垃圾制氢的系统和方法与流程

本发明属于能源与化工技术领域，具体而言，本发明涉及垃圾制氢的系统和方法。

背景技术：

随着化石能源的枯竭和市场供应的匮乏，寻求新能源成为人类当前共同努力的任务之一。氢能是公认的清洁能源，它最有希望成为21世纪人类所企求的清洁能源，人们对氢能的开发应用寄于极大的热忱和希望。氢具有燃烧热值高，其燃烧产物为水，不会带来环境污染；氢通过燃料电池把化学能直接转换为电能；氢的资源极其丰富，取之不尽、用之不竭。但是要把期望变成现实，人们还要解决许多难题：如何制取大量、廉价的氢气是最主要的一个难题。

另外，随着我国城市化的迅猛发展，生活垃圾产量也在与日俱增，垃圾围城的环境现状日益严重，对人类的生存环境造成了恶劣影响。如何妥善处理生活垃圾，变废为宝，实现垃圾的无害化、资源化处理成为了亟待解决的一个问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种垃圾制氢的系统和方法，采用该系统可以将垃圾转化为燃烧热值高的氢能源，并且氢气的产率达90％以上，纯度达99％以上，从而实现固废处理与新能源开发利用的双赢效果，同时因原料来源广、生产成本低，具有较高的经济性。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种垃圾制氢的系统，根据本发明的实施例，该系统包括：

热解装置，所述热解装置具有垃圾入口、高温油气出口和热解炭出口；

冷却净化装置，所述冷却净化装置具有冷却水入口、高温油气入口、净化热解气出口和油水混合物出口，所述高温油气入口与所述高温油气出口相连；

油水分离装置，所述油水分离装置具有油水混合物入口、轻质油出口、重质油出口和水出口，所述油水混合物入口与所述油水混合物出口相连，所述水出口与所述冷却水入口相连，并且所述油水分离装置内的底部设置电加热装，所述油水分离装置外部缠绕预热器；

裂解装置，所述裂解装置内具有热解气裂解室和热解油裂解室，并且所述热解气裂解室和所述热解油裂解室中分别布置有燃气辐射管和催化剂，所述热解气裂解室具有净化热解气入口和含有氢气的第一裂解气出口，所述净化热解气入口与所述净化热解气出口相连，所述热解油裂解室具有热解油入口和含有氢气的第二裂解气出口，所述热解油入口分别与所述轻质油出口和所述重质油出口相连，并且所述热解油入口处设置有雾化器；

余热回收装置，所述余热回收装置具有导热油入口、含有氢气的裂解气入口、换热后导热油出口和换热后裂解气出口，所述含有氢气的裂解气入口分别与所述含有氢气的第一裂解气出口和所述含有氢气的第二裂解气出口相连，所述换热后导热油出口与所述预热器相连；

裂解气净化装置，所述裂解气净化装置具有裂解气入口和净化裂解气出口，所述裂解气入口与所述换热后裂解气出口相连，并且所述裂解气净化装置布置有吸附剂；

氢气分离提纯装置，所述氢气分离提纯装置具有混合气入口、氢气出口和尾气出口，所述混合气入口与所述净化裂解气出口相连。

由此，根据本发明实施例的垃圾制氢系统通过将垃圾热解过程中得到的高温油气经冷却净化处理，可以实现热解气的分离，然后将冷却净化过程中得到的油水混合物供给至油水分离装置中分离处理，可以分离得到轻质油和重质油，并且通过在油水分离装置内的底部设置电加热装置以及在其外部缠绕预热器，可显著提高油水分离装置内油水分离的效率，然后将分离得到净化热解气以及热解油(轻质油和重质油)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，可以得到含有氢气的裂解气，从而不仅解决了轻质油和重质油堵塞管路、产积碳、难以利用等问题，同时通过在热解油裂解室中的热解油入口处设置有雾化器，可显著提高热解油裂解室的裂解效率，从而提高所得裂解气中氢气的含量，同时将所得裂解气经余热回收装置进行对导热油进行预热，并将预热后的导热油供给至油水分离装置中的预热器作为加热介质使用，换热后导热油因在余热回收装置中与含有氢气的裂解气进行了换热，温度较高，从而可以给油水分离装置提供热能，由此可显著降低油水分离装置中电加热的能耗，其次就换热后的裂解气依次经裂解气净化装置和氢气分离提纯装置进行处理，可显著提高氢气的纯度。由此，采用该系统可以将垃圾转化为燃烧热值高的氢能源，并且氢气的产率达90％以上，纯度达99％以上，从而实现固废处理与新能源开发利用的双赢效果，同时因原料来源广、生产成本低，具有较高的经济性。

另外，根据本发明上述实施例的垃圾制氢系统，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述热解装置为移动床热解炉。由此，可避免热解过程中产生飞灰的问题。

在本发明的一些实施例中，所述氢气分离提纯装置为氢气变压吸附塔，所述氢气变压吸附塔包括多个并联的吸附床。由此，可显著提高氢气的产率和纯度。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种垃圾制氢的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将垃圾供给至所述热解装置中进行热解处理，以便得到高温油气和热解炭；

(2)将所述高温油气供给至所述冷却净化装置中与冷却水进行冷却净化处理，以便得到净化热解气和油水混合物；

(3)将所述油水混合物供给至所述油水分离装置中进行油水分离处理，以便得到轻质油、水和重质油，并将所述水返回所述冷却净化装置作为所述冷却水使用；

(4)将所述净化热解气供给至所述裂解装置中的热解气裂解室发生裂解反应，以便得到含有氢气的第一裂解气，将所述轻质油和所述重质油供给至所述裂解装置中的热解油裂解室发生裂解反应，以便得到含有氢气的第二裂解气；

(5)将所述含有氢气的第一裂解气和所述含有氢气的第二裂解气供给至所述余热回收装置中与导热油进行换热处理，以便得到换热后导热油和换热后裂解气，并将所述换热后导热油供给至所述油水分离装置中的预热器；

(6)将所述换热后裂解气供给至所述裂解气净化装置中进行净化处理，以便得到净化裂解气；

(7)将所述净化裂解气供给至所述氢气分离提纯装置中进行分离提纯处理，以便得到氢气和尾气。

由此，根据本发明实施例的垃圾制氢的方法通过将垃圾热解过程中得到的高温油气经冷却净化处理，可以实现热解气的分离，然后将冷却净化过程中得到的油水混合物供给至油水分离装置中分离处理，可以分离得到轻质油和重质油，并且通过在油水分离装置内的底部设置电加热装置以及在其外部缠绕预热器，可显著提高油水分离装置内油水分离的效率，然后将分离得到净化热解气以及热解油(轻质油和重质油)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，可以得到含有氢气的裂解气，从而不仅解决了轻质油和重质油堵塞管路、产积碳、难以利用等问题，同时通过在热解油裂解室中的热解油入口处设置有雾化器，可显著提高热解油裂解室的裂解效率，从而提高所得裂解气中氢气的含量，同时将所得裂解气经余热回收装置进行对导热油进行预热，并将预热后的导热油供给至油水分离装置中的预热器作为加热介质使用，换热后导热油因在余热回收装置中与含有氢气的裂解气进行了换热，温度较高，从而可以给油水分离装置提供热能，由此可显著降低油水分离装置中电加热的能耗，其次就换热后的裂解气依次经裂解气净化装置和氢气分离提纯装置进行处理，可显著提高氢气的纯度。由此，采用该方法可以将垃圾转化为燃烧热值高的氢能源，并且氢气的产率达90％以上，纯度达99％以上，从而实现固废处理与新能源开发利用的双赢效果，同时因原料来源广、生产成本低，具有较高的经济性。

另外，根据本发明上述实施例的垃圾制氢的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述热解处理的温度为800～1000摄氏度，时间为2～4小时。由此，可显著提高垃圾的热解效率。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述油水混合物的温度不高于100摄氏度。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述油水分离装置中的油水混合物的温度不低于80摄氏度。由此，可以显著提高油水分离效率。

在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述热解气裂解室和所述热解油裂解室中的裂解温度分别独立地为900～1000摄氏度，裂解压力分别独立地为1.5～1.7MPa，裂解时间分别独立地为5～10秒。由此，可以显著提高氢气的产率。

在本发明的一些实施例中，在步骤(5)中，所述换热后裂解气的温度不高于100摄氏度。

在本发明的一些实施例中，在步骤(7)中，所述氢气分离提纯装置为氢气变压吸附塔，所述氢气变压吸附塔包括多个并联的吸附床，所述吸附床的吸附压力为1～3MPa。由此，可进一步提高氢气的产率和纯度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的垃圾制氢系统结构示意图；

图2是根据本发明再一个实施例的垃圾制氢的方法流程示意图；

图3是根据本发明又一个实施例的垃圾制氢系统结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种垃圾制氢系统。根据本发明的实施例，参考图1，该系统包括：热解装置100、冷却净化装置200、油水分离装置300、裂解装置400、余热回收装置500、裂解气净化装置600和氢气分离提纯装置700。

根据本发明的实施例，热解装置100具有垃圾入口101、高温油气出口102和热解炭出口103，且适于将上述垃圾进行热解处理，以便得到高温油气和热解炭。由此，可将垃圾中的有机组分充分热解出来，有利于后续氢气的回收与提纯。具体的，热解装置可以为移动床热解炉。由此，不仅可以实现垃圾的连续处理，而且可避免热解过程中产生飞灰的问题。

根据本发明的再一个实施例，热解处理的温度和时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，热解处理的温度可以为800～1000摄氏度，时间可以为2～4小时。发明人发现，该温度下可以显著提高垃圾的热解效率，从而提高高温油气的产率。

根据本发明的实施例，冷却净化装置200具有冷却水入口201、高温油气入口202、净化热解气出口203和油水混合物出口204，高温油气入口202与高温油气出口102相连，且适于将采用冷却水对上述所得高温油气进行冷却净化处理，以便得到净化热解气和油水混合物。由此，可除去高温油气中的烟尘，并实现净化热解气和油水混合物的分离。具体的所得油水混合物的温度可以不高于100摄氏度。

根据本发明的实施例，油水分离装置300具有油水混合物入口301、轻质油出口302、重质油出口303和水出口304，油水混合物入口301与油水混合物出口204相连，水出口304与冷却水入口201相连，并且上述油水分离装置300内的底部设置电加热装置(未示出)，上述油水分离装置外部还缠绕预热器(未示出)，且适于将上述油水混合物进行油水分离处理，以便得到轻质油、水和重质油，并将分离得到的水返回上述冷却净化装置作为冷却水使用。发明人发现，通过在油水分离装置内的底部设置电加热装置以及在其外部缠绕预热器，可显著提高油水分离装置内油水分离的效率。具体的，油水分离装置中的油水混合物的温度可以不低于80摄氏度。

根据本发明的实施例，裂解装置400具有热解气裂解室41和热解油裂解室42，并且热解气裂解室41和热解油裂解室42中分别布置有燃气辐射管和催化剂，热解气裂解室41具有净化热解气入口411和含有氢气的第一裂解气出口412，净化热解气入口411与净化热解气出口203相连，热解油裂解室42具有热解油入口421和含有氢气的第二裂解气出口422，热解油入口421分别与轻质油出口302和重质油出口303相连，并且上述热解油入口处设置有雾化器，且适于将上述净化热解气发生裂解反应，以便得到含有氢气的第一裂解气，将上述轻质油和上述重质油发生裂解反应，以便得到含有氢气的第二裂解气。由此，通过将分离得到净化热解气以及热解油(轻质油和重质油)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，在催化剂的作用下可以得到含有氢气的裂解气，从而不仅解决了轻质油和重质油堵塞管路、产积碳、难以利用等问题，同时通过在热解油裂解室中的热解油入口处设置有雾化器，可显著提高热解油裂解室的裂解效率，从而提高所得裂解气中氢气的含量。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对催化剂的具体类型进行选择。

根据本发明的一个实施例，热解气裂解室和热解油裂解室中的裂解温度、裂解压力和裂解时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，热解气裂解室和热解油裂解室中的裂解温度可以分别独立地为900～1000摄氏度，裂解压力可以分别独立地为1.5～1.7MPa，裂解时间可以分别独立地为5～10秒。发明人发现，该热解条件下可以显著提高热解气和热解油的热解效率，从而提高氢气的产率。

根据本发明的实施例，余热回收装置500具有导热油入口501、含有氢气的裂解气入口502、换热后导热油出口503和换热后裂解气出口504，含有氢气的裂解气入口502分别与含有氢气的第一裂解气出口412和含有氢气的第二裂解气出口422相连，换热后导热油出口503与预热器300相连，且适于将上述含有氢气的第一裂解气和上述含有氢气的第二裂解气与上述导热油进行换热处理，以便得到换热后导热油和换热后裂解气，并将上述换热后导热油供给至上述油水分离装置中的预热器。由此，通过将所得裂解气经余热回收装置进行对导热油进行预热，并将预热后的导热油供给至油水分离装置中的预热器作为加热介质使用，换热后导热油因在余热回收装置中与含有氢气的裂解气进行了换热，温度较高，从而可以给油水分离装置提供热能，由此可显著降低油水分离装置中电加热的能耗。具体的，换热后裂解气的温度可以不高于100摄氏度。

根据本发明的实施例，裂解气净化装置600具有换热后裂解气入口601和净化裂解气出口602，裂解气入口601与换热后裂解气出口504相连，并且裂解气净化装置布置有吸附剂，且适于将上述换热后裂解气进行净化处理，以便得到净化裂解气。由此，有利于提高回收氢气的纯度。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对吸附剂的具体类型进行选择。

根据本发明的实施例，氢气分离提纯装置700具有混合气入口701、氢气出口702和尾气出口703，混合气入口701与净化裂解气出口602相连，且适于将上述净化裂解气进行分离提纯处理，以便得到氢气和尾气。由此，有利于回收氢气，且提高回收氢气的纯度。

根据本发明的一个实施例，氢气分离提纯装置可以为氢气变压吸附塔，并且该氢气变压吸附塔包括多个并联的吸附床。具体的，氢气变压吸附塔利用吸附剂在不同分压下对吸附质有不同的吸附容量，并且在一定的吸附压力下，对被分离的气体混合物的各组份有选择吸附的特性来提纯氢气。

根据本发明的再一个实施例，吸附床的吸附压力并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，吸附床的吸附压力可以为1～3MPa。由此，可以显著提高氢气的回收率和纯度。

根据本发明实施例的垃圾制氢系统通过将垃圾热解过程中得到的高温油气经冷却净化处理，可以实现热解气的分离，然后将冷却净化过程中得到的油水混合物供给至油水分离装置中分离处理，可以分离得到轻质油和重质油，并且通过在油水分离装置内的底部设置电加热装置以及在其外部缠绕预热器，可显著提高油水分离装置内油水分离的效率，然后将分离得到净化热解气以及热解油(轻质油和重质油)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，可以得到含有氢气的裂解气，从而不仅解决了轻质油和重质油堵塞管路、产积碳、难以利用等问题，同时通过在热解油裂解室中的热解油入口处设置有雾化器，可显著提高热解油裂解室的裂解效率，从而提高所得裂解气中氢气的含量，同时将所得裂解气经余热回收装置进行对导热油进行预热，并将预热后的导热油供给至油水分离装置中的预热器作为加热介质使用，换热后导热油因在余热回收装置中与含有氢气的裂解气进行了换热，温度较高，从而可以给油水分离装置提供热能，由此可显著降低油水分离装置中电加热的能耗，其次就换热后的裂解气依次经裂解气净化装置和氢气分离提纯装置进行处理，可显著提高氢气的纯度。由此，采用该系统可以将垃圾转化为燃烧热值高的氢能源，并且氢气的产率达90％以上，纯度达99％以上，从而实现固废处理与新能源开发利用的双赢效果，同时因原料来源广、生产成本低，具有较高的经济性。

如上所述，根据本发明实施例的垃圾制氢系统可具有选自下列的优点至少之一：

根据本发明实施例的垃圾制氢系统提供了一种新的氢气生产技术和方法，为氢气的广泛应用提供了技术支持。

根据本发明实施例的垃圾制氢系统将生活垃圾处理与氢气生产联系起来，实现了固废处理与新能源开发利用的双赢效果。

根据本发明实施例的垃圾制氢系统将热解产生的油和气进行催化裂解，解决了焦油利用的问题，同时也提高了氢气的产率，有利于后续氢气的提纯分离。

根据本发明实施例的垃圾制氢系统将垃圾热解气中的氢气分离提纯，尾气资源化处理，实现了热解气的多途径利用。

根据本发明实施例的垃圾制氢系统的生产原料为生活垃圾，原料来源广，生产成本低，具有较高的经济性。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种利用上述垃圾制氢系统制取氢气的方法。根据本发明的实施例，参考图2，该方法包括：

S100：将垃圾供给至热解装置中进行热解处理

该步骤中，将垃圾供给至热解装置中进行热解处理，以便得到高温油气和热解炭。由此，可将垃圾中的有机组分充分热解出来，有利于后续氢气的回收与提纯。具体的，热解装置可以为移动床热解炉。由此，不仅可以实现垃圾的连续处理，而且可避免热解过程中产生飞灰的问题。

根据本发明的一个实施例，热解处理的温度和时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，热解处理的温度可以为800～1000摄氏度，时间可以为2～4小时。发明人发现，该温度下可以显著提高垃圾的热解效率，从而提高高温油气的产率。

S200：将高温油气供给至冷却净化装置中与冷却水进行冷却净化处理

该步骤中，将高温油气供给至冷却净化装置中与冷却水进行冷却净化处理，以便得到净化热解气和油水混合物。由此，可除去高温油气中的烟尘，并实现净化热解气和油水混合物的分离。具体的所得油水混合物的温度可以不高于100摄氏度。

S300：将油水混合物供给至油水分离装置中进行油水分离处理

该步骤中，将油水混合物供给至油水分离装置中进行油水分离处理，以便得到轻质油、水和重质油，并将上述水返回上述冷却净化装置作为冷却水使用。发明人发现，通过在油水分离装置内的底部设置电加热装置以及在其外部缠绕预热器，可显著提高油水分离装置内油水分离的效率。具体的，油水分离装置中的油水混合物的温度可以不低于80摄氏度。

S400：将净化热解气供给至裂解装置中的热解气裂解室发生裂解反应，将轻质油和重质油供给至裂解装置中的热解油裂解室发生裂解反应

该步骤中，将净化热解气供给至裂解装置中的热解气裂解室发生裂解反应，以便得到含有氢气的第一裂解气，将轻质油和重质油供给至裂解装置中的热解油裂解室发生裂解反应，以便得到含有氢气的第二裂解气。由此，通过将分离得到净化热解气以及热解油(轻质油和重质油)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，在催化剂的作用下可以得到含有氢气的裂解气，从而不仅解决了轻质油和重质油堵塞管路、产积碳、难以利用等问题，同时通过在热解油裂解室中的热解油入口处设置有雾化器，可显著提高热解油裂解室的裂解效率，从而提高所得裂解气中氢气的含量。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对催化剂的具体类型进行选择。

根据本发明的一个实施例，热解气裂解室和热解油裂解室中的裂解温度、裂解压力和裂解时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，热解气裂解室和热解油裂解室中的裂解温度可以分别独立地为900～1000摄氏度，裂解压力可以分别独立地为1.5～1.7MPa，裂解时间可以分别独立地为5～10秒。发明人发现，该热解条件下可以显著提高热解气和热解油的热解效率，从而提高氢气的产率。

S500：将含有氢气的第一裂解气和含有氢气的第二裂解气供给至余热回收装置中与导热油进行换热处理

该步骤中，将含有氢气的第一裂解气和含有氢气的第二裂解气供给至余热回收装置中与导热油进行换热处理，以便得到换热后导热油和换热后裂解气，并将上述换热后导热油供给至上述油水分离装置中的预热器。由此，通过将所得裂解气经余热回收装置进行对导热油进行预热，并将预热后的导热油供给至油水分离装置中的预热器作为加热介质使用，换热后导热油因在余热回收装置中与含有氢气的裂解气进行了换热，温度较高，从而可以给油水分离装置提供热能，由此可显著降低油水分离装置中电加热的能耗。具体的，换热后裂解气的温度可以不高于100摄氏度。

S600：将换热后裂解气供给至裂解气净化装置中进行净化处理

该步骤中，将换热后裂解气供给至裂解气净化装置中进行净化处理，以便得到净化裂解气。由此，有利于提高回收氢气的纯度。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对吸附剂的具体类型进行选择。

S700：将净化裂解气供给至氢气分离提纯装置中进行分离提纯处理

该步骤中，将净化裂解气供给至氢气分离提纯装置中进行分离提纯处理，以便得到氢气和尾气。由此，有利于回收氢气，且提高回收氢气的纯度。

根据本发明的一个实施例，氢气分离提纯装置可以为氢气变压吸附塔，并且该氢气变压吸附塔包括多个并联的吸附床。具体的，氢气变压吸附塔利用吸附剂在不同分压下对吸附质有不同的吸附容量，并且在一定的吸附压力下，对被分离的气体混合物的各组份有选择吸附的特性来提纯氢气。

根据本发明的再一个实施例，吸附床的吸附压力并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，吸附床的吸附压力可以为1～3MPa。由此，可以显著提高氢气的回收率和纯度。

根据本发明实施例的垃圾制氢的方法通过将垃圾热解过程中得到的高温油气经冷却净化处理，可以实现热解气的分离，然后将冷却净化过程中得到的油水混合物供给至油水分离装置中分离处理，可以分离得到轻质油和重质油，并且通过在油水分离装置内的底部设置电加热装置以及在其外部缠绕预热器，可显著提高油水分离装置内油水分离的效率，然后将分离得到净化热解气以及热解油(轻质油和重质油)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，可以得到含有氢气的裂解气，从而不仅解决了轻质油和重质油堵塞管路、产积碳、难以利用等问题，同时通过在热解油裂解室中的热解油入口处设置有雾化器，可显著提高热解油裂解室的裂解效率，从而提高所得裂解气中氢气的含量，同时将所得裂解气经余热回收装置进行对导热油进行预热，并将预热后的导热油供给至油水分离装置中的预热器作为加热介质使用，换热后导热油因在余热回收装置中与含有氢气的裂解气进行了换热，温度较高，从而可以给油水分离装置提供热能，由此可显著降低油水分离装置中电加热的能耗，其次就换热后的裂解气依次经裂解气净化装置和氢气分离提纯装置进行处理，可显著提高氢气的纯度。由此，采用该方法可以将垃圾转化为燃烧热值高的氢能源，并且氢气的产率达90％以上，纯度达99％以上，从而实现固废处理与新能源开发利用的双赢效果，同时因原料来源广、生产成本低，具有较高的经济性。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例

参考图3，将垃圾(生活垃圾)供给至热解装置(移动床热解炉)中进行热解处理，热解处理的温度为900摄氏度，热解时间为3h，得到高温油气和热解炭，高温油气的组分如表1所示。

表1高温油气的组分及各组分的体积百分比

上述所得的高温油气通过短程管路进入冷却净化装置急速降温，高温油气入口位于冷却净化装置中部位置，冷却净化装置配有循环冷却水喷头，喷头位于高温油气入口处，循环冷却水喷淋高温油气，将其温度降至100摄氏度以下，得到的低温、杂质含量低、氢气含量高的净化热解气进入冷却净化装置顶部净化热解气出口，并通过管路进入热解气裂解室，产生的油水混合物通过底部管路输送至油水分离装置。

油水分离装置采用热态静置分离法分离油水混合物，内底部设电加热装置，顶部设刮油板，中间设可调节高度的汲水器。油水混合物在分离器内经电加热装置给油水混合物加热至80摄氏度以上，然后静置分离10h后，油水混合物分为3层：顶层为轻质油，中间为水，底部为重质油。顶部轻质油通过刮油板刮出进入集油槽，然后进入输油管道；汲水器调节至水和重质油分层位置，然后将水汲取至输水管路；底部重质油通过油泵抽送至输油管道。输水管路与冷却净化装置相连，输油管路与热解油裂解室相连。油水分离装置外部缠绕预热器，余热回收装置回收的余热通过换热后导热油传递给油水分离装置，对油水分离器内的油水混合物进行加热，可降低电加热所造成的能耗。

裂解装置采用燃气辐射管加热，内部设有热解气裂解室和热解油裂解室，相互分离，热解油裂解室设有雾化喷头，两个裂解室均安放白云石颗粒作为催化剂(可以为天然矿石类、金属类催化剂)。裂解温度为900～1000摄氏度，裂解压力为1.5～1.7MPa，油气停留时间为5～10s，上述净化热解气、上述轻质油和上述重质油中的有机烃分子、甲烷等在高温条件下再次裂解为氢气等小分子气体。裂解装置出气口设有压力感应出气阀，当裂解室内压力大于1.7MPa时，出气阀打开，富含氢气的含有氢气的第一裂解气和含有氢气的第二裂解气从出气口流出进入裂解气净化装置。

裂解气净化装置前端设有余热回收装置，可将含有氢气的裂解气的温度降至100摄氏度以下，回收的余热将通过换热后导热油输送到油水分离装置中，给油水加热，减少油水分离装置加热所需电耗。裂解气净化装置内装有活性炭吸附剂，可防止裂解装置中的少量焦油(轻质油和重质油)进入氢气分离提纯装置(氢气变压吸附塔)影响氢气变压吸附塔的工作效率。

氢气变压吸附塔利用吸附剂在不同分压下对吸附质有不同的吸附容量，并且在一定的吸附压力下，对被分离的气体混合物的各组份有选择吸附的特性来提纯氢气。变压吸附塔内由4个吸附床并联组成，吸附压力范围为1～3MPa，吸附剂采用活性炭。氢气回收率在90％以上，氢气纯度在99％以上。提纯后的氢气进入氢气高压储罐储存，剩余的尾气回用于热解装置和裂解装置中作为辐射管的补充燃料使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。