专利名称：等离子气化炉焦油裂解装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及对生物质合成气中所含焦油的处理装置，具体地指一种等离子气
化炉焦油裂解装置。
背景技术：
利用生物质等离子气化产生的合成气进行蒸汽、燃气联合循环发电是一种高效利 用生物质的方法。可利用的生物质燃料主要有稻壳、棉秆、稻秆、油菜籽秆和玉米秆等。等 离子气化炉在生物质气化过程中会形成较高含量的焦油，这是其自身的结构特性决定的 生物质的可燃基挥发份很高，达80%以上，而析出温度较低，所以原料在输入气化炉后，还 没有落到原料层之前就已经有大量的气体析出，这些析出的气体来不及在气化区热解就被 合成气带出气化炉而形成焦油。虽然合成气出口温度达到800°C以上，但是在没有催化剂的 情况下，焦油很难裂解出来。 目前，焦油的处理方法有普通方法和催化裂解法，普通方法除焦油可分为湿法和 干法两种。湿法除焦油是生物质气化燃气净化技术中最为常见的方法，它又包括水洗法和 水滤法。湿法净化系统一般采用多级湿法联合除焦油，系统成本较低，操作简单易行，生物 质气化技术初期的净化系统一般均采用这种方式。但这种方式有以下缺点①含焦油废水 的排出易造成二次环境污染；②大量焦油不能利用，造成能源损失；③实际净化效果并不 太好。干法除焦油是为了避免湿法所带来的水污染问题，它采用过滤技术滤除燃气中的焦 油，过滤法除焦油是将吸附性强的材料如活性炭、滤纸或陶瓷芯等装在容器中，当合成气穿 过吸附材料时，把其中的焦油过滤出来。可根据合成气中所含杂质较多的特点，采用多级过 滤的净化方法。但在实际应用中，由于其净化效果有限，焦油沉积严重，且粘附焦油的滤料 难以处理，几乎没有单独使用的，多与其他净化装置联合使用。 而催化裂解方法不失为一种根治合成气中焦油的好手段。在现有的生物质气化炉 焦油裂解装置中，由于合成气裂解所需温度大多在80(TC以上，故一般的催化裂解法就必须 要外加热源或使合成气部分燃烧，以提高或达到所需的裂解温度。然而，外加热源会大幅增 加气化炉的设备投入成本，使合成气部分燃烧则会大幅降低合成气的品质。
发明内容本实用新型的目的就是要提供一种焦油裂解效果好、不易对环境造成污染、可提
高合成气热值、降低生物质气化设备成本的等离子气化炉焦油裂解装置。 为实现上述目的，本实用新型所设计的等离子气化炉焦油裂解装置，包括裂解器
壳体，所述裂解器壳体上分别设置有合成气入口和催化剂给料装置，所述裂解器壳体的底
部设置有排渣口 ，所述裂解器壳体上还设置有氧化钙喷枪，所述裂解器壳体的顶部通道与
气固分离器相连，所述气固分离器的顶部设置有合成气出口，所述气固分离器的底部设置
有排粉口。 本实用新型的工作原理是这样的经等离子气化炉气化产生的合成气通过合成气
3入口进入裂解器壳体，白云石催化剂从催化剂给料装置喷入裂解器壳体，与此同时，氧化钙 颗粒从氧化钙喷枪也喷入裂解器壳体中。由于氧化钙颗粒与合成气中的二氧化碳反应放出 大量热，所以通过控制氧化钙颗粒的喷入量可以控制裂解器壳体内的温度。当温度达到设 定值时，在白云石的催化作用下焦油快速裂解为一氧化碳和氢气。经过上述反应后，裂解器 壳体内由氧化钙与二氧化碳反应生成的碳酸钙粉料与合成气混为一体，进入气固分离器中 进行分离，分离出的合成气从合成气出口引出，分离出的碳酸钙粉料由排粉口输出，经过进 一步处理后送入等离子气化炉循环利用，而反应生成的大颗粒碳酸钙则直接通过排渣口排 出。 本实用新型的优点在于裂解器壳体上增设氧化钙喷枪后，通过氧化钙与二氧化 碳的放热反应，可以使裂解器壳体内的温度维持在焦油裂解所需的范围内，这样基本上不 需增加外热源或不必使合成气部分燃烧，就可以在催化剂的作用下促使焦油快速完全裂 解，既提高了生物质能源的利用率、提高了合成气的热值，又减轻了等离子气化炉中焦油净 化装置的处理难度，防止了二次污染。同时，大幅降低了等离子气化炉的设备成本。
图1为一种等离子气化炉焦油裂解装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述 图中所示的等离子气化炉焦油裂解装置，包括裂解器壳体l，裂解器壳体1上自上 而下依次布置有氧化钙喷枪2、催化剂给料装置3和合成气入口 4。氧化钙颗粒和白云石催 化剂从上向下喷射，可以与从下向上流动的合成气充分接触，确保放热反应和催化裂解的 连续稳定进行。裂解器壳体l的底部设置有排放大颗粒碳酸钙的排渣5。裂解器壳体l的 顶部通道与气固分离器7相连，气固分离器7的顶部设置有合成气出口 8，气固分离器7的 底部设置有排放碳酸钙粉料的排粉口 6。 氧化钙喷枪2、催化剂给料装置3和合成气入口 4自上而下依次布置在裂解器壳体 l上。 本实用新型工作时，将合成气入4与等离子气化炉连接，经等离子气化炉气化产 生的合成气通过合成气入口 4进入裂解器壳体1，从氧化钙喷枪2喷入一部分氧化钙，氧化 钙与合成气中的二氧化碳反应，反应式如下CaO+C02 — CaC03+3165kJ/kg，因为该反应放出 大量热，所以通过控制氧化钙喷入量可控制裂解器壳体1内的温度，使其达到焦油催化裂 解所需温度。此时，催化剂给料装置3喷入白云石催化剂，在白云石的催化作用下焦油在很 短时间内裂解为一氧化碳和氢气，无需用外热源或使内部合成气燃烧的方式来提高裂解器 壳体1内的温度。同时，裂解器壳体1内氧化钙与二氧化碳反应生成的碳酸钙粉料与合成 气的混合物，通过气固分离器7进行分离，洁净的合成气从合成气出口 8引出，分离出的碳 酸钙粉料经排粉口 6排出，处理后送入等离子气化炉循环利用，而大颗粒的碳酸钙直接通 过排渣口 5排出。
权利要求一种等离子气化炉焦油裂解装置，包括裂解器壳体(1)，所述裂解器壳体(1)上分别设置有合成气入口(4)和催化剂给料装置(3)，所述裂解器壳体(1)的底部设置有排渣口(5)，其特征在于所述裂解器壳体(1)上还设置有氧化钙喷枪(2)，所述裂解器壳体(1)的顶部通道与气固分离器(7)相连，所述气固分离器(7)的顶部设置有合成气出口(8)，所述气固分离器(7)的底部设置有排粉口(6)。
2. 根据权利要求1所述的等离子气化炉焦油裂解装置，其特征在于所述氧化钙喷枪 (2)、催化剂给料装置(3)和合成气入口 (4)自上而下依次布置在裂解器壳体(1)上。
专利摘要本实用新型公开了一种等离子气化炉焦油裂解装置，主要解决在生物质等离子气化过程中残留的焦油问题。它包括裂解器壳体，所述裂解器壳体上分别设置有合成气入口和催化剂给料装置，所述裂解器壳体的底部设置有排渣口，所述裂解器壳体上还设置有氧化钙喷枪，所述裂解器壳体的顶部通道与气固分离器相连，所述气固分离器的顶部设置有合成气出口，所述气固分离器的底部设置有排粉口。其焦油裂解效果好、不易对环境造成污染、可提高合成气热值、降低生物质气化设备的成本。
文档编号C10J3/84GK201530811SQ20092022754
公开日2010年7月21日 申请日期2009年8月20日 优先权日2009年8月20日
发明者夏明贵, 张岩丰, 林文, 焦广亮 申请人:武汉凯迪控股投资有限公司