[实用新型]微波激励熔盐催化重整气化碳基化合物的设备

说明书

技术领域：

本实用新型属于制备清洁燃气和化工合成气的技术领域。具体地说，是通过微波激励熔盐对碳基化合物进行重整气化的设备。

背景技术：

微波具有很强的穿透能力，即“内加热”作用。可透过容器壁选择性地、均匀地加热容器内的可吸收微波能量的物料，避免能量在传导过程中的损失。微波加热技术已经在冶金和陶瓷烧结等领域得到了应用。本技术借鉴了这些成功的经验，转化应用于气化各种碳基化合物。

气化技术从1790年“gasification”一词出现算起，已经研发了二百多年，技术和控制越来越复杂，仍然有不可克服的缺陷。传统气化炉的设计是采用“部分氧化燃烧”过程释放的热能，以维持裂解气化所需的吸热过程。但由于燃烧过程反应迅速，固体燃料转变成气体后的体积快速膨胀，使温度不能集中，放热反应的能量相对不足以维持吸热反应之所需，由此造成吸热裂解反应进行得不完全，表现为产生大量的油烟。传统气化方式如果以空气作为气化剂，会带入氮气，使产品气中氮气比重加大，妨碍后续的化工利用。如果以纯氧作为气化剂，会增加空气分离的电耗，系统构造和操作复杂，基本被国外技术所垄断。

超临界蒸汽重整气化反应器的高压(25～30MPa)和高温(650℃)强氧化环境，不得不使用昂贵的耐腐蚀和耐高压的合金材料做容器。即使如此，材料的腐蚀现象还是令人触目惊心。氧化腐蚀和高压是其安全运行的潜在风险。

发明内容：

发明目的：本实用新型提供一种微波激励熔盐催化重整气化碳基化合物的设备，其目的在于用一种简捷、高效的方法解决以往的各种技术难以克服的各种问题。

技术方案：

一种微波激励熔盐催化重整气化碳基化合物的设备，其特征在于：在一个金属壳体内设有一个以微波惰性和耐热氧化的陶瓷材料制作的反应器，反应器内接有通入多个水蒸汽或其它气化剂的管路，一个螺旋进料器也连在反应器的底部，在反应器的底部还设有排渣口，反应器的上部连通有重整气的出口；在金属壳体上设有微波馈能口设置在与反应器相对应的位置。

微波馈能口相对于柱形的反应器采用x轴、y轴、z轴三维空间布局或二维空间布局。

微波惰性和耐热氧化的陶瓷材料制作的反应器壁，采用的陶瓷材料为三氧化二铝陶瓷、硅酸铝陶瓷、氧化镁陶瓷。

反应器壁外设有保温材料，材料采用三氧化二铝陶瓷、硅酸铝陶瓷、氧化镁陶瓷、二氧化硅等材料制成的多孔隙的构造。

金属壳体上设有低温空气进口和高温空气出口，来进行强制空气冷却循环。

优点及效果：

1、熔融碳酸盐是良好的微波致发热体和传热传质。可以凭借与被加工的物料最全面的接触，将热传递给后者。

2、熔融碳酸盐是很好的重整反应催化剂，且廉价易得、容易回收。

由于微波加热具有选择性激励的特点，催化剂(熔盐和炭)的介电常数大，是电磁能转化的“热点”和电化学反应的“活化中心”。固态或液态碳基化合物在催化剂/反应底物的界面处被分解成气态的低碳烃或焦油气。后者再在微波等离子体中被彻底裂解。采用在高温下是液态催化剂的明显好处是，不受固体催化剂的机械强度、热化学稳定性、重复使用性、与反应物的表面接触性等因素的制约。

3、熔融碳酸盐工艺能把制气与脱硫、除硅渣整合在一起，产品气杂质少、热值高，可直接用于下游生产，简化了净化工序。这一点对高含硫原料，如废旧轮胎和煤炭等的加工尤其有利。

4、工艺操作复杂度低、可控性好。可以与各种气化剂进行联合重整，使重整气中氢气的占比根据原料和下游工艺的要求灵活调整。同时可与CO₂捕获技术结合，减少温室气体排放。

微波的电热转化效率(80～95％)高于其它频段的电磁波。加之可灵活地布局能量场，采用高温无电极放电模式可高效地完成热电化学转化和避免电极问题的困扰，具有其它工艺无可比拟的优势。

5、对被加工原料适用面宽，可利用劣质煤和各种废弃资源，甚至可应用于治理有机废弃物的排放。

附图说明：

图1为本实用新型设备的主要结构示意图。

具体实施方式：