[發明專利]一種磁穩定催化重整裝置與方法

有效

• 申請號: 201210326137.7
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN102816608A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 高寧博;郝喬;尹志凡;李愛民
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C10K1/00
• 分類號: C10K1/00;C10K1/34;B01J8/08;B01D53/86;C01B3/32
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明屬于大分子有機氣體重整方法與磁穩定場綜合應用領域，具有很強的學科交叉性，涉及一種磁穩定催化重整方法與裝置，特別涉及到對有機垃圾、工業有機廢物、普通生物質、普通固體廢棄物等固體有機燃料的熱解、氣化產氣、焚燒氣、工業尾氣、VOCs、有機氣體等粗氣進行重整的裝置。

背景技術

工業過程產生的廢氣、可揮發性有機物（VOCs）、有機氣體以及有機固體燃料在熱化學轉化過程中產生的熱解、氣化產氣以及燃燒尾氣每年產量巨大，對這些氣體的回收、利用以及轉化具有重要的現實意義，也對環境保護有重要價值。目前關于這些工業工程中產生的氣體的轉化方法較多，但這些方法大多針對某一種特定的氣體成分進行轉化，轉化設備也各不相同，轉化過程中的能耗以及轉化率，轉化強度等指標差異較大。特別是在有關有機固體燃料熱解、氣化、焚燒等方面，產氣及尾氣的轉化方法還存在很多不足，產生的氣體熱值低，過程焦油對儀器、設備和環境也都有一定危害，在一定程度上阻礙了這些方法的大規模工業化的發展。

目前常用的氣體轉化重整方法多以粉狀、整體式催化以及淋洗式轉化為主。

如中國專利CN200710304595.X公開了一種揮發性有機氣體污染的處理裝置。其主要采用淋洗和光催化的方法對VOCs氣體進行催化轉換。這種方法存在淋洗液需要再回收處理的問題。中國專利200810012601.9公開了一種熱解及氣化過程中焦油焦碳的清除方法及可燃氣體重整方法。其主要以整體式蓄熱蜂窩陶瓷為載體，通過負載催化劑的方法，在氧化劑的作用下進行轉化重整。中國專利CN?200710067288.4也公開了一種整體式催化裝置，金屬絲網型催化燃燒催化劑及其制備。其主要方法是將催化劑包覆于金屬絲網上。這種方法存在的問題是催化劑的比較面積較小，與氣體的接觸時間短。另外中國專利CN?200410099199.4公開了一種有機氣體凈化催化劑的制備方法，以γ-Al₂O₃為載體，利用MnO₂和CuO按一定比例制備得到粉體催化劑，用于對有機氣體的催化轉化。這種粉體式催化劑主要存在催化劑為堆積狀態，流體通過時會產生阻力，通透性不好。

在熱化學轉化過程中，產生的煙氣中往往含有大分子的氣態有機物，這些有機物經冷凝后會形成焦油，對儀器和設備往往產生不利的影響。因此，如何解決焦油的問題也是一個熱點。目前的脫焦油的方法主要分為物理脫除和熱化學轉化法。現主要應用的具體有以下幾種：一、水洗除焦法：利用噴射水和氣化、熱解產氣進行氣液接觸，焦油被吸附及凝結順流而下以達到清除目的，雖然有一定效果但是效率較低，并且對環境污染嚴重。二、催化裂解法。利用催化劑使焦油發生裂解從而達到除去焦油，提升可燃氣熱值的目的。但是粗燃氣中焦油焦碳對催化劑表面的覆蓋能力較強，催化劑易失活，表面難處理。即使用高溫加熱的方法除去部分黏附焦油，也會損傷載體壽命，例如陶瓷基在加熱處理后質地變脆。另外在制作催化劑方面也存在著工序繁瑣、有效物質負載困難，載體比表面積較小，孔隙易堵塞等問題，這些問題都對現有的催化裂解裝置提出了挑戰。

發明內容

本發明提供了一種磁穩定催化重整裝置與方法，綜合利用電磁技術和化學催化方法。

用小粒徑的磁介質在穩定電磁場中產生的沿軸向排列的介質網，取代了常規化工意義上的催化劑載體，并在進氣前端添加脈沖式點火器使氣化、熱解氣在進行催化重整前進行部分燃燒，成為小分子氣體分子，同時與溫控設備一起作用，從而在溫度達到一定范圍時關閉點火回路。解決了粗燃料氣低熱值含焦油等大分子有機物的問題，以及傳統催化劑負載難、負載不均勻、難以維護的技術瓶頸。此裝置將廣泛用于固體燃料在熱化學轉化過程中產生的熱解、氣化氣、燃燒尾氣、工業廢氣、VOCs、有機氣體等氣體重整的過程當中，也可以用于具有可催化特性的其他流體的催化轉化中。

本發明的技術要點包括磁介質催化劑的制備及網狀催化網結構形成，磁穩定催化重整裝置。

本發明的技術方案如下：

一種磁穩定催化重整裝置，該裝置包括物料介質混合單元、部分氧化單元、磁化單元、加熱電阻絲和保溫層；

該重整裝置豎直放置，裝置末端與氣體檢測設備相連接；其最外層為線圈，重整裝置的中層為保溫層，內層為由絕緣陶瓷包裹的加熱電阻絲；最外層的線圈非全包裹，上部留有一段無線圈包裹部分，形成緩沖空腔；