[发明专利]一种碳氢气化反应器

权利要求书

1.一种碳氢气化反应器，其特征在于，包括：

过热蒸汽发生单元，用于基于外部环境中的高温烟气将输入的液态水转化为过热蒸汽，所述过热蒸汽发生单元包括：饱和蒸汽发生子单元，用于将输入的液态水转化为饱和蒸汽；过热蒸汽发生子单元，用于将所述饱和蒸汽转化为过热蒸汽；

所述饱和蒸汽发生子单元包括：节能器，用于基于低温烟气的余热对输入的液态水进行预热；蒸发器，用于将预热后的液态水加热至饱和温度；汽包，用于将饱和温度下液态水转化为饱和蒸汽；

所述过热蒸汽发生子单元包括：过热器，用于将所述饱和蒸汽转化为过热蒸汽；减温器，用于对所述过热蒸汽的温度进行调控；所述节能器、所述蒸发器和所述过热器均设于烟气流动室的内部，所述汽包和所述减温器均设于所述烟气流动室的外部；所述节能器、所述蒸发器和所述过热器依次设置在所述烟气流动室的低温烟气输出侧与高温烟气输入侧之间；富氢过热蒸汽发生及分路单元，用于基于水的高温催化物将所述过热蒸汽转化为富氢过热蒸汽，在所述富氢过热蒸汽发生及分路单元上设置有三路富氢过热蒸汽输送管道，并将所述富氢过热蒸汽分为三路；

有机浆料进料单元，第一路富氢过热蒸汽输送管道接入所述有机浆料进料单元，用于基于输入的第一路富氢过热蒸汽和外部环境中的高温烟气对待气化的有机浆料进行预热，并输出预热后的有机浆料；

第一碳氢反应单元，第二路富氢过热蒸汽输送管道接入所述第一碳氢反应单元的底部，用于基于输入的第二路富氢过热蒸汽和外部环境中的高温烟气对预热后的有机浆料进行加热，使有机浆料与富氢过热蒸汽在催化条件下发生一系列反应生成第一组份粗气；

所述第一组份粗气包含甲烷和部分其他气体组份；

第二碳氢反应单元，第三路富氢过热蒸汽输送管道接入所述第二碳氢反应单元的底部，用于基于输入的第三路富氢过热蒸汽对所述第一组份粗气及部分未完全反应的物料进行加热，使其中混有的颗粒有机物及未反应完全的反应物进一步气化为合成气，得到第二组份粗气；

所述第二组份粗气包含以甲烷为主和部分未完全反应的其他气体组份；

第三碳氢反应单元，在催化条件下促使所述第二组份粗气中未发生甲烷化反应的气体进一步甲烷化，得到待后续处理的半成品气。

2.根据权利要求1所述的碳氢气化反应器，其特征在于，还包括：

高温烟气发生单元，用于生成高温烟气；

烟气流动室，用于提供烟气流动的所述外部环境；

所述高温烟气发生单元设于所述烟气流动室的高温烟气输入侧；

在所述烟气流动室内做功后的低温烟气经所述烟气流动室的低温烟气输出侧排出。

3.根据权利要求1所述的碳氢气化反应器，其特征在于，所述富氢过热蒸汽发生及分路单元为蒸汽缓冲罐，所述有机浆料进料单元为有机浆料喷枪，所述第一碳氢反应单元为气化反应器，所述第二碳氢反应单元为反应罐，所述第三碳氢反应单元为催化罐；

所述气化反应器设于所述烟气流动室的内部；

所述有机浆料喷枪将预热后的有机浆料喷射入所述气化反应器的底部；

所述蒸汽缓冲罐、所述反应罐和所述催化罐均设于所述烟气流动室的外部。

4.根据权利要求1所述的碳氢气化反应器，其特征在于，还包括：

夹层式冷却单元，用于对所述第二碳氢反应单元，以及所述第三碳氢反应单元及其出口管路进行冷却控温。

5.根据权利要求1所述的碳氢气化反应器，其特征在于，还包括：

第一取样单元，用于对所述第一碳氢反应单元排出的所述第一组份粗气进行取样；

第二取样单元，用于对所述第二碳氢反应单元排出的所述第二组份粗气进行取样；

第三取样单元，用于对所述第三碳氢反应单元排出的所述半成品气进行取样。

6.根据权利要求5所述的碳氢气化反应器，其特征在于，还包括：

取样冷却单元，用于对所述第一取样单元、所述第二取样单元和所述第三取样单元进行冷却控温。