專利名稱：等離子氣化爐焦油裂解裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及對生物質合成氣中所含焦油的處理裝置，具體地指一種等離子氣
化爐焦油裂解裝置。
背景技術：
利用生物質等離子氣化產生的合成氣進行蒸汽、燃氣聯合循環發電是一種高效利 用生物質的方法。可利用的生物質燃料主要有稻殼、棉稈、稻稈、油菜籽稈和玉米稈等。等 離子氣化爐在生物質氣化過程中會形成較高含量的焦油，這是其自身的結構特性決定的 生物質的可燃基揮發份很高，達80%以上，而析出溫度較低，所以原料在輸入氣化爐后，還 沒有落到原料層之前就已經有大量的氣體析出，這些析出的氣體來不及在氣化區熱解就被 合成氣帶出氣化爐而形成焦油。雖然合成氣出口溫度達到800°C以上，但是在沒有催化劑的 情況下，焦油很難裂解出來。 目前，焦油的處理方法有普通方法和催化裂解法，普通方法除焦油可分為濕法和 干法兩種。濕法除焦油是生物質氣化燃氣凈化技術中最為常見的方法，它又包括水洗法和 水濾法。濕法凈化系統一般采用多級濕法聯合除焦油，系統成本較低，操作簡單易行，生物 質氣化技術初期的凈化系統一般均采用這種方式。但這種方式有以下缺點①含焦油廢水 的排出易造成二次環境污染；②大量焦油不能利用，造成能源損失；③實際凈化效果并不 太好。干法除焦油是為了避免濕法所帶來的水污染問題，它采用過濾技術濾除燃氣中的焦 油，過濾法除焦油是將吸附性強的材料如活性炭、濾紙或陶瓷芯等裝在容器中，當合成氣穿 過吸附材料時，把其中的焦油過濾出來。可根據合成氣中所含雜質較多的特點，采用多級過 濾的凈化方法。但在實際應用中，由于其凈化效果有限，焦油沉積嚴重，且粘附焦油的濾料 難以處理，幾乎沒有單獨使用的，多與其他凈化裝置聯合使用。 而催化裂解方法不失為一種根治合成氣中焦油的好手段。在現有的生物質氣化爐 焦油裂解裝置中，由于合成氣裂解所需溫度大多在80(TC以上，故一般的催化裂解法就必須 要外加熱源或使合成氣部分燃燒，以提高或達到所需的裂解溫度。然而，外加熱源會大幅增 加氣化爐的設備投入成本，使合成氣部分燃燒則會大幅降低合成氣的品質。
發明內容本實用新型的目的就是要提供一種焦油裂解效果好、不易對環境造成污染、可提
高合成氣熱值、降低生物質氣化設備成本的等離子氣化爐焦油裂解裝置。 為實現上述目的，本實用新型所設計的等離子氣化爐焦油裂解裝置，包括裂解器
殼體，所述裂解器殼體上分別設置有合成氣入口和催化劑給料裝置，所述裂解器殼體的底
部設置有排渣口 ，所述裂解器殼體上還設置有氧化鈣噴槍，所述裂解器殼體的頂部通道與
氣固分離器相連，所述氣固分離器的頂部設置有合成氣出口，所述氣固分離器的底部設置
有排粉口。 本實用新型的工作原理是這樣的經等離子氣化爐氣化產生的合成氣通過合成氣
3入口進入裂解器殼體，白云石催化劑從催化劑給料裝置噴入裂解器殼體，與此同時，氧化鈣 顆粒從氧化鈣噴槍也噴入裂解器殼體中。由于氧化鈣顆粒與合成氣中的二氧化碳反應放出 大量熱，所以通過控制氧化鈣顆粒的噴入量可以控制裂解器殼體內的溫度。當溫度達到設 定值時，在白云石的催化作用下焦油快速裂解為一氧化碳和氫氣。經過上述反應后，裂解器 殼體內由氧化鈣與二氧化碳反應生成的碳酸鈣粉料與合成氣混為一體，進入氣固分離器中 進行分離，分離出的合成氣從合成氣出口引出，分離出的碳酸鈣粉料由排粉口輸出，經過進 一步處理后送入等離子氣化爐循環利用，而反應生成的大顆粒碳酸鈣則直接通過排渣口排 出。 本實用新型的優點在于裂解器殼體上增設氧化鈣噴槍后，通過氧化鈣與二氧化 碳的放熱反應，可以使裂解器殼體內的溫度維持在焦油裂解所需的范圍內，這樣基本上不 需增加外熱源或不必使合成氣部分燃燒，就可以在催化劑的作用下促使焦油快速完全裂 解，既提高了生物質能源的利用率、提高了合成氣的熱值，又減輕了等離子氣化爐中焦油凈 化裝置的處理難度，防止了二次污染。同時，大幅降低了等離子氣化爐的設備成本。
圖1為一種等離子氣化爐焦油裂解裝置的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述 圖中所示的等離子氣化爐焦油裂解裝置，包括裂解器殼體l，裂解器殼體1上自上 而下依次布置有氧化鈣噴槍2、催化劑給料裝置3和合成氣入口 4。氧化鈣顆粒和白云石催 化劑從上向下噴射，可以與從下向上流動的合成氣充分接觸，確保放熱反應和催化裂解的 連續穩定進行。裂解器殼體l的底部設置有排放大顆粒碳酸鈣的排渣5。裂解器殼體l的 頂部通道與氣固分離器7相連，氣固分離器7的頂部設置有合成氣出口 8，氣固分離器7的 底部設置有排放碳酸鈣粉料的排粉口 6。 氧化鈣噴槍2、催化劑給料裝置3和合成氣入口 4自上而下依次布置在裂解器殼體 l上。 本實用新型工作時，將合成氣入4與等離子氣化爐連接，經等離子氣化爐氣化產 生的合成氣通過合成氣入口 4進入裂解器殼體1，從氧化鈣噴槍2噴入一部分氧化鈣，氧化 鈣與合成氣中的二氧化碳反應，反應式如下CaO+C02 — CaC03+3165kJ/kg，因為該反應放出 大量熱，所以通過控制氧化鈣噴入量可控制裂解器殼體1內的溫度，使其達到焦油催化裂 解所需溫度。此時，催化劑給料裝置3噴入白云石催化劑，在白云石的催化作用下焦油在很 短時間內裂解為一氧化碳和氫氣，無需用外熱源或使內部合成氣燃燒的方式來提高裂解器 殼體1內的溫度。同時，裂解器殼體1內氧化鈣與二氧化碳反應生成的碳酸鈣粉料與合成 氣的混合物，通過氣固分離器7進行分離，潔凈的合成氣從合成氣出口 8引出，分離出的碳 酸鈣粉料經排粉口 6排出，處理后送入等離子氣化爐循環利用，而大顆粒的碳酸鈣直接通 過排渣口 5排出。
權利要求一種等離子氣化爐焦油裂解裝置，包括裂解器殼體(1)，所述裂解器殼體(1)上分別設置有合成氣入口(4)和催化劑給料裝置(3)，所述裂解器殼體(1)的底部設置有排渣口(5)，其特征在于所述裂解器殼體(1)上還設置有氧化鈣噴槍(2)，所述裂解器殼體(1)的頂部通道與氣固分離器(7)相連，所述氣固分離器(7)的頂部設置有合成氣出口(8)，所述氣固分離器(7)的底部設置有排粉口(6)。
2. 根據權利要求1所述的等離子氣化爐焦油裂解裝置，其特征在于所述氧化鈣噴槍 (2)、催化劑給料裝置(3)和合成氣入口 (4)自上而下依次布置在裂解器殼體(1)上。
專利摘要本實用新型公開了一種等離子氣化爐焦油裂解裝置，主要解決在生物質等離子氣化過程中殘留的焦油問題。它包括裂解器殼體，所述裂解器殼體上分別設置有合成氣入口和催化劑給料裝置，所述裂解器殼體的底部設置有排渣口，所述裂解器殼體上還設置有氧化鈣噴槍，所述裂解器殼體的頂部通道與氣固分離器相連，所述氣固分離器的頂部設置有合成氣出口，所述氣固分離器的底部設置有排粉口。其焦油裂解效果好、不易對環境造成污染、可提高合成氣熱值、降低生物質氣化設備的成本。
文檔編號C10J3/84GK201530811SQ20092022754
公開日2010年7月21日 申請日期2009年8月20日 優先權日2009年8月20日
發明者夏明貴, 張巖豐, 林文, 焦廣亮 申請人:武漢凱迪控股投資有限公司