[实用新型]复合炉催化气化的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及催化气化技术，尤其涉及一种复合炉催化气化的装置。

背景技术

随着我国经济的高速发展，城市生活垃圾的产生量迅速增加，2012年我国的城市生活垃圾产量就已经达到1.7亿吨。生活垃圾长期随意堆放，不仅占用大量的土地，而且造成空气、土壤以及水体的污染，目前生活垃圾的处置技术主要有填埋、发酵、堆肥和焚烧，其中焚烧技术在减量化和资源化方面具有突出的优势而成为城市生活垃圾处置的主要技术途径，然而焚烧技术存在严重的污染问题。

气化技术是在氧气不足的情况下对废弃物进行热转化，以获取气化气为主要目的。相比于直接焚烧，气化技术在重金属以及二噁英的排放控制上具有明显的优势。然而气化过程中会产生较多的焦油，这些焦油在低温下凝结，与水和飞灰等杂质结合后会腐蚀管道设备；而且焦油在低温下难以燃烧完全，易产生炭黑，会损坏燃气设备，所以气化气中焦油的存在，会大大限制气化气的进一步利用；除此之外，生物质气化过程中产生的焦油占生物质总能量的5-10％，如果不能将焦油中的能量有效的利用起来，将会造成能量的浪费。因此，有效的脱除焦油并且充分的利用焦油中的能量，是气化技术推广应用的关键所在。

目前焦油的脱除方法主要有物理除焦法和热化学除焦法，其中物理除焦法仅仅是将焦油从气相转移到了冷凝相，不能充分利用焦油中的能量。热化学除焦法包括热裂解法和催化裂解法，其中热裂解法要求比较高的温度，一般在温度大于1100℃时才能有比较好的焦油裂解率，这么高的温度不仅对设备自身材质要求很高，而且要求有良好的保温设备，势必会产生很大的能耗，在经济上不合理。因而催化裂解法是目前公认的最有效的焦油去除方法。催化裂解采用的催化剂种类很多，有镍基催化剂、煅烧白云石、菱镁矿、沸石、橄榄石和铁催化剂等。

焦油的催化裂解是一个十分复杂的反应过程，主要包括以下反应：

热裂解反应：

焦油重整反应：

气化反应：

除了以上这些主要的反应，还有可能发生中间产物重新聚合成大分子化合物的反应。

目前对于焦油的催化裂解，第一种方法是将催化剂与物料混合起来，第二种方法是将物料和催化剂分开，物料气化产生的气化气经由后续的催化段进行焦油的催化裂解，其中第二种方法应用的较多，而该方法中通常将气化段和催化段分别布置在两个不同的反应器内，气化段与催化段之间需要旋风分离器来脱除气化气中的飞灰，催化段也需要附加的加热设备来加热催化剂，一来占用更大的空间，二来需要额外的能量供应。如果将催化段布置在气化室的中心或者气化室的外围就可以充分利用气化的热量来加热催化剂，不需要再添加额外的热源就能进行有效的焦油催化裂解，将焦油转化为可燃气体，同时在气化室的上端布置一个过滤单元，能够有效去除气化气中的固体颗粒物，并且固体颗粒物可以及时返回炉内进行再气化。这种复合式催化气化炉的设计能够节约能源和节省空间，具有很大的工业应用价值。

发明内容

本实用新型的目的是将催化气化过程中的气化室和催化室集成为一个复合式催化气化炉，充分利用气化的热量来加热催化剂，不需要再添加额外的热源就能进行有效的焦油催化裂解，同时在气化室的上端布置一个过滤单元，能够有效去除气化气中的固体颗粒物，并且固体颗粒物可以及时返回炉内进行再气化。这种复合式催化气化炉的设计能够节约能源和节省空间。

本实用新型的技术方案如下：

一种复合式催化气化炉的装置包括气化室和催化室,气化室和催化室呈双筒结构，其中内筒为气化室，外筒与内筒构成的环形空间为催化室，气化室上部配备有螺旋给料机、过滤单元，螺旋给料机的出口连接输送管道，输送管道的另一端出口位于气化室中部，所述的气化室下部设置有布风板，布风板上开有底渣出口，布风板下部设有气化介质分配器，气化介质入口与气化介质分配器相连，外筒与内筒之间的环形空间为催化室，催化室上部有催化剂入口，下部侧壁有催化剂出口和气化气出口，外部为电加热炉。

优选的，所述的内筒与外筒的直径比在1:1到1:2之间。