[發明專利]一種基于化學鏈制氫的有機固廢處理裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 202011629938.1
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112624039B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 王訓;許婷婷;肖波;蔣聰;賈永勝;付根深;劉石明;胡智泉
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C01B3/02
• 分類號: C01B3/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

1.一種基于化學鏈制氫的有機固廢處理裝置，其特征在于，包括熱解反應器(3)和套管式化學鏈反應器(19)，所述套管式化學鏈反應器(19)包括內腔體、環形包裹內腔體的外腔體，所述熱解反應器(3)能夠產生熱解氣，并通過所述熱解氣進氣裝置(6)向所述內腔體和所述外腔體輸入熱解氣，所述內腔體和所述外腔體通過水蒸氣進氣裝置(7)輸入水蒸氣，所述內腔體和所述外腔體生成的合成氣通過合成氣輸出裝置(28)輸出，所述內腔體和所述外腔體生成的氫氣通過氫氣輸出裝置(29)輸出，所述外反應室(17)內部裝載有外室氧載體，所述內反應室(18)裝載有內室氧載體，所述外室氧載體和所述內室氧載體能夠通過可逆化學反應相互轉化；

所述外室氧載體為還原態氧載體，所述還原態氧載體被水蒸氣氧化后變為氧化態氧載體；

或者，所述外室氧載體為氧化態氧載體，所述氧化態氧載體被熱解氣還原后變為還原態氧載體；

所述內腔體由內腔分隔板(16)水平隔開形成內布氣室(14)和內反應室(18)，所述外腔體由外腔分隔板(15)水平隔開形成外布氣室(13)和外反應室(17)；

所述合成氣輸出裝置(28)為三通管，包括與所述外反應室(17)連通的第一合成氣出氣支管(23)、與所述內反應室(18)連通的第二合成氣出氣支管(24)和合成氣輸出管；

所述氫氣輸出裝置(29)為三通管，包括與所述外反應室(17)連通的第一氫氣出氣支管(26)、與所述內反應室(18)連通的第二氫氣出氣支管(25)和氫氣輸出管；

所述熱解氣進氣裝置(6)為三通管，包括與所述外布氣室(13)連通的第一熱解氣進氣支管(8)、與所述內布氣室(14)連通的第二熱解氣進氣支管(9)和熱解氣進氣管；

所述水蒸氣進氣裝置(7)為三通管，包括與所述外布氣室(13)連通的第一水蒸氣進氣支管(11)、與所述內布氣室(14)連通的第二水蒸氣進氣支管(10)和水蒸氣進氣管；

所述第一熱解氣進氣支管(8)、所述第二熱解氣進氣支管(9)、所述第二水蒸氣進氣支管(10)、所述第一水蒸氣進氣支管(11)、所述第一合成氣出氣支管(23)、所述第二合成氣出氣支管(24)、所述第二氫氣出氣支管(25)、所述第一氫氣出氣支管(26)均設置有閥門。

2.根據權利要求1所述的有機固廢處理裝置，其特征在于，所述氧化態氧載體的活性成分為四氧化三鐵(Fe₃O₄)、鈣鐵石(Ca₂Fe₂O₅)中的一種，優選的，所述氧化態氧載體中還復合了惰性組分，所述惰性組分為Al₂O₃、ZrO₂、CeO₂中的一種或多種，所述氧化態氧載體的粒徑為100-300μm。

3.根據權利要求2所述的有機固廢處理裝置，其特征在于，所述內反應室(18)的橫截面面積與所述外反應室(17)的橫截面面積比為1:1，所述外腔分隔板(14)為環形多孔分隔板，所述內腔分隔板(16)為圓形多孔分隔板，所述環形多孔分隔板和圓形多孔分隔板的孔道直徑為50-100μm，孔道總面積占表面積的50-70％。

4.根據權利要求1所述的有機固廢處理裝置，其特征在于，所述熱解反應器(3)沿有機固廢的進料方向依次設置有進料料斗(1)、進料絞龍(2)、熱解炭收集料斗(4)，所述熱解反應器(3)通過熱解氣輸出通道(5)與所述熱解氣進氣管連通。

5.根據權利要求4所述的有機固廢處理裝置，其特征在于，所述熱解反應器(3)的熱解溫度為500-700℃，所述套管式化學鏈反應器(19)的反應溫度為800-1000℃，所述熱解反應器(3)內部、所述內反應室(18)和外反應室(17)均設置有加熱裝置。