[發明專利]生物質及多種廢棄物精確控制富氧高溫裂解反應器

在審

• 申請號: 201610023738.9
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105670695A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 孔曄;王兢;胡振民;熊樹生;景學森
• 申請（專利權）人: 孔曄
• 主分類號: C10J3/20
• 分類號: C10J3/20;C10J3/30;C10J3/84
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高桂珍

技術領域

本發明涉及一種裂解反應器，更具體地說，涉及一種生物質及多種廢棄物精確控制富氧 高溫裂解反應器。

背景技術

隨著經濟的迅速發展，人類生產、生活所產生的廢棄物越來越多，例如生活垃圾(如餐 廚垃圾等)、農業廢棄物(如秸稈等)、林業廢棄物(如橡膠樹等)和工業廢棄物(如污泥、 地板木粉等)以及各種生物質等等，這些廢棄物如果不能妥善處理就會對環境造成嚴重污染。

對于這些廢氣物的處理，傳統做法主要有掩埋和焚燒等，但這些方法或多或少都會對環 境造成污染，例如垃圾填埋會污染水體和土壤，焚燒會污染空氣等等。事實上，這些生物質 及其他廢棄物也是一種可再生能源，近年來，圍繞生物質及其他廢棄物的裂解氣化利用備受 人們關注，因為采用這種裂解氣化的處理方式不僅有利于環境保護，還可以獲得寶貴的能源。

裂解氣化的基本原理是將生物質及其他廢棄物置于半缺氧狀態下進行裂解、氧化還原反 應(也稱為無火焰燃燒)，使這些廢棄物中固有的碳水化合物轉化為一氧化碳、氫氣和甲烷等 多種可燃氣體，將廢棄物中的能量全部轉化為可燃性氣體后，再利用這些可燃性氣體提供熱 能。

但是，由于技術不夠成熟，導致生物質及其他廢棄物的裂解反應設備未能廣泛推廣使用。 現有的裂解反應設備主要存在以下缺點：

1)現有的裂解反應設備不具有通用性，即生物質裂解反應設備不能適用于生活垃圾等廢 棄物的裂解反應，生活垃圾裂解反應設備也不能適用于生物質等的裂解反應；而大多情況下， 生物質及多種廢棄物會同時存在，因此這些反應器無法到達預期的氣化效果；

2)現有的裂解反應設備通過空氣提供反應所需的氧氣，反應不完全，尤其對于生活垃圾 等廢棄物而言，會產生二噁英、氮氧化物等有害氣體，對環境造成二次污染，達不到排放標 準；而且裂解產生的可燃氣體純度較低，燃燒熱值低；

3)焦油含量較高，尤其對于秸稈等生物質來說，其極易產生焦油，堵塞管道，且難于處 理，不僅造成資源浪費，還會對環境造成二次污染；

4)現有的裂解反應設備的內部結構不合理，反應面積小，氣化效率低，對于粉狀的木粉 來說，基本上無法實現裂解氣化。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明的目的在于克服現有的裂解反應設備存在的上述不足，提供一種生物質及多種廢 棄物精確控制富氧高溫裂解反應器，采用本發明的技術方案，在富氧狀態下，可同時對生物 質及多種廢棄物進行高溫裂解反應，且裂解反應充分完全，焦油含量很低，并且減少了氮氧 化物及二噁英的產生，燃氣成分中的環境指標比歐盟環境標準還低，滿足了環保要求；同時 通過二次高溫裂解反應大幅提高了可燃氣體的燃燒熱值，裂解氣化效率高，還可以二次合成 甲醇，應用范圍廣泛，具有良好的推廣應用前景。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的一種生物質及多種廢棄物精確控制富氧高溫裂解反應器，包括反應器主體、進 料裝置、爐排、卸料裝置和輸氣管，所述的進料裝置設于反應器主體的上部，用于向反應器 主體內輸送物料，所述的爐排設于反應器主體的內部，所述的卸料裝置設于反應器主體的下 部，用于將爐排上落下的反應灰向外排出，還包括富氧供給裝置和二次高溫裂解管，所述的 富氧供給裝置連接在爐排的下方，所述的二次高溫裂解管設于反應器主體的內部，且二次高 溫裂解管的一端連接反應器主體上部的燃氣出口，另一端連接輸氣管；所述的富氧供給裝置 向反應器主體內輸送高濃度富氧氣體，并精確控制進入反應器主體內的氧氣量，在富氧狀態 下，爐排上的物料與氧氣產生高溫裂解反應生成粗燃氣，該粗燃氣經過反應器主體上部的燃 氣出口進入二次高溫裂解管二次高溫裂解后形成高熱值的精品燃氣。

更進一步地，所述的反應器主體上部的燃氣出口與二次高溫裂解管之間還設有旋風分離 器；所述的反應器主體的上部還設有泄壓裝置，該泄壓裝置為水封。

更進一步地，所述的反應器主體的內部偏上的位置處還設有用于刮平物料的平料裝置。

更進一步地，所述的反應器主體的外壁上還設有料位計和熱電偶，所述的熱電偶在反應 器主體的上下方向上間隔設置多個。

更進一步地，所述的反應器主體的底部還設有補蒸汽裝置。

更進一步地，所述的富氧供給裝置中輸送的高濃度富氧氣體的氧含量不低于93％。