[實用新型]微波激勵熔鹽催化重整氣化碳基化合物的設備

無效

• 申請號: 200820015535.6
• 申請日: 2008-09-11
• 公開（公告）號: CN201276417Y
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 鮑濤
• 申請（專利權）人: 鮑濤
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 宋鐵軍

技術領域：

本實用新型屬于制備清潔燃氣和化工合成氣的技術領域。具體地說，是通過微波激勵熔鹽對碳基化合物進行重整氣化的設備。

背景技術：

微波具有很強的穿透能力，即“內加熱”作用。可透過容器壁選擇性地、均勻地加熱容器內的可吸收微波能量的物料，避免能量在傳導過程中的損失。微波加熱技術已經在冶金和陶瓷燒結等領域得到了應用。本技術借鑒了這些成功的經驗，轉化應用于氣化各種碳基化合物。

氣化技術從1790年“gasification”一詞出現算起，已經研發了二百多年，技術和控制越來越復雜，仍然有不可克服的缺陷。傳統氣化爐的設計是采用“部分氧化燃燒”過程釋放的熱能，以維持裂解氣化所需的吸熱過程。但由于燃燒過程反應迅速，固體燃料轉變成氣體后的體積快速膨脹，使溫度不能集中，放熱反應的能量相對不足以維持吸熱反應之所需，由此造成吸熱裂解反應進行得不完全，表現為產生大量的油煙。傳統氣化方式如果以空氣作為氣化劑，會帶入氮氣，使產品氣中氮氣比重加大，妨礙后續的化工利用。如果以純氧作為氣化劑，會增加空氣分離的電耗，系統構造和操作復雜，基本被國外技術所壟斷。

超臨界蒸汽重整氣化反應器的高壓(25～30MPa)和高溫(650℃)強氧化環境，不得不使用昂貴的耐腐蝕和耐高壓的合金材料做容器。即使如此，材料的腐蝕現象還是令人觸目驚心。氧化腐蝕和高壓是其安全運行的潛在風險。

發明內容：

發明目的：本實用新型提供一種微波激勵熔鹽催化重整氣化碳基化合物的設備，其目的在于用一種簡捷、高效的方法解決以往的各種技術難以克服的各種問題。

技術方案：

一種微波激勵熔鹽催化重整氣化碳基化合物的設備，其特征在于：在一個金屬殼體內設有一個以微波惰性和耐熱氧化的陶瓷材料制作的反應器，反應器內接有通入多個水蒸汽或其它氣化劑的管路，一個螺旋進料器也連在反應器的底部，在反應器的底部還設有排渣口，反應器的上部連通有重整氣的出口；在金屬殼體上設有微波饋能口設置在與反應器相對應的位置。

微波饋能口相對于柱形的反應器采用x軸、y軸、z軸三維空間布局或二維空間布局。

微波惰性和耐熱氧化的陶瓷材料制作的反應器壁，采用的陶瓷材料為三氧化二鋁陶瓷、硅酸鋁陶瓷、氧化鎂陶瓷。

反應器壁外設有保溫材料，材料采用三氧化二鋁陶瓷、硅酸鋁陶瓷、氧化鎂陶瓷、二氧化硅等材料制成的多孔隙的構造。

金屬殼體上設有低溫空氣進口和高溫空氣出口，來進行強制空氣冷卻循環。

優點及效果：

1、熔融碳酸鹽是良好的微波致發熱體和傳熱傳質。可以憑借與被加工的物料最全面的接觸，將熱傳遞給后者。

2、熔融碳酸鹽是很好的重整反應催化劑，且廉價易得、容易回收。

由于微波加熱具有選擇性激勵的特點，催化劑(熔鹽和炭)的介電常數大，是電磁能轉化的“熱點”和電化學反應的“活化中心”。固態或液態碳基化合物在催化劑/反應底物的界面處被分解成氣態的低碳烴或焦油氣。后者再在微波等離子體中被徹底裂解。采用在高溫下是液態催化劑的明顯好處是，不受固體催化劑的機械強度、熱化學穩定性、重復使用性、與反應物的表面接觸性等因素的制約。

3、熔融碳酸鹽工藝能把制氣與脫硫、除硅渣整合在一起，產品氣雜質少、熱值高，可直接用于下游生產，簡化了凈化工序。這一點對高含硫原料，如廢舊輪胎和煤炭等的加工尤其有利。

4、工藝操作復雜度低、可控性好。可以與各種氣化劑進行聯合重整，使重整氣中氫氣的占比根據原料和下游工藝的要求靈活調整。同時可與CO₂捕獲技術結合，減少溫室氣體排放。

微波的電熱轉化效率(80～95％)高于其它頻段的電磁波。加之可靈活地布局能量場，采用高溫無電極放電模式可高效地完成熱電化學轉化和避免電極問題的困擾，具有其它工藝無可比擬的優勢。

5、對被加工原料適用面寬，可利用劣質煤和各種廢棄資源，甚至可應用于治理有機廢棄物的排放。

附圖說明：

圖1為本實用新型設備的主要結構示意圖。

具體實施方式：