[發(fā)明專利]一種高塑惰性垃圾兩步催化熱解制備富氫合成氣的方法與裝置

在審

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• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111647442A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王凱軍;槐衍森;常風(fēng)民
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: C10J3/66
• 分類號: C10J3/66;C10J3/72;C10J3/84;C10B53/07;C01B3/40;C01B3/32;C01B3/26;C01B3/22
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

1.一種高塑惰性垃圾兩步催化熱解制備富氫合成氣的方法，其特征在于，包括：

1)將高塑惰性垃圾通過連續(xù)密閉輸送裝置輸送入一級中溫熱解爐進行450℃-600℃的中溫無氧熱解，產(chǎn)生以冷凝性和非冷凝性氣體為主要成分的揮發(fā)性產(chǎn)物；

2)將所得揮發(fā)性產(chǎn)物直接通入填充有鈣/鈦礦復(fù)合催化劑的二級高溫催化熱解爐進行800℃-1000℃的催化熱解，揮發(fā)性產(chǎn)物中的冷凝性組分、水蒸氣以及CO₂在鈣/鈦礦復(fù)合催化劑表面發(fā)生催化轉(zhuǎn)化為富氫合成氣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高塑惰性垃圾兩步催化熱解制備富氫合成氣的方法，其特征在于，所述高塑惰性垃圾為富含塑料的惰性垃圾。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高塑惰性垃圾兩步催化熱解制備富氫合成氣的方法，其特征在于，所述高塑惰性垃圾為餐廚/廚余垃圾在預(yù)處理或生物處理過程中分選出的以塑料袋、餐盒為主要成分的輕質(zhì)物料。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高塑惰性垃圾兩步催化熱解制備富氫合成氣的方法，其特征在于，所述鈣/鈦礦復(fù)合催化劑為以鈣/鈦礦為主、配備微量Ni/Co的復(fù)合催化劑，促使揮發(fā)性產(chǎn)物中的冷凝性組分、水蒸氣、CO₂發(fā)生催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)生成富氫合成氣。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述高塑惰性垃圾兩步催化熱解制備富氫合成氣的方法，其特征在于，所述鈣/鈦礦復(fù)合催化劑中，Ni/Co的負載量為催化劑總質(zhì)量的6％～7％，其中，Ni摻雜比例為60％-80％，Co摻雜比例為20％-40％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述高塑惰性垃圾兩步催化熱解制備富氫合成氣的方法，其特征在于，所述一級中溫熱解爐中的反應(yīng)停留時間為30min-40min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述高塑惰性垃圾兩步催化熱解制備富氫合成氣的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)惰性垃圾含水率在15％以下。

8.一種高塑惰性垃圾兩步催化熱解制備富氫合成氣的裝置，其特征在于，包括內(nèi)置螺旋輸送機構(gòu)(2)的一級中溫熱解爐(3)，密閉進料裝置(1)連接一級中溫熱解爐(3)的進料口向其供應(yīng)高塑惰性垃圾，一級中溫熱解爐(3)的揮發(fā)性產(chǎn)物出口與二級高溫催化熱解爐(6)的入口通過密閉管道直接連通，二級高溫催化熱解爐(6)中填充有鈣/鈦礦復(fù)合催化劑(7)，二級高溫催化熱解爐(6)的出口連接氣液分離器(8)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述高塑惰性垃圾兩步催化熱解制備富氫合成氣的裝置，其特征在于，所述一級中溫熱解爐(3)和二級高溫催化熱解爐(6)共用一個系統(tǒng)控制柜(5)，由系統(tǒng)控制柜(5)控制二者的反應(yīng)溫度以及供料啟停。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述高塑惰性垃圾兩步催化熱解制備富氫合成氣的裝置，其特征在于，所述氣液分離器(8)的氣相出口連接水冷凝器(9)，水冷凝器(9)的氣相出口連接堿洗水箱(10)，堿洗水箱(10)的氣相出口通過帶有引風(fēng)機(11)的管路連接凈化器(12)。