[发明专利]集成热解气化与催化改质的双石英管实验装置

说明书

一种集成热解气化与催化改质的双石英管实验装置，包括：两厢式高温加热炉、热解气化石英管、催化改质石英管、水蒸气发生器、电磁开关阀组及调压阀组、耐高温气管及三通管接头、气体质量流量控制器等；本发明可以满足不同物质热解气化和催化改质的要求，实现热解气化与二段式热解气化‑催化改质的选择性控制，从而提高可燃性气体产量和热值，可以适应不同物质的热解气化要求，本发明装置集成化设计减少固体废弃物热解工艺的设备数量，能方便高效地进行固体废弃物热解气化与催化改质的实验研究。

技术领域

本发明属于热解技术领域，具体是涉及一种用于固体废弃物的集成热解气化与催化改质的双石英管实验装置。

背景技术

固体废弃物中的废旧塑料、橡胶、皮革、木质纤维等具有巨大的能源利用价值，采用热解气化技术可以在严格控制污染的同时，实现可燃固体废弃物的高效回收利用。热解气化是指利用固体废弃物中有机物的热不稳定性，在氧气不足的气氛下于热解反应器中，使有机物受热发生化学分解，转化成可燃气体为主的贮存性能源的反应过程。催化改质是指将热解气化产物通入到催化反应器中，在催化反应器中加入了适量的催化剂，使热解气化产物进一步反应，从而得到更高品质的可燃气体。

在固体废弃物中不同物质的热解气化温度各不相同，如各种塑料的热解气化温度如下：聚氯乙烯在450～600K发生一次裂解，聚苯乙烯在600～633K热解，聚丙乙烯在630～670K热解，聚氯乙烯在630～670K发生二次热解，聚乙烯在670～770K热解；各种橡胶的热解温度如下：天然橡胶热解温度范围是600～730K，丁苯橡胶的热解温度范围是560～763K，顺丁橡胶的热解温度范围是647～770K。但是，固体废弃物中混杂着各种成分，因此实验中设定好热解气化炉的加热曲线后，仍会产生一些未完全热解的大分子产物，这些大分子产物影响可燃气体的品质和热值，而通过集成催化改质功能，可以促使产物中活化能较高的大分子物质发生更完全的反应，进一步提升可燃气体品质。

发明内容

本发明提供一种用于固体废弃物的集成热解气化与催化改质的双石英管实验装置，以满足不同物质热解气化和催化改质的要求，实现热解气化与二段式热解气化-催化改质的选择性控制，从而提高可燃性气体产量和热值，可以适应不同物质的热解气化要求，双气体出口可以获得不同品质的气体产物，集成化设计减少了固体废弃物热解工艺的设备数量，可以方便高效地进行固体废弃物热解气化与催化改质的实验研究。

本发明的技术解决方案如下：

一种集成热解气化与催化改质的双石英管实验装置，其特点在于包括：两厢式高温加热炉，热解气化石英管、催化改质石英管、水蒸气发生器和气瓶，

所述的两厢式高温加热炉包括热解厢和催化改质厢，两厢之间填充隔热材料，所述的热解厢由炉体、炉衬、炉内胆、加热组件、温度传感器和温度控制器和箱盖构成，所述热解气化石英管水平安放在热解厢的炉衬上；所述的催化改质厢由炉体、炉衬、炉内胆、加热组件、温度传感器和温度控制器和箱盖构成，所述催化改质石英管安放在催化改质厢的炉衬上，炉衬具有一定斜度，催化改质石英管的进口端高于出口端；所述的热解气化石英管的出口端与催化改质石英管的进口端在所述的两厢式高温加热炉的同一侧；

所述的气瓶经第六电磁开关阀接第三三通管接头的一端，所述的水蒸气发生器经第五电磁开关阀接第三三通管接头的另一端，第三三通管接头的第3端接第二三通管接头的一端，第二三通管接头的另一端经第一气体质量流量控制器、第四电磁开关阀接所述的热解气化石英管的进口端，所述的热解气化石英管的出口端接第三电磁开关阀接第一三通管接头的一端，该第一三通管接头的另一端经第一电磁开关阀接1号气体出口，所述的第一三通管接头的第3端经第二电磁开关阀接第四三通管接头的一端，该第四三通管接头的另一端经第二气体质量流量控制器、第八电磁开关阀接所述的催化改质石英管的进口端，所述的催化改质石英管的出口端经第七电磁开关阀接2号气体出口；所述的第二三通管接头的第3端经第九电磁开关阀接第四三通管接头的第3端口，所有的电磁开关阀均采用可编程控制器编程控制。