一种废料催化裂解制取可燃气体的设备及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种废料催化裂解制取可燃气体的设备及其方法。
【背景技术】
[0002]能源是人类面临的三大问题之一，现在人类生产。生活所需能源主要来自不可再生“矿物能源” 一一煤、石油；然而煤和石油资源正在不可逆地减少，终有枯竭的一天，并且煤、石油所产生愈来愈严重的环境问题以及潜在的能源危机已得到全社会的关注，因此利用废物(包括废弃植物以及生活垃圾中的有机物等)为材料进行再生能源开发代替当今的煤和石油的生产，其越来越受到人们的关注。
[0003]现有专利号为ZL201310434202.2的中国发明专利公开了《一种垃圾热裂解处理工艺》，包括以下步骤，(I)粗碎，将垃圾送入第一粉碎机中粉碎处理，分拣出石头、砖块及泥沙等无机物；(2)磁选，使用除铁器或者磁选机除去磁性金属；(3)筛分，使用筛分装置对经磁选处理的垃圾进行筛分去除比重大的沙子、泥土及石粒；(4)细碎，将经筛分处理的垃圾送入第二粉碎机中再次粉碎；(5)干燥，将细碎后的垃圾送入干燥机处理，得到有机垃圾料；(6)预热处理，将有机垃圾料送到密封、贫氧的预热处理装置中，在250?450°C的温度下灭菌并部分分解；(7)高温裂解，将经预热处理的有机垃圾料送到密封、贫氧的高温裂解装置中，在900?1100°C的温度下完全裂解，得到混合气体、焦油及焦炭煤。
[0004]又如专利号为ZL00111886.2的中国发明专利公开了《植物材料催化裂解制取可燃气体装置》，其特征在于:设有供植物材料颗粒与催化剂反应的化学裂解炉炉体，炉体上部连接物料给进装置，炉体下部设有残渣排放装置，同时炉体上部还设有可燃气体出口和抽真空口，抽真空口去连接抽真空装置，炉体内部还设置有加热装置。
[0005]然而，上述专利均未对裂解得到的可燃气气体进行进一步处理，其不能直接使用于生产工业中，未实现自动化生产水平。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能够实现自动化生产的废料催化裂解制取可燃气体的设备及其方法。
[0007]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种废料催化裂解制取可燃气体的设备，包括裂解炉，其特征在于:所述废料催化裂解制取可燃气体的设备还包括蓄热除焦器、冷凝除焦器、除尘器、水气分离器和气柜，所述裂解炉的出气口与蓄热除焦器的进气口相连，所述蓄热除焦器的出气口与冷凝除焦器的进气口相连，所述冷凝除焦器的出气口与除尘器的进气口相连，所述除尘器的出气口与水气分离器的进气口相连，所述水气分离器的出气口与用于储存可燃气体的气柜相连。
[0008]为了阻挡从裂解炉出来的混合气中的粉尘以及对混合气中的气化焦油再次裂解，所述蓄热除焦器为双层结构，该蓄热除焦器的外层为由保温材料制成的保温层，该蓄热除焦器的内层为滚筒状结构的炉筛，该炉筛的滚筒壁上形成有网孔，在该炉筛内设置有多个由蓄热材料制成的蓄热体，在蓄热除焦器的端部设有驱动炉筛转动的驱动电机，在蓄热除焦器的外层的上侧设有进气口，在蓄热除焦器的外层的下侧设有出气口，在蓄热除焦器的底部设有排焦口。
[0009]为了增加混合气蓄热除焦器内的流动路径，从而增加混合气在蓄热除焦器内的停留时间，所述炉筛内纵向设有多个隔条，在该炉筛内横向间隔设有用于将所述隔条固定的紧固环。
[0010]为了降低高温混合气的温度，所述冷凝除焦器包括罐体，在罐体内设有连接外部冷却水的循环管道，在该罐体的底部设有水焦油收集器，在该水焦油收集器上部设有压气进气管，在该水焦油收集器的底部设有排焦管。
[0011]进一步地，本发明采用分级降温的方法，即所述冷凝除焦器串联有多个。
[0012]为了保证进料口的最佳位置，且便于送料，所述裂解炉的进料口位于裂解炉的上部，在该裂解炉上纵向设有用于将废料从底部输送至进料口的提升机。
[0013]为了便于排出裂解后的灰烬，所述裂解炉的的出气口位于裂解炉的上部，在该裂解炉的底部设有出灰口，该出灰口连接有出灰绞龙，出灰绞龙的末端连接有蓄灰箱。
[0014]另外，本发明提供了一种基于上述废料催化裂解制取可燃气体的设备制取可燃气体的方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0015](a)、在裂解炉的进料口放入废料，废料在裂解炉裂解，形成混合气；
[0016](b)、步骤(a)中形成的混合气从裂解炉的出气口进入蓄热除焦器的进气口，使该混合气在蓄热除焦器内再次裂解，并进行初步除尘；
[0017](C)、从蓄热除焦器出来的高温混合气经冷凝除焦器冷凝，得到需要温度的可燃气体；
[0018](d)、步骤(C)中得到的可燃气体经除尘器，进一步除尘；
[0019](e)、从除尘器出来的可燃气体经水气分离器，除去可燃气体中的水气；
[0020](f)、从水气分离器出来的可燃气体运输至气柜储存。
[0021]其中，所述步骤(C)中采用分级冷凝方式，即从蓄热除焦器出来的高温混合气依次通过多个冷凝除焦器。
[0022]进一步地，为了解决管道被水焦油堵塞的问题，在所述步骤(C)中，在所述冷凝除焦器的底部形成有水焦油，该水焦油收集到一定量时，采用气压压出的方式进行独立处理。
[0023]与现有技术相比，由于本发明的优点在于:本发明在废料裂解后，利用蓄热除焦器以及冷凝除焦器，对混合气体进一步地除尘、除焦，同时可燃气降温至生产需要的适合温度，再配合除尘器和水气分离器处理，最终将成品的可燃气直接储存至气柜内，在整个过程，使的废料直接转变成了生产需要的可燃气体，实现了废物裂解、二次处理、集气的集成，提高了裂焦自动化水平。
【附图说明】
[0024]图1是本发明设备的结构示意图；
[0025]图2是本发明的方法示意图；
[0026]图3是设有隔离板的蓄热除焦器的结构示意图；
[0027]图4是设有隔条的蓄热除焦器的结构示意图；
[0028]图5是图4中A-A处的剖视简图；
[0029]图6是本发明中冷凝除焦器的结构示意图(管道为循环管道);
[0030]图7是本发明中冷凝除焦器的结构示意图(管道为冷凝管);
[0031]图8是图7中B-B处的剖视简图。
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0033]如图1至8所示，本发明公开了一种废料催化裂解制取可燃气体的设备，包括裂解炉1、蓄热除焦器2、冷凝除焦器3、除尘器4、出灰绞龙6、蓄灰箱7、水气分离器5和气柜8等。
[0034]其中，裂解炉I的出气口与蓄热除焦器2的进气口相连，所述蓄热除焦器2的出气口与冷凝除焦器3的进气口相连，所述冷凝除焦器3的出气口与除尘器4的进气口相连，所述除尘器4的出气口与水气分离器5的进气口相连，所述水气分离器5的出气口与用于储存可燃气体的气柜8相连。
[0035]所述蓄热除焦器2为双层结构，该蓄热除焦器2的外层为由保温材料制成的保温层21，在蓄热除焦器2的外层的上侧设有进气口 23，在蓄热除焦器2的外层的下侧设有出气口 24，在蓄热除焦器2的底部设有排焦口 26，该蓄热除焦器2的内层为滚筒状结构的炉筛22，该炉筛22的滚筒壁上形成有网孔(图3中未标注)，炉筛22内纵向设有多个隔条211，在该炉筛22内横向间隔设有用于将所述隔条211固定的紧固环212(如图4所示)，通过设置隔条211以增加混合气在蓄热除焦器2内的停留时间，在该炉筛22内设置有多个由蓄热材料制成的蓄热体27，所述蓄热体27为蓄热球或者白云石，且该蓄热体可以有多种形状，具体如球形结构、三角形结构、菱形结构等，该蓄热体27塞满了炉筛22内腔，在蓄热除焦器2的顶部开有用于向蓄热除焦器2内放入蓄热体27的放料口 210，蓄热除焦器2在使用过程中，蓄热体27逐渐被磨损，通过设置该放料口 210，从而可以及时向蓄热除焦器2内添加蓄热体27 ;另外，在蓄热除焦器2的端部设有驱动炉筛22转动的驱动电机25，驱动电机25的输出轴28横跨蓄热除焦器2，在该驱动电机25的输出轴28上设有长度不一且交错布置的隔离板29，驱动电机25带动炉筛22在保温层21内转动，从而带动蓄热体27在炉筛22内滚动。由于蓄热除焦器2内部设有蓄热体27，驱动电机25间隔转动，使得蓄热体27在蓄热除焦器内翻动，而从裂解炉I出来的混合气从蓄热除焦器2的进气口 23进入，对蓄热体27进行加热，从而进一步地提高了蓄热除焦器2内部的温度，一般从裂解炉出来的混合气温度为500度，可以将其提高至700度以上，从而使得的混合气内气化焦油再次被裂解；此外，输出轴28上的隔离板29延长了混合气在蓄热除焦器2内的经过路径以及炉筛22上设有的隔条211，最大程度增长了混合气在蓄热除焦器2内的停留时间，提高了裂解程度；同时，蓄热体27还具有阻挡粉尘的作用；而在蓄热除焦器2底部沉积的焦油，通过排焦口 26排出，此过程，蓄热除焦器2能够阻挡95%以上的粉尘以及能使75%以上的气化焦油进行拦截再次裂解。这样大大减少了焦油直接进入管道9的可能性，减轻对管道9堵塞的压力，另外，至蓄热除焦器2中的混合气的温度是裂解炉产生的，蓄热体27的加热是通过该混合气自身实现的，因此，不需要对蓄热除焦器2给予额外的热能，相对于传统裂解方式，充分利用了原有的能源，大大减少了能源的浪费，同时不会产生二次污染及浪费。
[0036]另外，所述冷凝除焦器3包括罐体31，在罐体31的上端设有进气管34，在