一種有機(jī)固體燃料內(nèi)除塵式熱解氣化裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于飛灰清除、氣體重整及回收氣循環(huán)利用方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種陶瓷膜管內(nèi)置除塵、氣體重整以及回收氣循環(huán)利用裝置與方法。特別涉及到將有機(jī)燃料包括煤、生物質(zhì)、普通廢棄物、工業(yè)有機(jī)廢物、廢塑料、廢橡膠、垃圾衍生燃料等固體可燃物在熱解、氣化裝置內(nèi)進(jìn)行熱化學(xué)轉(zhuǎn)化，對過程中產(chǎn)生的飛灰進(jìn)行清除，對產(chǎn)生的粗可燃?xì)怏w進(jìn)行重整，對回收氣進(jìn)行循環(huán)利用的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)固體廢棄物產(chǎn)量巨大，儲量豐富，對其能源回收再利用具有重要意義。焚燒、熱解及氣化等熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)是處理有機(jī)固體廢棄物的有效方法之一。熱解、氣化技術(shù)是固體廢棄物熱化學(xué)轉(zhuǎn)化的主要方法。其原理是將有機(jī)固體廢棄物在氣化介質(zhì)空氣、氧氣、水蒸氣及其混合物的參與下熱解是在無氧條件下，通過熱化學(xué)的方法轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w、焦油以及焦碳的過程，已經(jīng)成為當(dāng)前發(fā)展最為迅速的能源化利用技術(shù)之一。按照爐型分類主要有固定床、流化床、鼓泡床等。
[0003]但是在有機(jī)固體廢棄物的熱解、氣化等熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過程中存在很多問題，其主要表現(xiàn)為產(chǎn)生的可燃?xì)怏w不純凈、含飛灰量大，熱值較低等問題。飛灰是燃料燃燒過程中排出的微小灰粒，其粒徑一般在0.5?100 μ m之間，易與水、焦油以及碳黑結(jié)合形成固體粘狀或塊狀物，給過程設(shè)備、內(nèi)燃機(jī)和汽輪機(jī)的運(yùn)行帶來嚴(yán)重問題，大量進(jìn)入空氣也會造成嚴(yán)重的大氣污染；燃?xì)鉄嶂递^低導(dǎo)致燃?xì)獾母咧道媒档?，不能作為燃料大?guī)模應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種有機(jī)固體燃料內(nèi)除塵式熱解氣化裝置與方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]一種有機(jī)固體燃料內(nèi)除塵式熱解氣化裝置，包括反應(yīng)爐1、陶瓷膜管5、燃燒器12、熱交換裝置14、冷凝裝置17、儲氣罐26、反吹管路16和溫度控制器3。反應(yīng)爐I外側(cè)設(shè)有進(jìn)料口 2和進(jìn)氣口 13 ;爐內(nèi)設(shè)有熱電偶7，并與爐外溫度控制器3相連，底部設(shè)置灰斗8及點(diǎn)火裝置12，頂端固定一組或多組陶瓷膜管5或內(nèi)外表面負(fù)載催化劑6的陶瓷膜管5 ;反應(yīng)爐I頂部設(shè)有進(jìn)水口 4、反沖氣入口 10與產(chǎn)氣出口 11。反應(yīng)爐I的產(chǎn)氣出口 11、熱交換器
14、冷凝裝置17、閥門124、儲氣罐入口 27依次相連。儲氣可由儲氣罐出口 130放出并經(jīng)閥門1125、引風(fēng)機(jī)20、三通閥門115、熱交換器14進(jìn)入反應(yīng)器I作為助燃?xì)怏w。儲氣也可由儲氣罐出口 1129放出，并經(jīng)三通閥門1128和壓力栗23，由產(chǎn)氣出口 11進(jìn)入作為反吹氣體。
[0006]上述有機(jī)固體燃料內(nèi)除塵式熱解氣化裝置可用于有機(jī)固體燃料熱解和有機(jī)固體燃料氣化。其具體過程是:由儲氣罐26向反應(yīng)爐I中通入儲氣作為燃料，由點(diǎn)火裝置12點(diǎn)燃后對反應(yīng)爐I進(jìn)行加熱。溫度控制器3可顯示反應(yīng)爐I爐內(nèi)溫度，當(dāng)反應(yīng)爐I爐內(nèi)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度后，有機(jī)固體燃料由進(jìn)料口 2進(jìn)入爐內(nèi)。熱解時(shí)，控制閥門1125和三通閥門115狀態(tài)，儲氣由引風(fēng)機(jī)20抽入，經(jīng)熱交換器14與產(chǎn)氣進(jìn)行熱交換，再由進(jìn)氣口 13間歇性進(jìn)入反應(yīng)爐I以維持爐溫；氣化時(shí)，空氣由三通閥門115入口 C進(jìn)入，經(jīng)熱交換器14與產(chǎn)氣進(jìn)行熱交換后溫度達(dá)150?200°C，由進(jìn)氣口 13進(jìn)入反應(yīng)爐I。水蒸氣由反應(yīng)爐I頂端進(jìn)水口 4進(jìn)入。在一定溫度下，有機(jī)固體燃料在反應(yīng)爐I內(nèi)經(jīng)熱解、氣化或者焚燒產(chǎn)生的煙氣在通過陶瓷膜管5后實(shí)現(xiàn)氣固分離，氣體由產(chǎn)氣口 11排出反應(yīng)爐，煙氣中的固體小顆粒被陶瓷膜管5阻擋在陶瓷膜管5表層或掉落于灰斗8中。若陶瓷膜管5內(nèi)表層或者外表層負(fù)載催化劑6，氣體則在經(jīng)過陶瓷膜管5的過程中與陶瓷膜管5表層上的催化劑6接觸，在催化劑的作用下與氧氣、空氣、水蒸氣以及由這些氣體組成的混合氣體進(jìn)行接觸反應(yīng)，氣體中的揮發(fā)性物質(zhì)、烷烴類氣體以及其他小分子氣體在水蒸氣和陶瓷膜催化劑6的作用下，于陶瓷膜管5內(nèi)部發(fā)生重整反應(yīng)生成H2、CO、COjPCH4，氣體品質(zhì)得到改善。根據(jù)反應(yīng)爐I內(nèi)壓力的變化，利用儲氣罐26中儲氣經(jīng)三通閥門II28CA通道和壓力栗23對陶瓷膜管5進(jìn)行反吹，反吹后附著于陶瓷膜管5表面的顆粒物脫落于灰斗8中，反應(yīng)爐I內(nèi)壓力回落。灰斗8中的顆粒物由爐底集灰槽9收集。反應(yīng)爐I產(chǎn)生的高溫氣體由產(chǎn)氣口 11排出反應(yīng)爐后，進(jìn)入熱交換器14與常溫空氣或常溫儲氣進(jìn)行熱交換。換熱后，氣體進(jìn)入冷凝裝置17冷卻，進(jìn)行氣液分離，冷凝而得的液體由集油瓶119和集油瓶1122收集。冷凝水由冷凝水入口 21進(jìn)入，由冷凝水出口 18排出。冷凝后的氣體經(jīng)閥門124由儲氣罐入口 27進(jìn)入儲氣罐26儲存。
[0007]上述陶瓷膜管5的孔徑范圍是0.5-200 μ m，氣體通過阻力范圍0_2000Pa。
[0008]本發(fā)明的效果和益處是:
[0009]①陶瓷膜具有分離效率高、效果穩(wěn)定、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐酸堿、耐高溫、抗污染、機(jī)械強(qiáng)度高、膜再生性能好、分離過程簡單、能耗低、操作維護(hù)簡便、膜使用壽命長等眾多優(yōu)勢。
[0010]②通過截留反吹清除陶瓷膜管表面的飛灰，解決了出氣不純凈、含灰量大的問題，從而避免了因飛灰排放而產(chǎn)生的污染問題。
[0011]③通過高溫下產(chǎn)氣催化重整，提高了產(chǎn)氣熱值，使產(chǎn)氣具有一定的商用價(jià)值。
[0012]④回收氣儲藏于儲氣室，用于熱解時(shí)燃燒維持爐溫，節(jié)約了能源。
【附圖說明】
[0013]附圖是一種有機(jī)固體燃料內(nèi)除塵式熱解氣化裝置示意圖。
[0014]圖中:1反應(yīng)爐；2進(jìn)料口 ；3溫度控制器；4進(jìn)水口 ；5陶瓷膜管；6陶瓷膜負(fù)載催化劑層；7熱電偶；8灰斗；9集灰槽；10反沖氣入口 ； 11產(chǎn)氣出口 ； 12燃燒器；13進(jìn)氣口 ；14熱交換器；15三通閥門I ;16反吹管路；17冷凝裝置；18冷凝水出口 ；19集油瓶I ;20引風(fēng)機(jī)；21冷凝水入口 ；22集油瓶II ；23壓力栗；24閥門I ;25閥門II ；26儲氣罐；27儲氣罐入口 ；28三通閥門II