[实用新型]双热式无催化合成甲烷气化炉

说明书

双热式无催化合成甲烷气化炉，属于天然气制取设备领域。窑外加热装置通过回转窑筒体传导给炉膛内的物料，产生外热效应。将燃料烘干破碎后送入气化炉干馏区，干馏区热解，从而获得大量以CmHn为主的可燃性气体CmHn气体流至氧化区；向氧化区送入适量氧气，可燃性气体与氧气混合燃烧产生内热效应，外热效应使氧化区获得1020℃±10℃的精确温度，充分裂解CmHn为CH₂和H₂并流至还原区；还原区获得恒温，CH₂和H₂在还原性气氛下合成大量CH4而无需催化剂，也无需昂贵的甲烷化设施的投资和运行成本，使煤制天然气工程投资比现有技术节省70％，运行成本降低50％，使生活垃圾、秸秆、有机污泥等生物质能直接转化为天然气。

技术领域

本实用新型涉及天然气制取设备领域，具体而言，涉及双热式无催化合成甲烷气化炉。

背景技术

国内外至今没有无催化合成甲烷天然气的气化炉。现有的设备能够将生物质转化为合成气，也能够做到不产生二噁英，但是要从合成气中提取甲烷天然气，却存在很大的局限性。

采用变压吸附等方法从合成气中提取甲烷天然气，需要合成气中CH₄含量(V)≥20％，才会比较经济。现有国内外最先进的气化炉产出的合成气CH₄含量(V)≤6.5％，所以不能从合成气中提取甲烷天然气。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供双热式无催化合成甲烷气化炉，不需要催化剂，不需要昂贵的甲烷化设施的投资和运行成本，使合成气中CH₄含量(V)≥20％，从合成气中提取甲烷天然气，使煤制天然气工程投资比现有技术节省70％，运行成本降低50％，使生活垃圾、秸秆、有机污泥等生物质能直接转化为天然气。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供的双热式无催化合成甲烷气化炉，包括回转窑筒体、窑外加热装置和送氧装置；

回转窑筒体的两端分别为进料端和出料端，回转窑筒体的内部为炉膛，炉膛从进料端到出料端依次设置有干馏区、氧化区和还原区；

氧化区和还原区对应的回转窑筒体采用耐热材质，氧化区和还原区对应的回转窑筒体的外侧分别设置一个窑外加热装置，窑外加热装置能够通过耐热材质给炉膛内供热；送氧装置用于给氧化区供氧。

整体制取过程是这样实现的：

窑外加热仓的热量，通过回转窑筒体及焊接在回转窑筒体内的扬料板传导给炉膛内的物料，产生外热效应，可以0-100％调整控制，以满足各区所需温度在±10℃。将燃料烘干破碎后送入气化炉干馏区，燃料是固体生物质或煤炭，在进入本实用新型提供的气化炉前，燃料经破碎后烘干至含水低于15％，干馏区获得可控温度对燃料进行热解，从而获得大量以CmHn为主的可燃性气体，CmHn气体流至氧化区；向氧化区送入适量氧气，可燃性气体与氧气混合燃烧产生CO₂放热，获得内热效应。外热效应使氧化区获得900-1100℃的温度，优选为1020℃±10℃的精确温度，使CmHn充分裂解为CH₂和H₂并流至还原区；外热效应使还原区获得恒温，CH₂和H₂在还原性气氛下合成大量CH₄而无需催化剂。合成气中CH₄体积百分数＞40％，CH4的热值占合成气热值的约80％(另外约20％是H₂和CO)。合成气排出回转窑筒体经净化，分离掉H₂、CO和N₂，获得纯度较高的CH₄即热值8000kcal/m³的天然气。分离得到的低热值燃气可用于烘干生物质燃料，也可用于燃烧以代替电加热，亦可送炉膛烧掉，提高内热温度，不浪费。

可选地，干馏区对应的回转窑筒体也采用耐热材质，干馏区对应的回转窑筒体的外侧也设置一个窑外加热装置。