本发明涉及一种等离子体裂解渣油与废气的气化装置。
背景技术：
随着世界能源危机和环境污染问题愈演愈烈，燃料能源面临着严峻的挑战，燃烧产生的环境问题已成为社会发展的重要问题，许多地区、城市出现的持续雾霾天气，雾霾的主要成分是悬浮在空气中的有毒PM2.5颗粒，而 PM2.5颗粒主要来源于煤等化石能源的燃烧，而目前这种被破坏的环境正在危害着人类的本身，另外，炼油行业会产生渣油，如何处理渣油也是摆在我们面前必须要解决的新的问题，人们已经清醒地认识到，在满足人类物质文化需要的同时，必须保护人类赖以生存的环境，以达到可持续发展的目的。为此，人们尝试着各种办法来提高燃烧效率并降低其污染物排放量，以达到节省能源和保护环境的目的，但现有技术中，并没公开好的技术方案。
技术实现要素：
本发明根据以上不足，提供了一种等离子体裂解渣油与废气的气化装置。等离子体裂解渣油燃料和废气混合高温气化生产合成气燃烧不产生污染排放，燃烧充分，是清洁能源载体的理想选择，也是替代石油及天然气能源紧缺的一项有益措施，同时，等离子体裂解技术又可以将污染环境的废弃物循环利用，节能减排，降低成本，提高运行可靠性及设备使用寿命，可谓一举多得。因此，使用高效清洁燃烧技术是社会经济发展的迫切需求。
本发明的技术方案是：
一种等离子体裂解渣油与废气的气化装置，其特征是，包括：
裂化燃烧炉，其底部设置有裂化口；
等离子炬，其出口与裂化燃烧炉顶部入口连通，等离子炬能将等离子体高温射流输送到裂化燃烧炉；
渣油管，其进口经液压泵连通渣油桶，其出口与裂化燃烧炉顶部的渣油入口连通，液压泵能将加热的渣油喷入裂化燃烧炉燃烧；
废气管，其进口经气泵连通废气源，其出口与裂化燃烧炉顶部的废气入口连通，气泵能将废气喷入裂化燃烧炉燃烧；
催化石块环形容器，包裹在裂化燃烧炉外围，其顶部设置有燃气出口，催化石块环形容器的底部设置有环形多孔板；
催化石块，放置在催化石块环形容器与裂化燃烧炉形成的夹层内；
气化腔体，其位于催化石块环形容器和裂化燃烧炉的下方；
高温水蒸汽管，其输入口连通高温水蒸汽源，其输出口连通气化腔体；
等离子体高温射流、渣油和废气在裂化燃烧炉内燃烧后经裂化口输出到气化腔体，与高温水蒸汽混合，经环形多孔板、催化石块，从燃气出口输出高温燃气。
本发明通过等离子炬高温射流裂解渣油与废气的活性分子，起激烈反应，形成大量新的燃气分子，起到了降硫降杂降焦的作用。新燃气分子再经高温矿物质催化裂解，基本清除新燃气杂质，生产出清洁的合成燃气，生成气中氢气、甲烷、一氧化碳的含量和化学平衡计算结果符合得非常好，由此可见在高温生成过程中化学平衡起了主要作用。
本发明将渣油燃料加热稀释与废气直接喷入平均温度约摄氏1600度的高温电弧等离子体射流中，燃料剧烈裂解气化，从裂解到气化整个过程在极短时间中完成，反应速率极快。气化出的碳、氢、氧混合离子气体在摄氏 1200度左右的反应区中，与水蒸气反应，自动生成大量的氢气、一氧化碳、甲烷气体。这是化学反应平衡过程自动决定的。同时气体又经过二次高温矿物质的催化裂解，水蒸汽二氧化碳等含硫杂质基本得以分解，成为清洁的合成燃气。
在燃烧炉中，从渣油燃料到生成清洁燃气整个过程仅包含二个阶段，一是渣油燃料和废气进入高温区的裂解气化过程，可以认定为是等离子体射流使渣油燃料裂解为以氢为载体的自由基氢离子和自由电子等，大量实践证明，这一过程由于温度极高、时间极短，人们对它的了解很少，当渣油燃料与废气一当进入到上千度高温区域，在毫秒量级时间内就迅速被裂解气化，气化率100％；第二是形成清洁燃气的过程，也可认定为是含碳氢氧的渣油裂解气体处于1200度左右高温下同水蒸气反应的化学平衡的直接结果。我们都知道水蒸气中含有大量氢元素，结论是在一千多度的高温下水蒸气与裂解气的活性分子起激烈反应，形成大量新的燃气分子，起到了降硫降杂降焦的作用。
为了提高热能的利用，还包括：
热交换器，其输入口连通燃气出口，其输出口输出冷却后的燃气，热交换器内的热交换管能输出热水。燃气可以用于工业和民用燃烧加热。
进一步地，还包括：
热交换环形桶，其包裹在催化石块环形容器外，热交换环形桶内设置有热交换水，热交换环形桶能输出高温水。
热水和高温水可以用于工业也可以用于民用，还可以用于本发明高温水蒸汽的水源。
作为优选，所述裂化燃烧炉的底部为锥形结构，所述裂化口设置在锥形的底部。
作为优选，所述催化石块为钙镁质白云石。
为了减少热量的损坏，所述气化腔体的底部为锥形结构，锥形结构的底部放置有隔热块。
作为优选，所述隔热块为晶体石墨矿物颗粒。
为了方便维修、维护，方便更换晶体石墨矿物颗粒，所述气化腔体锥形结构底部安装有阀门。
本发明具有如下优点：
(a)节省资源，它是由渣油燃料或与废气混合直接生产清洁燃气。进入等离子体炉内的渣油燃料，100％被气化，气化出来的碳氢元素，一般情况下，这个数字极依赖于渣油燃料中氧含量和水蒸气含量，氧含量低，碳氢生成的比例就高；
(b)变废为宝，废物利用，燃料中的渣油可以为更宽的工业中的可燃废液燃料、如电池废液、石油化工废液、废机械润滑油、实验室废液等。废气可以为烟道废气、工业有毒废气等；
(c)生产流程短，混合燃料一步制成清洁燃气；设备小，生产效率高。
(d)十分优良的环保特性，整个生产过程几乎没有三废排放，所产生的气体极99％以上是氢气、一氧化碳和甲烷，还有低于1％的其它烃类有机物，这部分硫和磷等杂质气体，通过钙镁矿物介质催化二次裂解反应后基本上得以清除；
(e)安全节能，高经济效益，气化过程中反应保持相对的常压和无氧条件下进行，消除了高压爆炸风险。
(f)循环利用，高温焦油废水与水蒸气循环回用，用作稀释加热渣油调，气体冷却换热过程还可以回收不少热能，进一步减少过程的能耗。
本发明具有节省资源、变废为宝、安全高效、废气废油同时燃烧的有益效果。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步的说明：
如图所示，一种等离子体裂解渣油与废气的气化装置，包括：
裂化燃烧炉7，底部设置有裂化口71；
等离子炬1，其出口与裂化燃烧炉7顶部入口连通，等离子炬1能将等离子体高温射流输送到裂化燃烧炉7；
渣油管22，其进口经液压泵连通渣油桶，其出口与裂化燃烧炉7顶部的渣油入口连通，液压泵能将加热的渣油喷入裂化燃烧炉7燃烧；
废气管21，其进口经气泵连通废气源，其出口与裂化燃烧炉7顶部的废气入口连通，气泵能将废气喷入裂化燃烧炉7燃烧；
催化石块环形容器4，包裹在裂化燃烧炉7外围，其顶部设置有燃气出口31，催化石块环形容器4的底部设置有环形多孔板42；
催化石块41，放置在催化石块环形容器4与裂化燃烧炉7形成的夹层内；
气化腔体64，其位于催化石块环形容器4和裂化燃烧炉7的下方；
高温水蒸汽管63，其输入口连通高温水蒸汽源，其输出口连通气化腔体 64；
等离子体高温射流、渣油和废气在裂化燃烧炉7内燃烧后经裂化口71 输出到气化腔体64，与高温水蒸汽混合，经环形多孔板42、催化石块41，从燃气出口31输出高温燃气。
还包括：
热交换器32，其输入口连通燃气出口31，其输出口33输出冷却后的燃气，热交换器32内的热交换管34能输出热水。
还包括：
热交换环形桶5，其包裹在催化石块环形容器4外，热交换环形桶5内设置有热交换水，热交换环形桶5能输出高温水。
裂化燃烧炉7的底部为锥形结构，裂化口71设置在锥形的底部。
催化石块41为钙镁质白云石。
气化腔体64的底部为锥形结构，锥形结构的底部放置有隔热块。
隔热块为晶体石墨矿物颗粒。
气化腔体64锥形结构底部安装有阀门61。