废弃树枝25％(wt％)和树叶35％(wt％)进行破碎成5-10公分尺寸，经过干燥，得到预处理后的可燃物料；
2.热解气化：利用进料机(2)将上述1的可燃物装入采用空气作为气化剂的立式热解汽化炉进行热解汽化，可燃物在立式热解汽化炉内经过干燥区、热解区、燃烧区和还原区，燃烧区给整个***提供能量，热解后的残炭与喷进的气化剂(空气)充分混合发生剧烈燃烧生成水、三氧化碳等，并释放热量，热解气化产生的炉渣从炉底部排出热解汽化炉，热解区产生的气相产物排出热解汽化炉，先经过旋风分离器分离出小颗粒灰、渣或焦油，再进入下一步高温裂解炉进行裂解；
按照实施例一同样的步骤，将上述2.热解气化排出的气相产物依次地进行高温裂解、脱硫、变换反应制氢、富氢燃气的冷凝分离与净化的处理，将净化处理后排出的富氢燃气进行PSA变压吸附气体分离提纯氢气，得到99.99％(wt％)纯净氢气，采用压缩机将99.99％(wt％)纯净氢气压缩到钢瓶中储存备用。
实施例六 污泥制取氢气
利用污泥为原料制取氢气，参见附图1、图2、图3和图4，包括如下步骤：
1.热解气化：打开阀门二(41)，关闭阀门一(40)，通过螺旋输送机(2)将将含水83％(wt％)污泥送入隔绝氧气带搅拌机的卧式热解汽化炉(3)内，采用加热炉(12)内燃气燃烧给热解汽化炉(3)外壁进行高温烟气的间接加热，热解汽化炉(3)内污泥的热解温度控制在350-500℃，污泥在搅拌机作用和受热后发生热分解反应，得到燃气产物和炭灰渣，将燃气产物引出热解气化炉(3)，残灰炭从热解气化炉(3)内排出；
2.高温裂解：打开阀门二(41)，关闭阀门一(40)，将上述1.热解气化炉(3)排出的燃气产物输送到高温裂解炉(4)内进行无氧高温裂解；按照实施例一同样的步骤，将进入高温裂解炉(4)内的燃气产物依次地进行脱硫、变换反应制氢、富氢燃气的冷凝分离与净化、氢气提纯和氢气储存，将99.99％(wt％)纯净氢气从密闭容器二(31)顶部的氢气出口(33)释放出来，收集和利用释放出来的氢气。

Claims (4)

1.一种生活垃圾和/或有机物制取氢气的装置，所述的装置由预处理设备、进料机、热解汽化炉、高温裂解炉、余热蒸汽锅炉、脱硫设备、变换制氢设备、气液分离设备、液体收集设备、气体净化设备、氢气分离提纯设备、加热炉、燃气储存罐、压缩机、氢气储存设备、冷凝器、有机液体或有机气体储罐、输送泵、阀门一和阀门二组成；其特征在于：利用预处理设备，将生活垃圾和/或有机物中分选出来的可燃物通过输送***与热解汽化炉的进料机进口连接相通，所述的热解气化炉的气相产物出口与阀门二进口连接相通，所述的阀门二出口分别与阀门一的出口和高温裂解炉内的加热裂管进口连接相通，有机液体或有机气体储罐的出料口通过管道与输送泵的进口连接相通，输送泵的出口通过管道与阀门一的进口连接相通；所述的高温裂解炉内的加热裂管出口通过管道一与余热蒸汽锅炉的烟气加热室进口连接相通，所述的余热蒸汽锅炉的烟气加热室出口通过管道与脱硫设备进口连接相通，脱硫设备出口通过管道与变换制氢设备的进料口连接相通，所述的余热蒸汽锅炉的蒸汽出口经过蒸汽管一与所述的管道一连接相通，所述的余热蒸汽锅炉的蒸汽出口经过蒸汽管二与所述的变换制氢设备内变换催化剂的上部连接相通，所述的变换制氢设备属于固定床结构，固体的变换催化剂配置在所述的变换制氢设备中部的筛孔板上，所述的变换制氢设备下部的出料口经过管道与冷凝器的物料进口连接相通，所述的冷凝器的物料出口经过管道与气液分离设备的进口连接相通，所述的气液分离设备上部的气相出口与气体净化设备气体进口用管道二连接相通，所述的气液分离设备底部配置有液体出口经过管道与液体收集设备的进口连接相通；所述的气体净化设备出口与压缩机一进气口通过管道连接相通，所述的压缩机一出气口通过管道与氢气分离提纯设备进口连接相通，所述的氢气分离提纯设备的纯净氢气的出口与压缩机二进口用管道连接相通，所述的压缩机二出口经过氢气管道与氢气储存设备进气口通过管道连接相通，所述的氢气分离提纯设备的其它燃气出口经过燃气管道与燃气储存罐进口连接相通；所述的燃气储存罐出口通过管道与加热炉的燃料进口连接相通；所述的加热炉燃烧后的烟气出口与所述的高温裂解炉的加热室进口用高温耐候材料砌成烟道连接相通；
所述的预处理设备，包括垃圾抓斗机、破袋机、分选机、磁选机和干燥机，属于生活垃圾焚烧发电厂常用的垃圾预处理装置，生活垃圾经过抓斗机上料、破袋、分选除去铁器和泥土，得到有机质垃圾，有机质垃圾经过干燥后得到预处理后的可燃物；
所述的进料机，属于液压往复式进料机、螺旋输送机或垃圾进料机；
所述的有机液体或有机气体储罐，属于石化工业的耐压钢制燃料储罐；
所述的输送泵，属于石化工业使用的防爆气体输送泵或液体输送泵；
所述的热解气化炉，选择如下之一汽化炉，(1)带搅拌装置的立式或卧式无氧热解汽化炉，(2)空气(或氧气)作为气化剂的热解汽化炉；包括固定床汽化炉，流化床汽化炉和气流床汽化炉，优选固定床汽化炉，在固定床汽化炉内，分为干燥区，热解区，燃烧区，还愿区和下部的排炉渣区；
所述的高温裂解炉，属于无氧环境下的高温裂解管式炉，采用间接供热的原理，利用辐射传热和对流传热的加热方式；在隔绝空气条件下，输入到高温裂解炉内的有机物料经高温作用发生碳链断裂或脱氢；所述的高温裂解炉主要结构包括：辐射室、对流室、余热回收降温***、燃烧器和通风***等五部分组成；
所述的加热炉，属于石化工业给高温裂解炉加热的装置，可以采用燃气加热、燃油加热、高温等离子火焰加热；
所述的余热蒸汽锅炉，属于管式蒸汽发生器；
所述的脱硫设备，属于石化工业上的燃气脱硫设备；
所述的变换制氢设备，属于一氧化碳与水蒸气在固定床内的催化剂(即变换催化剂)作用下生成氢气和二氧化碳的设备，如合成氨工业中的一氧化碳变换制氢的设备；
所述的气液分离设备，属于石化工业上使用的气相与液相的分离设备，气体从设备上部排出，液相(如油和水)在设备下部的侧壁管口阀门排出；
所述的液体收集设备，属于石化工业的油水收集、缓存罐；
所述的气体净化设备，属于石化工业具有脱硫、脱氯，脱焦油和除尘功能的气体净化设备；
所述的氢气分离提纯设备，选择如下设备之一：①采用单独的膜分离提取氢气设备，②采用单独的PSA变压吸附气体分离提纯氢气设备，③采用先进行PSA设备提取氢气，再将PSA设备提氢气后的尾气进行膜分离设备提取氢气的进一步回收的设备；④优选地，本发明采用“液态有机物载体”分离提纯氢气的设备，所述的设备主要由密闭罐体一、降温设备一、加热设备一和气体分散设备一组成；所述的密闭罐体一顶部配置气体出口，所述的密闭罐体一内装有液态有机物载体，将降温设备一和加热设备一配置在密闭罐体一内的液态有机物载体中，气体分散设备一配置在密闭罐体一内的液态有机物载体中，气体分散设备一通过富氢可燃气体管道与压缩机一出口连接相通；
所述的燃气储存罐，属于石化工业用的燃气储罐；
所述的氢气储存设备，选择如下设备之一：①高压气态储存设备，采用压缩机，将上述6氢气分离提纯设备内释放出来的99.99％(wt％)氢气输送到钢瓶中储存备用，②液化储氢设备，③金属氢化物储存设备，④物理吸附储氢设备，⑤优选地，本发明利用“液态有机物载体”储氢的设备，即用压缩机二，将氢气分离提纯设备内释放出来的99.99％(wt％)氢气通过氢气管道输送到本发明采用的“液态有机物载体”储氢的设备内，进行氢气的吸收储存；所述的“液态有机物载体”储氢的设备，主要由密闭罐体二、降温设备二、加热设备二和气体分散设备二组成；所述的密闭罐体二顶部配置氢气出口，所述的密闭罐体二内装有液态有机物载体；将降温设备二和加热设备二配置在密闭罐体二内的液态有机物载体中，气体分散设备二配置在密闭罐体二中的液态有机物载体内，气体分散设备二通过氢气管道与压缩机二出口连接相通；
所述的管壳式冷凝器；属于石油化工业采用的由管壳式热交换器。
2.一种生活垃圾和/或有机物制取氢气的方法，包括如下步骤：
(1)预处理：生活垃圾和/或有机物进行人工分拣、破袋、磁选机除铁、过筛或分选除去石块泥沙、挤压脱水或干燥，得到预处理后的可燃物；
(2)热解气化：通过进料机将上述(1)的可燃物装入热解汽化炉内进行热解气化；热解气化选择以下二种方法之一，一种是在隔绝氧气条件下的热解气化，采用催化剂进行热解气化或无催化剂的热解气化，热解气化后得到气相产物和残炭，将热解气化产生的可燃气体引出热解气化炉，排出残炭；另一种是采用空气(或氧气)作为气化剂，利用立式热解汽化炉进行热解汽化，热解气化后得到气相产物和炉渣，将热解气化产生的气相产物引出热解气化炉，炉渣从热解气化炉内排出；
(3)高温裂解：将上述(2)热解气化产生的气相产物引入高温裂解炉内进行1000-1300℃的无氧高温裂解，或是将有机液体、有机气体输送到高温裂解炉内进行1000-1300℃的无氧高温裂解；采用间接供热原理，利用辐射传热和对流传热方式给高温裂解炉加热，通入适量的水蒸气，水蒸气与气相产物直接接触发生水煤气反应，热解气化产生的气相产物经高温裂解发生碳链断裂、脱氢，通过水蒸气的水煤气反应除去高温裂解产生的残炭，得到高温可燃气体，将可燃气体从高温裂解炉引出；
(4)降温与脱硫：将上述(3)排出的高温可燃气体采用余热蒸汽锅炉内的水吸热产生蒸汽进行降温，或采用上述(2)的气相产物预加热的方式降温，然后进行可燃气体的脱硫处理；
(5)变换制氢：将上述(4)脱硫后可燃气体输送到变换制氢设备内，通入适量水蒸气，在变换催化剂作用下，可燃气体中的一氧化碳与水蒸气发生变换反应生产氢气和二氧化碳，得到富氢可燃气体，将变换反应后产生的富氢可燃气体从变换制氢设备中引出；
(6)富氢燃气的冷凝、分离与净化：将上述(5)变换制氢设备引出的富氢可燃气体经过冷凝器换热至室温后，输送到气液分离设备中进行气液分离，从气液分离设备中排出的富氢可燃气体引入到气体净化设备内进行净化处理除去富氢可燃气体中的二氧化碳，将净化处理后的富氢可燃气体引出气体净化设备，气液分离设备中的液体从气液分离设备下部液体出口排出，收集和处理排出的液体；
(7)氢气提纯：将上述(6)净化后的富氢可燃气体引入氢气分离提纯设备中，选择如下方法之一去分离提纯氢气：①采用膜分离提纯氢气，②采用PSA变压吸附气体分离提纯氢气，③采用先进行PSA提取氢气，再将PSA工序后的尾气进行膜分离，提取PAS后尾气中剩余氢气；通过膜分离或PSA分离后，得到99.99％(wt％)纯净氢气和其它可燃气体，将纯净氢气和其它可燃气体分别从氢气分离提纯设备内排出；④优选地，采用选择性吸收储氢的“液态有机物载体”技术分离提纯氢气，所述的选择性吸收储氢的“液态有机物载体”，属于一种复合型液态有机物载体；将上述(6)净化后的富氢可燃气体通过压缩机一和富氢燃气管道输入装有液态有机物载体的密闭罐体一内，富氢可燃气体中的氢气被液态有机物载体吸收，并不断的储存在所述的密闭罐体一内，而其它的可燃气体不能被液态有机物载体吸收和储存，不断的从所述的密闭罐体一内排出、输送到燃气储存罐内储存备用；所述的密闭罐体一内配置有降温设备一，利用降温设备一内流动的降温介质给吸收氢气过程中放出的热量进行降温；释放氢，属于吸热反应，利用所述的密闭罐体一内配置的加热设备一内流动的加热介质给释放氢气过程中进行加热，99.99％(wt％)氢气从液态有机物载体内释放，从密闭罐体一内释放排出；
(8)氢气储存：选择如下二种之一方法储氢：①采用压缩机，将上述(7)氢气分离提纯设备内释放出来的氢气输送到钢瓶中储存备用；②采用“液态有机物载体”储存氢气；用压缩机二，将上述(7)氢气分离提纯设备内释放出来的99.99％(wt％)氢气输送到装有“液态有机物载体”的密闭罐体二内进行吸收储存，氢气吸收储存属于放热反应，降温有利于氢气的吸收存储；利用密闭罐体二内降温设备二内流动的降温介质给吸收氢气过程中放出的热量进行降温；释放氢，利用所述的密闭罐体二内配置的加热设备二给“液态有机物载体”加热，使吸附储存在“液态有机物载体”中的氢气溢出，氢气从密闭罐体二的氢气出口释放出来，收集和利用释放出的氢气。
3.根据权利要求2所述的一种生活垃圾和/或有机物制取氢气的方法，其特征在于：所述的“液态有机物载体”，属于复合型液态有机物载体，所述的复合型液态有机物载体：由石油醚(沸程90-120℃)占30％(wt％)，戊醇占70％(wt％)，将上述重量比例的石油醚与戊醇混合均匀制成。
4.根据权利要求2所述的一种生活垃圾和/或有机物制取氢气的方法，其特征在于：所述的生活垃圾和/或有机物，包括：生活垃圾、厨余垃圾、农林牧有机废弃物、工业有机废弃物、秸秆、甲醇、甲烷、燃油、煤焦油、污泥、采油厂油泥、油砂、皂角、动植物油脂和填埋场有机垃圾。
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