裂解气化装置的制作方法

本发明涉及垃圾处理领域，具体涉及裂解气化装置。

背景技术：

现有技术中通过裂解气化炉对垃圾进行裂解气化，形成固态的炉渣和气态的可燃气，该可燃气可以用于内燃机发电，进行能量利用。

裂解气化产生的可燃气中会含有一定量的焦油，焦油成分复杂，含氧量高，具有刺激性气味，焦油的存在严重影响设备的正常运行，而且会对环境和人体健康造成严重的危害。一般的水洗的净化过程难以将焦油去除干净，因此，裂解气化产生的可燃气用于内燃机发电对内燃机造成了严重的损害，且影响整个持续发电的过程。此外，大量的焦油带走了大量的能源，严重影响整个垃圾气化的能源利用效率

技术实现要素：

本发明针对上述问题，克服至少一个不足，提出了一种裂解气化装置。

本发明采取的技术方案如下：

一种裂解气化装置，包括：

裂解气化炉，用于垃圾的裂解气化，将垃圾裂解气化成可燃气和炉渣，所述裂解气化炉包括可燃气出口；

催化重整罐，通过管路与所述可燃气出口连通，用于对来自裂解气化炉的可燃气中的焦油进行催化重制，所述催化重整罐包括重整气体出口；

缓冲罐，进气口与所述重整气体出口连通，用于对来自催化重整罐的气体进行缓冲；

水冷塔，进气口与所述缓冲罐的出气口连通，用于通过循环水间接对来自缓冲罐的气体进行降温；

第一过滤净化罐，包括第一喷淋系统，第一过滤净化罐的进气口与所述水冷塔的出气口连通，所述第一喷淋系统用于喷水，通过水洗洗涤净化来自水冷塔的气体；

脱硫塔，进气口与所述第一过滤净化罐的出气口连通，用于对来自第一过滤净化罐的气体进行脱硫操作；

风冷塔，进气口与脱硫塔的出气口连通，用于进一步冷却来自脱硫塔的气体；

第二过滤净化罐，包括活性炭，第二过滤净化罐的进气口与风冷塔的出气口连通；

水汽分离器，进气口与所述第二过滤净化罐的出气口连通，用于分离出来自第二过滤净化罐的气体中的水蒸气。

本申请的裂解气化装置主要通过催化重整罐对可燃气中的焦油进行重整和处置，并经过降温、净化等进一步的操作从而可以获得较为纯净的可燃气，更加适用于用内燃机进行发电。

实际运用时，裂解气化炉还包括进料装置和出渣装置，上部或顶部还具有安全阀。

实际运用时，缓冲罐还可以设置对流结构，通过对流空气给气体降温。实际运用时，优选的，水冷塔将气体降温到45℃～55℃。本申请的第一过滤净化罐通过第一喷淋系统能够较好的将气体中的焦油及灰尘进行较好的去除，且第一喷淋留下的水，经油水分离后能够循环使用。本申请的风冷塔能够利用空气自然风进一步降低气体温度，使之接近空气温度；第二过滤净化罐的通过活性炭的吸附效果能够进一步净化气体；通过水汽分离器能够将净化后气体中的水蒸气成分分离下来，提高可燃气质量。

于本发明其中一实施例中，所述催化重整罐包括罐体，罐体侧壁具有可燃气接收口、空气喷射口、蒸汽喷射口以及重整气体出口，罐体内还安装有催化剂床，所述催化剂床上具有镍基泡沫陶瓷催化剂，所述可燃气接收口、空气喷射口和蒸汽喷射口位于催化剂床的上方，所述重整气体出口位于催化剂床的上方。

通过镍基泡沫陶瓷能够对可燃气中的焦油进行催化重制。在焦油的气化过程中，通入适量的空气，用于燃烧催化剂表面积碳和保证反应器中的温度维持在一定范围内，可以抑制积碳的进一步生成，延长了催化剂的使用寿命。本申请以水蒸气为气化剂，适量通入水蒸气有利于提高气化效率。

于本发明其中一实施例中，所述罐体具有保温层，所述催化剂上安装有温度传感器。

设置保温层能够保温，降低热量流失，设置温度传感器用以检测整个催化重整罐内的温度并加以控制。实际运用时，催化重整罐的热源主要来自于外部热源，也可进一步充分利用裂解气化炉燃烧垃圾的热源。

于本发明其中一实施例中，所述空气喷射口用于倾斜向上喷射空气，所述蒸汽喷射口用于倾斜向上喷射蒸汽，空气喷射口和蒸汽喷射口均位于所述可燃气接收口的下方，所述可燃气接收口用于水平喷射来自裂解气化炉的可燃气。

这样设置能够使空气、蒸汽以及可燃气充分混合进入催化剂床。

于本发明其中一实施例中，所述罐体的下部逐渐收缩，最低端具有固渣排出口。

催化重整罐工作会产生固渣及焦油，通过下部逐渐收缩能够汇聚在固渣排出口，实际运用时定期打开固渣排出口来排出固渣和焦油。

于本发明其中一实施例中，所述催化剂负载量为3％～4％；空气喷射口喷射空气的当量系数为0～0.4；所述催化剂床处的反应温度控制在700℃～750℃。

催化剂负载量为3％～4％指的是催化剂的质量与催化剂床质量比为3％～4％；空气喷射口喷射空气的当量系数指的是在焦油气化过程中，实际提供的空气量与完全燃烧时消耗空气量的比值。催化剂负载量为3％～4％，使裂解气中焦油的催化重整具有较高的活性和较好的稳定性。当通入过量的空气，大量的氮气随着空气进入反应器中，氮气不但不参加反应还要带走部分热量，降低了化剂床表面温度，进而影响催化剂催化效率。此外，过多的空气消耗了反应器中的h2和co，导致气体热值和h2含量快速降低，而co2大量增加。因此，空气喷射口空气当量系数为0-0.4，优选0.15。实际运用时，优选s/c＝1，即反应底物焦油与催化剂的质量比为1，其中焦油含量为经验值。来自裂解气化炉的气体的温度在800℃左右，当通入适量空气和水蒸气后，催化重整罐中的反应温度在700℃～750℃，优选700℃。通过上述参数的控制能够控制自重整气体出口排出可燃气的气体组分和有效去除气体中的焦油。

本申请的焦油的催化重整过程中通过对催化剂、空气当量、s/c比、反应温度等关键参数进行控制，可优化可燃气气体组分，可燃气的热值更高，含杂率更低。

于本发明其中一实施例中，所述脱硫塔有多个，依次连接，其中一端的脱硫塔与第一过滤净化罐对接，另一端的脱硫塔与风冷塔对接。

多个脱硫塔的设计是为了提高净化效果。

于本发明其中一实施例中，所述第二过滤净化罐有多个，依次连接，其中一端的第二过滤净化罐与风冷塔对接，另一端的第二过滤净化罐与水汽分离器对接。

多个第二过滤净化罐的设计是为了提高净化效果。

于本发明其中一实施例中，所述脱硫塔包括第二喷淋系统，所述第二喷淋系统用于喷射氢氧化钾溶液。

生活垃圾裂解气中的含硫污染物主要是二氧化硫和硫化氢，二氧化硫可能在燃烧中产生，硫化氢是垃圾腐烂臭味的主要成分，是易燃气体。气体通过脱硫塔的喷淋，二氧化硫等溶解在水中形成亚硫酸，并与氢氧化钾反应生成完全溶解于水中的硫酸钾。

于本发明其中一实施例中，所述裂解气化炉包括炉体，所述炉体上部或顶端具有喷料口。

催化重整罐中排出的固渣和焦油，水冷塔和第一过滤净化罐分离出的焦油以及第二过滤净化罐中的活性炭(活性炭吸附的成分也是可燃、可裂解的)可以选择性的通过喷射口投入裂解气化炉进行再次裂解气化过程。

本发明的有益效果是：本申请的裂解气化装置主要通过催化重整罐对可燃气中的焦油进行重整和处置，并经过降温、净化等进一步的操作从而可以获得较为纯净的可燃气，更加适用于用内燃机进行发电。

附图说明：

图1是本发明裂解气化装置的示意图。

图中各附图标记为：

1、裂解气化炉；2、催化重整罐；3、缓冲罐；4、水冷塔；5、第一过滤净化罐；6、脱硫塔；7、风冷塔；8、第二过滤净化罐；9、水汽分离器；10、进料装置；11、出渣装置；12、可燃气出口；13、喷料口；14、安全阀；15、可燃气接收口；16、重整气体出口；17、空气喷射口；18、蒸汽喷射口；19、温度传感器；20、催化剂床；21、保温层；22、罐体；23、固渣排出口。

具体实施方式：

下面结合各附图，对本发明做详细描述。

如图1所示，一种裂解气化装置，包括：

裂解气化炉1，用于垃圾的裂解气化，将垃圾裂解气化成可燃气和炉渣，裂解气化炉1包括可燃气出口12；

催化重整罐2，通过管路与可燃气出口12连通，用于对来自裂解气化炉1的可燃气中的焦油进行催化重制，催化重整罐2包括重整气体出口16；

缓冲罐3，进气口与重整气体出口16连通，用于对来自催化重整罐2的气体进行缓冲；

水冷塔4，进气口与缓冲罐3的出气口连通，用于通过循环水间接对来自缓冲罐3的气体进行降温；

第一过滤净化罐5，包括第一喷淋系统，第一过滤净化罐5的进气口与水冷塔4的出气口连通，第一喷淋系统用于喷水，通过水洗洗涤净化来自水冷塔4的气体；

脱硫塔6，进气口与第一过滤净化罐5的出气口连通，用于对来自第一过滤净化罐5的气体进行脱硫操作；

风冷塔7，进气口与脱硫塔6的出气口连通，用于进一步冷却来自脱硫塔6的气体；

第二过滤净化罐8，包括活性炭，第二过滤净化罐8的进气口与风冷塔7的出气口连通；

水汽分离器9，进气口与第二过滤净化罐8的出气口连通，用于分离出来自第二过滤净化罐8的气体中的水蒸气。

本申请的裂解气化装置主要通过催化重整罐2对可燃气中的焦油进行重整和处置，并经过降温、净化等进一步的操作从而可以获得较为纯净的可燃气，更加适用于用内燃机进行发电。

实际运用时，裂解气化炉1还包括进料装置10和出渣装置11，上部或顶部还具有安全阀14。

实际运用时，缓冲罐3还可以设置对流结构，通过对流空气给气体降温。实际运用时，优选的，水冷塔4将气体降温到45℃～55℃。本申请的第一过滤净化罐5通过第一喷淋系统能够较好的将气体中的焦油及灰尘进行较好的去除，且第一喷淋留下的水，经油水分离后能够循环使用。本申请的风冷塔7能够利用空气自然风进一步降低气体温度，使之接近空气温度；第二过滤净化罐8的通过活性炭的吸附效果能够进一步净化气体；通过水汽分离器9能够将净化后气体中的水蒸气成分分离下来，提高可燃气质量。

于本实施例中，催化重整罐2包括罐体22，罐体22侧壁具有可燃气接收口15、空气喷射口17、蒸汽喷射口18以及重整气体出口16，罐体22内还安装有催化剂床20，催化剂床20上具有镍基泡沫陶瓷催化剂，可燃气接收口15、空气喷射口17和蒸汽喷射口18位于催化剂床20的上方，重整气体出口16位于催化剂床20的上方。

通过镍基泡沫陶瓷能够对可燃气中的焦油进行催化重制。在焦油的气化过程中，通入适量的空气，用于燃烧催化剂表面积碳和保证反应器中的温度维持在一定范围内，可以抑制积碳的进一步生成，延长了催化剂的使用寿命。本申请以水蒸气为气化剂，适量通入水蒸气有利于提高气化效率。

于本实施例中，罐体22具有保温层21，催化剂上安装有温度传感器19。

设置保温层21能够保温，降低热量流失，设置温度传感器19用以检测整个催化重整罐2内的温度并加以控制。实际运用时，催化重整罐2的热源主要来自于外部热源，也可进一步充分利用裂解气化炉1燃烧垃圾的热源。

于本实施例中，空气喷射口17用于倾斜向上喷射空气，蒸汽喷射口18用于倾斜向上喷射蒸汽，空气喷射口17和蒸汽喷射口18均位于可燃气接收口15的下方，可燃气接收口15用于水平喷射来自裂解气化炉1的可燃气。

这样设置能够使空气、蒸汽以及可燃气充分混合进入催化剂床20。

于本实施例中，罐体22的下部逐渐收缩，最低端具有固渣排出口23。

催化重整罐2工作会产生固渣及焦油，通过下部逐渐收缩能够汇聚在固渣排出口23，实际运用时定期打开固渣排出口23来排出固渣和焦油。

于本实施例中，催化剂负载量为3％～4％；空气喷射口17喷射空气的当量系数为0～0.4；催化剂床20处的反应温度控制在700℃～750℃。

催化剂负载量为3％～4％指的是催化剂的质量与催化剂床20质量比为3％～4％；空气喷射口17喷射空气的当量系数指的是在焦油气化过程中，实际提供的空气量与完全燃烧时消耗空气量的比值。催化剂负载量为3％～4％，使裂解气中焦油的催化重整具有较高的活性和较好的稳定性。当通入过量的空气，大量的氮气随着空气进入反应器中，氮气不但不参加反应还要带走部分热量，降低了化剂床表面温度，进而影响催化剂催化效率。此外，过多的空气消耗了反应器中的h2和co，导致气体热值和h2含量快速降低，而co2大量增加。因此，空气喷射口17空气当量系数为0-0.4，优选0.15。实际运用时，优选s/c＝1，即反应底物焦油与催化剂的质量比为1，其中焦油含量为经验值。来自裂解气化炉1的气体的温度在800℃左右，当通入适量空气和水蒸气后，催化重整罐2中的反应温度在700℃～750℃，优选700℃。通过上述参数的控制能够控制自重整气体出口16排出可燃气的气体组分和有效去除气体中的焦油。

本申请的焦油的催化重整过程中通过对催化剂、空气当量、s/c比、反应温度等关键参数进行控制，可优化可燃气气体组分，可燃气的热值更高，含杂率更低。

于本实施例中，脱硫塔6有多个，依次连接，其中一端的脱硫塔6与第一过滤净化罐5对接，另一端的脱硫塔6与风冷塔7对接。

多个脱硫塔6的设计是为了提高净化效果。

于本实施例中，第二过滤净化罐8有多个，依次连接，其中一端的第二过滤净化罐8与风冷塔7对接，另一端的第二过滤净化罐8与水汽分离器9对接。

多个第二过滤净化罐8的设计是为了提高净化效果。

于本实施例中，脱硫塔6包括第二喷淋系统，第二喷淋系统用于喷射氢氧化钾溶液。

生活垃圾裂解气中的含硫污染物主要是二氧化硫和硫化氢，二氧化硫可能在燃烧中产生，硫化氢是垃圾腐烂臭味的主要成分，是易燃气体。气体通过脱硫塔6的喷淋，二氧化硫等溶解在水中形成亚硫酸，并与氢氧化钾反应生成完全溶解于水中的硫酸钾。

于本实施例中，裂解气化炉1包括炉体，炉体上部或顶端具有喷料口13。催化重整罐2中排出的固渣和焦油，水冷塔4和第一过滤净化罐5分离出的焦油以及第二过滤净化罐8中的活性炭(活性炭吸附的成分也是可燃、可裂解的)可以选择性的通过喷射口投入裂解气化炉1进行再次裂解气化过程。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。