专利名称：高分子废弃物的等离子体热解气化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种等离子体热解气化装置，特别是涉及一种高分子废弃物的等离子体热解气化装置。
等离子体是一种激发电离状态，由带负电的粒子如电子、带正电的粒子如正离子和中性粒子如原子等组成。等离子体能够提供一个能量集中、温度很高(可达5000K)的反应环境，不仅可大幅度提高化学反应速率，而且产生常温下不可能发生的化学反应。大部分塑料是由原油中C、H两元素物聚合而成的高分子化合物，具有高挥发分、低灰分、高热值等特点。在高温等离子体作用下，废塑料颗粒被迅速加热，释放出挥发性物质，塑料大分子裂解主要产生H2、CH4、C2H2及其他小分子碳氢化合物。反应过程中加入水蒸气后，则产生H2、CO、CH4、C2H2为主的可燃气。利用该技术可以解决废弃塑料、废轮胎及其他固体废弃物处理问题。
中国专利申请96199884公开了用等离子体热解气化煤制取煤气的方法与设备，它是将煤与空气一起预热，产生低温等离子流，以后大量送入的煤和空气在此反应室高温环境下进行完全燃烧和气化。
本实用新型的目的是这样实现的它包括直流电弧等离子体发生器、等离子体热解反应器、等离子体控制系统、气瓶及连接管、进料系统螺旋进料器、料斗及旋风进料口、水蒸气发生器及蒸气管、锥形灰斗、裂解气后处理系统旋风分离装置、过滤系统、化学吸收系统，该装置是上下连接式结构，上部为等离子体发生器，下部为热解气化反应器；其特征是等离子体热解反应器为圆筒形，由结构相同的四节用法兰连接而成；壳体为钢结构，内壁为石墨层、壳体和石墨之间为耐火材料；第一节右侧上方连接旋风进料口、第一节和第二节左侧上方通过蒸气管与水蒸气发生器相连，中间设有截止阀；每一节右侧还有观察口、燃气取样口和风机；最下部为锥形灰斗，灰斗右侧上方有个燃气出气口依次连接旋风分离装置、过滤系统、化学吸收系统和风机；二个气瓶分别接至等离子体发生器和进料系统。
所述的直流电弧等离子体发生器、等离子体控制系统为公开技术，由清华大学生产、销售。水蒸气发生器为通用设备，图中未画出加热装置。
本实用新型的优点和积极效果为(1)等离子体热解反应器由四节拼装而成，方便维修、更换，还可以分段取样观察。(2)采用旋风进料口，可以使物料在热解反应器内停留时间增加，使热解反应完全。(3)分段加入过热水蒸气可提供大量水蒸气并使其均匀分布于等离子体与反应物料中，降低了系统能耗。(4)过热水蒸气进口分别设有截止阀，可以根据生产需要在反应过程中添加或不加水蒸气。(5)该装置易于工业化，可以广泛用于高分子废弃物，也可用于煤、生物质、固体废弃物的等离子体热解气化。
以下结合附图和具体的实施方式进一步说明本实用新型，但对本实用新型不构成限制。
具体的实施方式
图1、图2所示高分子废弃物的等离子体热解气化装置，包括直流电弧等离子体发生器(3)、等离子体热解反应器、等离子体控制系统(2)、气瓶(1)及连接管、进料系统螺旋进料器(8)、料斗(9)及旋风进料口(10)、水蒸气发生器(11)及蒸气管(12)、锥形灰斗(13)、裂解气后处理系统旋风分离装置(15)、过滤系统(16)、化学吸收系统(17)，该装置是上下连接式结构，上部为等离子体发生器，下部为热解气化反应器；其特征是等离子体热解反应器为圆筒形，由结构相同的四节(4)-(7)用法兰(18)连接而成；壳体(23)为钢结构，内壁为石墨层(21)、壳体和石墨之间为耐火材料(22)；第一节(4)右侧上方连接旋风进料口、第一节(4)和第二节(5)左侧上方通过蒸气管(12)与水蒸气发生器(11)相连，中间设有截止阀；每一节右侧还有观察口(20)、燃气取样口(19)和风机(14)；最下部为锥形灰斗(13)，灰斗右侧上方有个燃气出气口依次连接旋风分离装置(15)、过滤系统(16)、化学吸收系统(17)和风机(14)；二个气瓶(1)分别接至等离子体发生器(3)和进料系统。
使用等离子体热解气化装置热解气化高分子废弃物过程如下工作气体(1)(工作气体可以是N2、Ar等中性气体，也可以是O2等氧化性气体，还可以是H2等还原性气体)在直流电弧等离子体发生器(3)内被电离成约5000K高温等离子体，进入等离子体热解反应器热解区(4)-(7)；高分子废弃物在螺旋进料器(8)作用下经旋风进料口(10)旋转进入热解区，同时水蒸气发生器(11)产生的过热水蒸气经过蒸气管(12)进入热解区，进行快速热解气化反应；气体产物携带的残渣经灰斗(13)初步沉降后，进入旋风除尘器(15)进一步分离和冷却，再经过过滤系统(16)除去微细颗粒，进入化学吸收系统(17)除去CO2、NH3等，最后得到H2、CO、CH4、C2H2为主的可燃气。
权利要求1.一种高分子废弃物的等离子体热解气化装置，包括直流电弧等离子体发生器(3)、等离子体热解反应器、等离子体控制系统(2)、气瓶(1)及连接管、进料系统螺旋进料器(8)、料斗(9)及旋风进料口(10)、水蒸气发生器(11)及蒸气管(12)、锥形灰斗(13)、裂解气后处理系统旋风分离装置(15)、过滤系统(16)、化学吸收系统(17)，该装置是上下连接式结构，上部为等离子体发生器，下部为热解气化反应器；其特征是等离子体热解反应器为圆筒形，由结构相同的四节(4)-(7)用法兰(18)连接而成；壳体(23)为钢结构，内壁为石墨层(21)、壳体和石墨之间为耐火材料(22)；第一节(4)右侧上方连接旋风进料口、第一节(4)和第二节(5)左侧上方通过蒸气管(12)与水蒸气发生器(11)相连，中间设有截止阀；每一节右侧还有观察口(20)、燃气取样口(19)和风机(14)；最下部为锥形灰斗(13)，灰斗右侧上方有个燃气出气口依次连接旋风分离装置(15)、过滤系统(16)、化学吸收系统(17)和风机(14)；二个气瓶(1)分别接至等离子体发生器(3)和进料系统。
专利摘要一种高分子废弃物的等离子体热解气化装置，包括直流电弧等离子体发生器(3)、等离子体热解反应器、等离子体控制系统(2)、进料系统、水蒸气发生器(11)锥形灰斗(13)、裂解气后处理系统等；等离子体热解反应器为圆筒形，由结构相同的四节(4)－(7)用法兰(18)连接而成；壳体(23)为钢结构，内壁为石墨层(21)、壳体和石墨之间为耐火材料(22)；其优点是反应器由结构相同的四节连接而成，方便维修、更换，可分段取样、观察，采用旋风进料口，可以使物料在热解反应器内停留时间增加，使热解反应完全，分段加入过热水蒸气，使其均匀分布于等离子体与反应物料中，降低了系统能耗，易于工业化。
文档编号F23G5/027GK2593067SQ0225066
公开日2003年12月17日 申请日期2002年12月26日 优先权日2002年12月26日
发明者唐兰, 黄海涛, 赵增立, 陈勇, 吴创之 申请人:中国科学院广州能源研究所