[发明专利]生物质及多种废弃物精确控制富氧高温裂解反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种裂解反应器，更具体地说，涉及一种生物质及多种废弃物精确控制富氧 高温裂解反应器。

背景技术

随着经济的迅速发展，人类生产、生活所产生的废弃物越来越多，例如生活垃圾(如餐 厨垃圾等)、农业废弃物(如秸秆等)、林业废弃物(如橡胶树等)和工业废弃物(如污泥、 地板木粉等)以及各种生物质等等，这些废弃物如果不能妥善处理就会对环境造成严重污染。

对于这些废气物的处理，传统做法主要有掩埋和焚烧等，但这些方法或多或少都会对环 境造成污染，例如垃圾填埋会污染水体和土壤，焚烧会污染空气等等。事实上，这些生物质 及其他废弃物也是一种可再生能源，近年来，围绕生物质及其他废弃物的裂解气化利用备受 人们关注，因为采用这种裂解气化的处理方式不仅有利于环境保护，还可以获得宝贵的能源。

裂解气化的基本原理是将生物质及其他废弃物置于半缺氧状态下进行裂解、氧化还原反 应(也称为无火焰燃烧)，使这些废弃物中固有的碳水化合物转化为一氧化碳、氢气和甲烷等 多种可燃气体，将废弃物中的能量全部转化为可燃性气体后，再利用这些可燃性气体提供热 能。

但是，由于技术不够成熟，导致生物质及其他废弃物的裂解反应设备未能广泛推广使用。 现有的裂解反应设备主要存在以下缺点：

1)现有的裂解反应设备不具有通用性，即生物质裂解反应设备不能适用于生活垃圾等废 弃物的裂解反应，生活垃圾裂解反应设备也不能适用于生物质等的裂解反应；而大多情况下， 生物质及多种废弃物会同时存在，因此这些反应器无法到达预期的气化效果；

2)现有的裂解反应设备通过空气提供反应所需的氧气，反应不完全，尤其对于生活垃圾 等废弃物而言，会产生二噁英、氮氧化物等有害气体，对环境造成二次污染，达不到排放标 准；而且裂解产生的可燃气体纯度较低，燃烧热值低；

3)焦油含量较高，尤其对于秸秆等生物质来说，其极易产生焦油，堵塞管道，且难于处 理，不仅造成资源浪费，还会对环境造成二次污染；

4)现有的裂解反应设备的内部结构不合理，反应面积小，气化效率低，对于粉状的木粉 来说，基本上无法实现裂解气化。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有的裂解反应设备存在的上述不足，提供一种生物质及多种废 弃物精确控制富氧高温裂解反应器，采用本发明的技术方案，在富氧状态下，可同时对生物 质及多种废弃物进行高温裂解反应，且裂解反应充分完全，焦油含量很低，并且减少了氮氧 化物及二噁英的产生，燃气成分中的环境指标比欧盟环境标准还低，满足了环保要求；同时 通过二次高温裂解反应大幅提高了可燃气体的燃烧热值，裂解气化效率高，还可以二次合成 甲醇，应用范围广泛，具有良好的推广应用前景。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种生物质及多种废弃物精确控制富氧高温裂解反应器，包括反应器主体、进 料装置、炉排、卸料装置和输气管，所述的进料装置设于反应器主体的上部，用于向反应器 主体内输送物料，所述的炉排设于反应器主体的内部，所述的卸料装置设于反应器主体的下 部，用于将炉排上落下的反应灰向外排出，还包括富氧供给装置和二次高温裂解管，所述的 富氧供给装置连接在炉排的下方，所述的二次高温裂解管设于反应器主体的内部，且二次高 温裂解管的一端连接反应器主体上部的燃气出口，另一端连接输气管；所述的富氧供给装置 向反应器主体内输送高浓度富氧气体，并精确控制进入反应器主体内的氧气量，在富氧状态 下，炉排上的物料与氧气产生高温裂解反应生成粗燃气，该粗燃气经过反应器主体上部的燃 气出口进入二次高温裂解管二次高温裂解后形成高热值的精品燃气。

更进一步地，所述的反应器主体上部的燃气出口与二次高温裂解管之间还设有旋风分离 器；所述的反应器主体的上部还设有泄压装置，该泄压装置为水封。

更进一步地，所述的反应器主体的内部偏上的位置处还设有用于刮平物料的平料装置。

更进一步地，所述的反应器主体的外壁上还设有料位计和热电偶，所述的热电偶在反应 器主体的上下方向上间隔设置多个。

更进一步地，所述的反应器主体的底部还设有补蒸汽装置。

更进一步地，所述的富氧供给装置中输送的高浓度富氧气体的氧含量不低于93％。