一種垃圾熱解和催化裂解系統技術方案

本實用新型專利技術屬于垃圾熱解技術領域，主要是一種基于蓄熱式輻射管加熱的垃圾熱解和催化裂解系統，用于制取清潔可燃氣。本實用新型專利技術針對現有技術的不足，設計并開發一種垃圾熱解和催化裂解系統，該反應系統可進行熱解和催化裂解兩種作業，熱解室產生的油氣，可以進入裂解室進行催化裂解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類，并通過催化裂解的方式，大量產生氫氣，氣體品質高，從而避免了生產熱解油難以利用的問題，真正的實現了垃圾無害化處理和二噁英零排放，變廢為寶，滿足和解決了我國垃圾綜合處理的技術需求。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于垃圾熱解
，主要是一種基于蓄熱式輻射管加熱的垃圾熱解和催化裂解系統，用于制取清潔可燃氣。
技術介紹
隨著我國現代化進程的加速，城市生活垃圾已經成為制約綠色城市快速發展的一個重要因素。目前，世界各國城市垃圾處理方式主要包括衛生填埋、焚燒、堆肥、熱解以及垃圾綜合處理等。而我國相關的垃圾分類、垃圾綜合利用技術滯后，目前垃圾的主要處理方式為衛生填埋為主，焚燒、堆肥等方式為輔。并且，隨著科技進步和環保意識的增強，“焚燒法”和“填埋法”給環境帶來的破壞作用及威脅人類的身體健康已越來越被人們認識到。目前，垃圾熱解處理技術主要有耦合流化床熱解工藝、臥式垃圾連續焚燒工藝等等。垃圾熱解處理技術是指將垃圾在的無氧或缺氧的狀態下加熱，使之分解。在熱解過程中，其中間產物趨向于兩極化變化：一種是從大分子裂解為小分子的裂解過程、另一種是小分子聚合為大分子的縮聚過程。在低溫干燥階段，垃圾中所含的外水和毛細結構吸附的水分首先被加熱蒸發，其次物質中的結構水受熱分解。隨著水分的蒸發和熱解干餾溫度的升高，垃圾熱解進入干餾階段。干餾階段主要發生內部水和CO2的析出、脫氧、脫硫等反應。由于我國垃圾分類措施不完善，致使垃圾本身成分異常復雜，常含有廚余物、塑料、廢舊電池、電路板等等。同時發現垃圾熱解產生的焦油成分亦異常復雜，成分分析發現焦油中含有上百種中物質，包括各種有機酸、酚類、酮類、醛類、PAHs等，其中氯元素和重金屬元素普遍偏高，含水量大約20%，熱值約13~18MJ/Kg，同時因硫化物含量高而導致惡臭，綜合利用難度大。諸多因素致使我國垃圾熱解、垃圾綜合利用技術很難取得重大突破。因此，如何設計一種高效生產清潔可燃氣成為本領域亟需解決的問題。
技術實現思路
本技術針對現有技術的不足，設計并開發一種垃圾熱解和催化裂解系統，該反應系統可進行熱解和催化裂解兩種作業，熱解室產生的油氣，可以進入裂解室進行催化裂解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類，并通過催化裂解的方式，大量產生氫氣，氣體品質高，從而避免了生產熱解油難以利用的問題，真正的實現了垃圾無害化處理和二噁英零排放，變廢為寶，滿足和解決了我國垃圾綜合處理的技術需求。為解決上述技術問題，本技術采用的技術方案為：本技術提供了一種垃圾熱解和催化裂解系統，根據本技術的實施例，該系統包括：料斗；進料器，所述進料器與所述料斗連接；熱解和裂解反應器，包括：進料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口，所述進料口設置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設置在所述裂解室的側壁上；以及：蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述反應器的高度方向多層布置在所述熱解室和所述裂解室內部，每層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管；隔熱磚墻，所述隔熱磚墻設置在所述反應器橫向寬度的2/3處，豎直地貫穿于所述反應器內，將所述反應器的內部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室；催化劑加入裝置，其與所述裂解室連接，用于將裂解催化劑施加于所述裂解室中；連通構件，所述連通構件設置在所述隔熱磚墻的下部，用于將所述熱解室產生的油氣，通過所述連通構件，通入到所述裂解室；噴淋塔，所述噴淋塔與所述裂解氣出口連接；干燥器，所述干燥器與所述噴淋塔連接；燃氣罐，所述燃氣罐與所述干燥器連接。專利技術人發現，根據本技術實施例的系統工藝簡單，操作方便，該反應系統可進行熱解和催化裂解兩種作業，熱解室產生的油氣，可以進入裂解室進行催化裂解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類，并通過催化裂解的方式，大量產生氫氣，氣體品質高，從而避免了生產熱解油難以利用的問題，真正的實現了垃圾無害化處理和二噁英零排放，變廢為寶，滿足和解決了我國垃圾綜合處理的技術需求。同時，該反應器采用了蓄熱式輻射管加熱技術無需氣、固熱載體加熱，提高了反應器的熱效率的同時簡化了系統工藝。根據本技術的實施例，所述連通構件為設置在所述隔熱磚墻上的包括多個孔的孔帶；或者所述連通構件為所述隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口。根據本技術的實施例，所述隔熱磚墻的厚度為5-15cm，所述孔帶的高度為3-15cm，所述孔的直徑為1-3cm，所述開口的高度為3-15cm。根據本技術的實施例，進一步包括燃氣引風機，其中，所述燃氣引風機一端與所述干燥器的出口連接，另一端與所述燃氣罐的進口連接。根據本技術的實施例，所述系統還包括壓縮脫水器，所述壓縮脫水器與所述料斗相連；氣化爐，所述氣化爐分別與所述蓄熱式輻射管的燃氣入口和半焦輸送裝置連接；廢熱鍋爐，所述廢熱鍋爐與所述蓄熱式輻射管的煙氣出口相連接。根據本技術的實施例，所述催化劑加入裝置包括：催化劑料斗；催化劑主管，所述催化劑主管與所述催化劑料斗相連；催化劑支管，所述催化劑支管與所述催化劑主管相連通，所述催化劑支管穿過所述反應器裂解室的壁并延伸至所述裂解室內部；多個催化劑噴射件，所述催化劑噴射件設置在所述催化劑支管上，且位于所述裂解室內部；優選的，所述催化劑支管為多個并沿所述催化劑主管的長度方向彼此平行布置，所述催化劑支管設置在所述蓄熱式輻射管的層間；優選的，所述催化劑噴射件包括催化劑噴出管道和設置在所述催化劑噴出管道上的噴嘴，所述噴嘴上設置有調節閥。根據本技術的實施例，所述料斗通過所述進料器與所述進料口相連。根據本技術的實施例，所述系統還包括半焦出口，所述半焦出口設置在所述熱解室的下部，所述半焦出口與所述半焦輸送裝置連接。在本技術的另一個方面，本技術提供了一種利用前面所述的系統進行垃圾熱解和催化裂解的方法。根據本技術的實施例，該方法包括以下步驟：a.將垃圾顆粒通過進料口加入到反應器中，在所述反應器的熱解室中完成熱解過程；b.熱解產生的油氣，通過所述反應器隔熱磚墻上設置的連通構件，進入到所述反應器的裂解室；c.所述熱解產生的油氣進入到所述裂解室內，催化劑加入裝置將催化劑噴灑于所述裂解室中，所述熱解油氣在所述裂解室內完成催化裂解過程，產生裂解氣；d．所述裂解氣通過裂解氣出口進入到噴淋塔中，對所述裂解氣進行凈化處理；e．經凈化的凈裂解氣進入干燥器中，對所述凈裂解氣進行干燥處理；f．干燥后的裂解氣經燃氣引風機進入燃氣罐中，進行儲存。根據本技術的實施例，所述步驟a中，所述垃圾顆粒從所述反應器上部的所述進料口加入到所述反應器中，并被所述反應器內的蓄熱式輻射管打散，熱解半焦從所述反應器底部的半焦出口排出；所述步驟a中，所述垃圾顆粒被所述反應器熱解室中的所述蓄熱式輻射管加熱到500-600℃，所述步驟b中，所述熱解油氣被所述反應器裂解室中的所述蓄熱式輻射管加熱到600-900℃；所述步驟c中，所述催化劑通過催化劑噴射件均勻地噴灑于所述裂解室中；優選的，所述垃圾顆粒的粒度為10mm以下。本技術的有益效果在于：1）采取蓄熱式輻射管下行床工藝加熱10mm以下的垃圾，溫度分布均勻，加熱效果好，反應系統結構簡單，操作方便；2）反應器分為熱解室和裂解室，熱解室產生的油氣，可在裂解室進行深度催化裂解，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類，并通過催化裂解的方式，產生大量氫氣，燃氣品質高；3）該反應系統可產生大量的裂解氣產品，避免了熱解油難以利用的問題，真正實現了垃圾的無害化處理，變廢為寶；4）垃圾低溫熱解，實現本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種垃圾熱解和催化裂解系統，其特征在于,包括：料斗；進料器，所述進料器與所述料斗連接；熱解和裂解反應器，包括：進料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口，所述進料口設置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設置在所述裂解室的側壁上；以及：蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述反應器的高度方向多層布置在所述熱解室和所述裂解室內部，每層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管；隔熱磚墻，所述隔熱磚墻設置在所述反應器橫向寬度的2/3處，豎直地貫穿于所述反應器內，將所述反應器的內部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室；催化劑加入裝置，其與所述裂解室連接，用于將裂解催化劑施加于所述裂解室中；所述催化劑加入裝置包括：催化劑料斗；催化劑主管，所述催化劑主管與所述催化劑料斗相連；催化劑支管，所述催化劑支管與所述催化劑主管相連通，所述催化劑支管穿過所述反應器裂解室的壁并延伸至所述裂解室內部；多個催化劑噴射件，所述催化劑噴射件設置在所述催化劑支管上，且位于所述裂解室內部；所述催化劑支管為多個并沿所述催化劑主管的長度方向彼此平行布置，所述催化劑支管設置在所述蓄熱式輻射管的層間；所述催化劑噴射件包括催化劑噴出管道和設置在所述催化劑噴出管道上的噴嘴，所述噴嘴上設置有調節閥；連通構件，所述連通構件設置在所述隔熱磚墻的下部，用于將所述熱解室產生的油氣，通過所述連通構件，通入到所述裂解室；噴淋塔，所述噴淋塔與所述裂解氣出口連接；干燥器，所述干燥器與所述噴淋塔連接；燃氣罐，所述燃氣罐與所述干燥器連接。...

【技術特征摘要】
1.一種垃圾熱解和催化裂解系統，其特征在于,包括：料斗；進料器，所述進料器與所述料斗連接；熱解和裂解反應器，包括：進料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口，所述進料口設置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設置在所述裂解室的側壁上；以及：蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述反應器的高度方向多層布置在所述熱解室和所述裂解室內部，每層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管；隔熱磚墻，所述隔熱磚墻設置在所述反應器橫向寬度的2/3處，豎直地貫穿于所述反應器內，將所述反應器的內部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室；催化劑加入裝置，其與所述裂解室連接，用于將裂解催化劑施加于所述裂解室中；所述催化劑加入裝置包括：催化劑料斗；催化劑主管，所述催化劑主管與所述催化劑料斗相連；催化劑支管，所述催化劑支管與所述催化劑主管相連通，所述催化劑支管穿過所述反應器裂解室的壁并延伸至所述裂解室內部；多個催化劑噴射件，所述催化劑噴射件設置在所述催化劑支管上，且位于所述裂解室內部；所述催化劑支管為多個并沿所述催化劑主管的長度方向彼此平行布置，所述催化劑支管設置在所述蓄熱式輻射管的層間；所述催化劑噴射件包括催化劑噴出管道和設置在所述催化劑噴出管道上的噴嘴，所述噴嘴上設置有調節閥；連通構件，所述連通構件設置在所述隔熱磚墻的下部，用于將...

【專利技術屬性】
技術研發人員：耿層層，陳水渺，肖磊，薛遜，吳道洪，
申請(專利權)人：北京神霧環境能源科技集團股份有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11