一种用于水泥行业碳减排的新型反应器

1.本实用新型属于化工设备领域，涉及反应器，尤其是一种用于水泥行业碳减排的新型反应器。


背景技术：

2.传统工业制水泥主要以高温分解碳酸钙的方法为主，碳酸钙分解产生氧化钙不仅需要大量的热量，而且还伴随着大量粉尘和二氧化碳气体的产生，这种方法不仅能耗高、浪费资源严重，还容易造成温室效应，不符合节能减排、绿色低碳的环保发展要求。
3.另外，合成气是一种以氢气、一氧化碳为主要组分供化学合成用的一种原料气，合成气的生产和应用在化学工业中具有极为重要的地位。合成气的原料范围很广，可由煤或焦炭等固体燃料气化产生，也可由天然气和石脑油等轻质烃类制取，还可由重油经部分氧化法生产。但是以上方法对煤炭资源的依赖程度较高，并且在生产过程中会产生大量温室气体，同样不复合工业向节能减排、绿色低碳发展的要求。
4.综上所述，本专利申请以工业生产水泥的副产物二氧化碳为原料，通过甲烷和二氧化碳反应生产合成气，创新了一种用于水泥行业碳减排的新型反应器，并且结合了催化合成方法，在使用过程中高效方便且绿色环保，具有良好的工业前景以及对于节能减排、绿色低碳具有重要转化应用意义。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种用于水泥行业碳减排的新型反应器，设计科学合理、结构简单、使用便捷高效，结合工业制水泥的副产物二氧化碳以及甲烷和二氧化碳反应生产合成气，进一步提高了物质传递和能量传递的效率，并且促进了节能减排、绿色低碳的高效发展。
6.本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
7.一种用于水泥行业碳减排的新型反应器，包括流化床反应器，在该流化床反应器内套装有固定床反应器，在流化床反应器的下部一侧设置有原料碳酸钙的进料口，在该进料口的下部所述流化床反应器下部的两侧分别设置有甲烷进气口和氧气进气口，在所述固定床反应器的顶部开设有混合气体入口，用来让二氧化碳进入到固定床反应器内，所述固定床反应器的出口与所述流化床反应器底部相通设置有合成气出口，氧化碳和甲烷在催化剂的作用下生成的合成气从该出口排放，在所述流化床反应器的上部与所述进料口侧对应设置有出料口，即碳酸钙高温分解产生的氧化钙则由该出料口排出，用于后续水泥的生产。
8.而且，在所述的流化床反应器内部上端，所述固定床反应器的顶部混合气体入口两侧设置有气体分流入口，在固定床反应器的顶部混合气体入口处设置有滤网，用来防止氧化钙粉尘进入到固定床反应器内，在所述固定床反应器内部设置有用于放置催化剂的催化床层。
9.本实用新型的优点和积极效果是：
10.本发明的新型碳减排反应器，创新的将流化床反应器和固定床反应器放在一个反应器中，将碳酸钙以及甲烷和氧气一次性通入反应器中，使的高温分解碳酸钙的过程和甲烷和二氧化碳生成合成气的过程有机的结合在一起，让原本高温分解碳酸钙产生的副产物二氧化碳，用于合成气的生产，提高了反应过程中的能量和质量传递效率。该新型碳减排反应器不仅提高了二氧化碳的利用率，而且达到了节能减排、绿色低碳的发展要求，具有较好的工业前景和良好的经济效益，适用于转化应用推广。
附图说明
11.图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
12.下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
13.一种用于水泥行业碳减排的新型反应器，如图1所示，包括流化床反应器8，在该流化床反应器内套装有固定床反应器6，在流化床反应器的下部一侧设置有进料口1，在该进料口的下部所述流化床反应器下部的两侧分别设置有甲烷进气口2和氧气进气口21，在所述固定床反应器的顶部开设有混合气体入口9，所述固定床反应器的出口与所述流化床反应器底部相通设置有合成气出口5，在所述流化床反应器的上部与所述进料口侧对应设置有出料口3。
14.在所述的流化床反应器内部上端，所述固定床反应器的顶部混合气体入口两侧设置有气体分流入口91，在固定床反应器的顶部混合气体入口处设置有滤网4，在所述固定床反应器内部设置有用于放置催化剂的催化床层7。
15.本实用新型的工作过程：
16.原料碳酸钙从进料口进入，向甲烷进气口和氧气进气口分别通入甲烷和氧气，甲烷和氧气与碳酸钙反应后产生的二氧化碳从气体分流入口汇入混合气体入口，使得二氧化碳进入固定床反应器内进行催化反应，在固定床反应器的顶部混合气体入口处设置有滤网用来防止氧化钙粉尘进入到固定床反应器内，在固定床反应器内部设置有用于放置催化剂的催化床层，二氧化碳和甲烷在催化床层的催化剂的作用下生成合成气，最后在固定床底部合成气出口排出，而碳酸钙高温分解产生的氧化钙则由反应器上部的侧面出料口排出，用于后续水泥的生产。
17.尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例所公开的内容。


技术特征：
1.一种用于水泥行业碳减排的新型反应器，其特征在于：包括流化床反应器，在该流化床反应器内套装有固定床反应器，在流化床反应器的下部一侧设置有进料口，在该进料口的下部所述流化床反应器下部的两侧分别设置有甲烷进气口和氧气进气口，在所述固定床反应器的顶部开设有混合气体入口，所述固定床反应器的出口与所述流化床反应器底部相通设置有合成气出口，在所述流化床反应器的上部与所述进料口侧对应设置有出料口。2.根据权利要求1所述的一种用于水泥行业碳减排的新型反应器，其特征在于：在所述的流化床反应器内部上端，所述固定床反应器的顶部混合气体入口两侧设置有气体分流入口。3.根据权利要求1或2所述的一种用于水泥行业碳减排的新型反应器，其特征在于：在固定床反应器的顶部混合气体入口处设置有滤网。4.根据权利要求1-2任意一项所述的一种用于水泥行业碳减排的新型反应器，其特征在于：在所述固定床反应器内部设置有用于放置催化剂的催化床层。

技术总结
本实用新型涉及一种用于水泥行业碳减排的新型反应器，包括流化床反应器，在该流化床反应器内套装有固定床反应器，在流化床反应器的下部一侧设置有进料口，在该进料口的下部所述流化床反应器下部的两侧分别设置有甲烷进气口和氧气进气口，在所述固定床反应器的顶部开设有混合气体入口，所述固定床反应器的出口与所述流化床反应器底部相通设置有合成气出口，在所述流化床反应器的上部与所述进料口侧对应设置有出料口。本发明的新型碳减排反应器，创新将流化床反应器和固定床反应器放在一个反应器中，不仅提高了二氧化碳的利用率，且达到了节能减排、绿色低碳的发展要求，具有较好的工业前景和良好的经济效益，适用于转化应用推广。用推广。用推广。


技术研发人员：高新华 黄祥杰 张兴军 李广宇 段斌 张建利 马清祥 范素兵 何育荣 杨晓娇 赵天生
受保护的技术使用者：宁夏大学
技术研发日：2022.03.02
技术公布日：2022/7/22