熱解反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及熱解反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的加速，城市生活垃圾已經(jīng)成為制約綠色城市快速發(fā)展的一 個(gè)重要因素。目前，世界各國(guó)城市垃圾處理方式主要包括衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥、熱解以及垃 圾綜合處理等。而我國(guó)相關(guān)的垃圾分類、垃圾綜合利用技術(shù)滯后，目前垃圾的主要處理方式 為衛(wèi)生填埋為主，焚燒、堆肥等方式為輔。并且，隨著科技進(jìn)步和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，"焚燒法" 和"填埋法"給環(huán)境帶來(lái)的破壞作用及威脅人類的身體健康已越來(lái)越被人們認(rèn)識(shí)到。一種新 型的技術(shù)以替代"焚燒法"和"填埋法"，以減少溫室氣體排放和消除二噁英污染問題，正被 迫切需要
[0003] 垃圾熱解處理技術(shù)是指將垃圾在的無(wú)氧或缺氧的狀態(tài)下加熱，使之分解。在熱解 過程中，其中間產(chǎn)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。隨著熱解溫度的升高，垃圾熱解主要經(jīng)歷干燥(室溫~ 200°C)、干餾(~500°C)和氣體生成（~1200Γ)三個(gè)階段。在低溫干燥階段，垃圾中所含的 外水和毛細(xì)結(jié)構(gòu)吸附的水分首先被加熱蒸發(fā)，其次物質(zhì)中的結(jié)構(gòu)水受熱分解。隨著水分的 蒸發(fā)和熱解干餾溫度的升高，垃圾熱解進(jìn)入干餾階段。干餾階段只要發(fā)生內(nèi)部水和C0 2的析 出、脫氧、脫硫等反應(yīng)。隨著溫度的繼續(xù)升高，干餾階段產(chǎn)生的小分子物質(zhì)發(fā)生二次裂解，垃 圾熱解進(jìn)入氣體生成階段，生成二次裂解產(chǎn)物。二次反應(yīng)主要有裂解、脫氫、縮聚、氫化反 應(yīng)、橋鍵反應(yīng)、水碳反應(yīng)等。二次裂解反應(yīng)主要產(chǎn)物包括:H 2、CH4、C0等。
[0004] 由于我國(guó)垃圾分類措施不完善，致使垃圾本身成分異常復(fù)雜，常含有廚余物、塑 料、廢舊電池、電路板等等。同時(shí)發(fā)現(xiàn)垃圾熱解產(chǎn)生的焦油成分亦異常復(fù)雜，成分分析發(fā)現(xiàn) 焦油中含有上百種中物質(zhì)，包括各種有機(jī)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(shí)因硫化物含量高而導(dǎo)致惡臭， 綜合利用難度大。諸多因素致使我國(guó)垃圾熱解、垃圾綜合利用技術(shù)很難取得重大突破。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的 在于提出一種熱解反應(yīng)器，該熱解反應(yīng)器可有效抑制油氣的二次反應(yīng)，提高焦油產(chǎn)率，并且 采用了蓄熱式無(wú)熱載體輻射管加熱技術(shù)，無(wú)需氣、固熱載體，提高了熱解氣的熱值，同時(shí)熱 解反應(yīng)器兼顧了設(shè)備少，易操作，故障率低等優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種熱解反應(yīng)器。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，熱 解反應(yīng)器包括:熱解油氣出口；蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述熱解反應(yīng)器的高度 方向多層布置，每層具有多根在水平方向上彼此平行的蓄熱式輻射管；油氣導(dǎo)出管道，所述 油氣導(dǎo)出管道沿所述熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置，每層具有多根在水平方向上彼此平 行的油氣導(dǎo)出管道，所述油氣導(dǎo)出管道的表面上設(shè)置有通孔；以及集氣管，所述集氣管與所 述油氣導(dǎo)出管道和所述熱解油氣出口相連通。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的熱解反應(yīng)器，油氣導(dǎo)出管道和集氣管可將產(chǎn)生的熱解油氣快 速導(dǎo)出熱解反應(yīng)器，從而降低熱解油氣的停留時(shí)間，抑制熱解油氣的二次反應(yīng)，并且采用了 蓄熱式無(wú)熱載體輻射管加熱技術(shù)，無(wú)需氣、固熱載體，提高了熱解氣的熱值，同時(shí)熱解反應(yīng) 器兼顧了設(shè)備少，易操作，故障率低等優(yōu)點(diǎn)。
[0008] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所述熱解反應(yīng)器具有反應(yīng)器本體，所述反應(yīng)本體具 有進(jìn)料口、出料口和熱解油氣出口，所述反應(yīng)器本體內(nèi)限定出反應(yīng)空間。
[0009] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所述蓄熱式輻射管的兩側(cè)管壁上分別設(shè)置有擋板， 所述擋板位于所述油氣導(dǎo)出管道的上方，且覆蓋所述油氣導(dǎo)出管道的全部豎向投影。
[0010] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所述擋板從所述蓄熱式輻射管的管壁的豎直切面的 相切線為起點(diǎn)，呈一定角度向下延伸至所述油氣導(dǎo)出管道的豎直切面，所述角度為40-90 度，且不含90度。
[0011] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所述油氣導(dǎo)出管道與鄰近的所述蓄熱式輻射管之間 的管壁距離為所述油氣導(dǎo)出管道管徑d的1/2-3倍。
[0012] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所述油氣導(dǎo)出管道與所述蓄熱式輻射管平行布置， 且所述蓄熱式輻射管的左右兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有兩根油氣導(dǎo)出管道。
[0013] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，同一層的油氣導(dǎo)出管連接至同一個(gè)熱解油氣出口。
[0014] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所述蓄熱式輻射管是由蓄熱式蜂窩體和輻射管構(gòu)成 的。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的熱解反應(yīng)器，至少具有下列優(yōu)點(diǎn)之一：
[0016] 1)利用熱解反應(yīng)器進(jìn)行熱解，熱解產(chǎn)生的熱解氣熱值高，無(wú)氣體熱載體稀釋，后續(xù) 的熱解氣冷凝冷量少，凈化和除塵等設(shè)備管道體積小。
[0017] 2)蓄熱式輻射管采用蓄熱式蜂窩體，將進(jìn)燃燒室的燃料和空氣預(yù)熱，降低了排煙 溫度，熱效率高。
[0018] 3)熱解反應(yīng)器可模塊化組合，適合不同垃圾處理量，易于工業(yè)化推廣。
[0019] 4)采用間壁換熱工藝，對(duì)垃圾的組分變動(dòng)不敏感。
[0020] 5)該熱解反應(yīng)器僅需垃圾進(jìn)行簡(jiǎn)單的前處理。
[0021] 本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0022] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得 明顯和容易理解，其中：
[0023] 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的熱解反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的熱解反應(yīng)器中蓄熱式輻射管、擋板和油氣導(dǎo) 出管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的熱解反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0027] 在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)"縱向"、"橫向"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"豎 直"、"水平"、"頂"、"底"等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是 為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì) 本發(fā)明的限制。
[0028] 需要說明的是，術(shù)語(yǔ)"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相 對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以 明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。進(jìn)一步地，在本發(fā)明的描述中，除非另有說 明，"多個(gè)"的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種熱解反應(yīng)器。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的 實(shí)施例對(duì)該熱解反應(yīng)器進(jìn)行解釋說明，該熱解反應(yīng)器包括:熱解油氣出口 110、蓄熱式輻射 管200、油氣導(dǎo)出管道300和集氣管400,其中，蓄熱式輻射管200(在本文中也簡(jiǎn)稱為"輻射 管"）沿?zé)峤夥磻?yīng)器的高度方向多層布置，每層具有多根在水平方向上彼此平行的蓄熱式輻 射管200;油氣導(dǎo)出管道300沿?zé)峤夥磻?yīng)器的高度方向多層布置，每層具有多根在水平方向 上彼此平行的油氣導(dǎo)出管道，油氣導(dǎo)出管道的表面上設(shè)置有通孔;集氣管400與油氣導(dǎo)出管 道300和熱解油氣出口 110相連通。
[0030] 參考圖1，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，該熱解反應(yīng)器也可以由以下形式提供，該熱 解反應(yīng)器包括：
[0031 ] 反應(yīng)器本體100，所述反應(yīng)器本體具有進(jìn)料口、出料口和熱解油氣出口，所述反應(yīng) 器本體內(nèi)限定出反應(yīng)空間；
[0032]多層蓄熱式輻射管200,所述多層蓄熱式輻射管在所述熱解反應(yīng)區(qū)中沿所述反應(yīng) 器本體高度方向間隔分布，每層所述蓄熱式輻射管包括多個(gè)沿水平方向間隔分布的蓄熱式 輻射管，并且所述多層蓄熱式輻射管中的至少一個(gè)所述蓄熱式輻射管的底部設(shè)置有至少一 個(gè)熱解油氣出口；
[0033]油氣導(dǎo)出管道300，所述油氣導(dǎo)出管道沿所述熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置，每 層具有多根在水平方向上彼此平行的油氣導(dǎo)出管道，每根所述油氣導(dǎo)出管道與所述熱解油 氣出口連通；
[0034]集氣管400,所述集氣管與所述油氣導(dǎo)出管道相連。
[0035] 由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的熱解反應(yīng)器可有效抑制油氣的二次反應(yīng)，提高焦油產(chǎn) 率，并且采用了蓄熱式無(wú)熱載體輻射管加熱技術(shù)，無(wú)需氣、固熱載體，提高了熱解氣的熱值， 同時(shí)熱解反應(yīng)器兼顧了設(shè)備少，易操作，故障率低等優(yōu)點(diǎn)。
[0036] 此外，利用該熱解反應(yīng)器對(duì)垃圾進(jìn)行熱解，垃圾熱解溫度低，熱解效率高，并且可 以實(shí)現(xiàn)二噁英零排放。
[0037] 此外，該熱解反應(yīng)器可模塊化組合，適合不同垃圾處理量，易于工業(yè)化應(yīng)用。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，反應(yīng)器本體100進(jìn)一步包括空氣入口 120、燃?xì)馊肟?130 和煙氣出口 140。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，每層輻射管包括多個(gè)平行并且均勻分布的輻射管且每 個(gè)輻射管與相鄰上下兩層輻射管中的每一個(gè)輻射管平行并且沿反應(yīng)器本體高度方向錯(cuò)開 分布。由此，可以顯者提尚物料的熱解效率，進(jìn)而提尚熱解油廣率。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，油氣導(dǎo)出管道300沿?zé)峤夥磻?yīng)器的高度方向多層布置， 每層具有多根在水平方向上彼此平行的油氣導(dǎo)出管道，油氣導(dǎo)出管道的表面上設(shè)置有通 孔；油氣導(dǎo)出管道300與集氣管400連通，集氣管40與油氣出口 12相連通。由此，通過在輻射 管下端布置油氣導(dǎo)出管道30減少焦油在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間，避免焦油的二次裂解，提高焦 油產(chǎn)率。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，油氣導(dǎo)出管道300與輻射管200平行布置，且輻射管200 的左右兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有兩根油氣導(dǎo)出管道300。由此，通過在輻射管的兩側(cè)布置油氣導(dǎo)出管 道30減少了焦油在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間，避免焦油的二次裂解，提高焦油產(chǎn)率。
[0041 ]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，油氣導(dǎo)出管300左右對(duì)稱設(shè)置在每個(gè)蓄熱式輻射管200的下 方。由此，便于油氣導(dǎo)出，減少了焦油在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間，避免焦油的二次裂解，提高焦油 產(chǎn)率。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，油氣導(dǎo)出管300與熱解油氣出口 110的連接方式不受特別的 限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，同一層的油氣