热解反应器的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及热解反应器。
【背景技术】
[0002] 随着我国现代化进程的加速，城市生活垃圾已经成为制约绿色城市快速发展的一 个重要因素。目前，世界各国城市垃圾处理方式主要包括卫生填埋、焚烧、堆肥、热解以及垃 圾综合处理等。而我国相关的垃圾分类、垃圾综合利用技术滞后，目前垃圾的主要处理方式 为卫生填埋为主，焚烧、堆肥等方式为辅。并且，随着科技进步和环保意识的增强，"焚烧法" 和"填埋法"给环境带来的破坏作用及威胁人类的身体健康已越来越被人们认识到。一种新 型的技术以替代"焚烧法"和"填埋法"，以减少温室气体排放和消除二噁英污染问题，正被 迫切需要
[0003] 垃圾热解处理技术是指将垃圾在的无氧或缺氧的状态下加热，使之分解。在热解 过程中，其中间产物趋向于两极化变化:一种是从大分子裂解为小分子的裂解过程、另一种 是小分子聚合为大分子的缩聚过程。随着热解温度的升高，垃圾热解主要经历干燥(室温~ 200°C)、干馏(~500°C)和气体生成（~1200Γ)三个阶段。在低温干燥阶段，垃圾中所含的 外水和毛细结构吸附的水分首先被加热蒸发，其次物质中的结构水受热分解。随着水分的 蒸发和热解干馏温度的升高，垃圾热解进入干馏阶段。干馏阶段只要发生内部水和C0 2的析 出、脱氧、脱硫等反应。随着温度的继续升高，干馏阶段产生的小分子物质发生二次裂解，垃 圾热解进入气体生成阶段，生成二次裂解产物。二次反应主要有裂解、脱氢、缩聚、氢化反 应、桥键反应、水碳反应等。二次裂解反应主要产物包括:H 2、CH4、C0等。
[0004] 由于我国垃圾分类措施不完善，致使垃圾本身成分异常复杂，常含有厨余物、塑 料、废旧电池、电路板等等。同时发现垃圾热解产生的焦油成分亦异常复杂，成分分析发现 焦油中含有上百种中物质，包括各种有机酸、酚类、酮类、醛类、PAHs等，其中氯元素和重金 属元素普遍偏高，含水量大约20 %，热值约13~18MJ/Kg，同时因硫化物含量高而导致恶臭， 综合利用难度大。诸多因素致使我国垃圾热解、垃圾综合利用技术很难取得重大突破。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的 在于提出一种热解反应器，该热解反应器可有效抑制油气的二次反应，提高焦油产率，并且 采用了蓄热式无热载体辐射管加热技术，无需气、固热载体，提高了热解气的热值，同时热 解反应器兼顾了设备少，易操作，故障率低等优点。
[0006] 根据本发明的一个方面，本发明提供了一种热解反应器。根据本发明的实施例，热 解反应器包括:热解油气出口；蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管沿所述热解反应器的高度 方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管；油气导出管道，所述 油气导出管道沿所述热解反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平 行的油气导出管道，所述油气导出管道的表面上设置有通孔；以及集气管，所述集气管与所 述油气导出管道和所述热解油气出口相连通。
[0007] 根据本发明实施例的热解反应器，油气导出管道和集气管可将产生的热解油气快 速导出热解反应器，从而降低热解油气的停留时间，抑制热解油气的二次反应，并且采用了 蓄热式无热载体辐射管加热技术，无需气、固热载体，提高了热解气的热值，同时热解反应 器兼顾了设备少，易操作，故障率低等优点。
[0008] 在本发明的一个实施方案中，所述热解反应器具有反应器本体，所述反应本体具 有进料口、出料口和热解油气出口，所述反应器本体内限定出反应空间。
[0009] 在本发明的一个实施方案中，所述蓄热式辐射管的两侧管壁上分别设置有挡板， 所述挡板位于所述油气导出管道的上方，且覆盖所述油气导出管道的全部竖向投影。
[0010] 在本发明的一个实施方案中，所述挡板从所述蓄热式辐射管的管壁的竖直切面的 相切线为起点，呈一定角度向下延伸至所述油气导出管道的竖直切面，所述角度为40-90 度，且不含90度。
[0011] 在本发明的一个实施方案中，所述油气导出管道与邻近的所述蓄热式辐射管之间 的管壁距离为所述油气导出管道管径d的1/2-3倍。
[0012] 在本发明的一个实施方案中，所述油气导出管道与所述蓄热式辐射管平行布置， 且所述蓄热式辐射管的左右两侧对称设置有两根油气导出管道。
[0013] 在本发明的一个实施方案中，同一层的油气导出管连接至同一个热解油气出口。
[0014] 在本发明的一个实施方案中，所述蓄热式辐射管是由蓄热式蜂窝体和辐射管构成 的。
[0015] 根据本发明实施例的热解反应器，至少具有下列优点之一：
[0016] 1)利用热解反应器进行热解，热解产生的热解气热值高，无气体热载体稀释，后续 的热解气冷凝冷量少，净化和除尘等设备管道体积小。
[0017] 2)蓄热式辐射管采用蓄热式蜂窝体，将进燃烧室的燃料和空气预热，降低了排烟 温度，热效率高。
[0018] 3)热解反应器可模块化组合，适合不同垃圾处理量，易于工业化推广。
[0019] 4)采用间壁换热工艺，对垃圾的组分变动不敏感。
[0020] 5)该热解反应器仅需垃圾进行简单的前处理。
[0021] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0022] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得 明显和容易理解，其中：
[0023] 图1显示了根据本发明一个实施例的热解反应器的结构示意图；
[0024]图2显示了根据本发明一个实施例的热解反应器中蓄热式辐射管、挡板和油气导 出管的结构示意图；
[0025]图3显示了根据本发明一个实施例的热解反应器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0027] 在本发明的描述中，术语"纵向"、"横向"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖 直"、"水平"、"顶"、"底"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是 为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对 本发明的限制。
[0028] 需要说明的是，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相 对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以 明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本发明的描述中，除非另有说 明，"多个"的含义是两个或两个以上。
[0029] 根据本发明的一个方面，本发明提供了一种热解反应器。参考图1，根据本发明的 实施例对该热解反应器进行解释说明，该热解反应器包括:热解油气出口 110、蓄热式辐射 管200、油气导出管道300和集气管400,其中，蓄热式辐射管200(在本文中也简称为"辐射 管"）沿热解反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的蓄热式辐 射管200;油气导出管道300沿热解反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向 上彼此平行的油气导出管道，油气导出管道的表面上设置有通孔;集气管400与油气导出管 道300和热解油气出口 110相连通。
[0030] 参考图1，在本发明的一些实施例中，该热解反应器也可以由以下形式提供，该热 解反应器包括：
[0031 ] 反应器本体100，所述反应器本体具有进料口、出料口和热解油气出口，所述反应 器本体内限定出反应空间；
[0032]多层蓄热式辐射管200,所述多层蓄热式辐射管在所述热解反应区中沿所述反应 器本体高度方向间隔分布，每层所述蓄热式辐射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式 辐射管，并且所述多层蓄热式辐射管中的至少一个所述蓄热式辐射管的底部设置有至少一 个热解油气出口；
[0033]油气导出管道300，所述油气导出管道沿所述热解反应器的高度方向多层布置，每 层具有多根在水平方向上彼此平行的油气导出管道，每根所述油气导出管道与所述热解油 气出口连通；
[0034]集气管400,所述集气管与所述油气导出管道相连。
[0035] 由此，根据本发明实施例的热解反应器可有效抑制油气的二次反应，提高焦油产 率，并且采用了蓄热式无热载体辐射管加热技术，无需气、固热载体，提高了热解气的热值， 同时热解反应器兼顾了设备少，易操作，故障率低等优点。
[0036] 此外，利用该热解反应器对垃圾进行热解，垃圾热解温度低，热解效率高，并且可 以实现二噁英零排放。
[0037] 此外，该热解反应器可模块化组合，适合不同垃圾处理量，易于工业化应用。
[0038]根据本发明的具体实施例，反应器本体100进一步包括空气入口 120、燃气入口 130 和烟气出口 140。
[0039]根据本发明的具体实施例，每层辐射管包括多个平行并且均匀分布的辐射管且每 个辐射管与相邻上下两层辐射管中的每一个辐射管平行并且沿反应器本体高度方向错开 分布。由此，可以显者提尚物料的热解效率，进而提尚热解油广率。
[0040]根据本发明的具体实施例，油气导出管道300沿热解反应器的高度方向多层布置， 每层具有多根在水平方向上彼此平行的油气导出管道，油气导出管道的表面上设置有通 孔；油气导出管道300与集气管400连通，集气管40与油气出口 12相连通。由此，通过在辐射 管下端布置油气导出管道30减少焦油在炉膛内的停留时间，避免焦油的二次裂解，提高焦 油产率。根据本发明的具体实施例，油气导出管道300与辐射管200平行布置，且辐射管200 的左右两侧对称设置有两根油气导出管道300。由此，通过在辐射管的两侧布置油气导出管 道30减少了焦油在炉膛内的停留时间，避免焦油的二次裂解，提高焦油产率。
[0041 ]根据本发明的实施例，油气导出管300左右对称设置在每个蓄热式辐射管200的下 方。由此，便于油气导出，减少了焦油在炉膛内的停留时间，避免焦油的二次裂解，提高焦油 产率。
[0042]根据本发明的实施例，油气导出管300与热解油气出口 110的连接方式不受特别的 限制，根据本发明的具体实施例，同一层的油气