[发明专利]一种垃圾热解和催化裂解系统

说明书

技术领域

本发明创造属于垃圾热解技术领域，主要是一种基于蓄热式辐射管加热的垃圾热解和催化裂解系统，用于制取清洁可燃气。

背景技术

随着我国现代化进程的加速，城市生活垃圾已经成为制约绿色城市快速发展的一个重要因素。目前，世界各国城市垃圾处理方式主要包括卫生填埋、焚烧、堆肥、热解以及垃圾综合处理等。而我国相关的垃圾分类、垃圾综合利用技术滞后，目前垃圾的主要处理方式为卫生填埋为主，焚烧、堆肥等方式为辅。并且，随着科技进步和环保意识的增强，“焚烧法”和“填埋法”给环境带来的破坏作用及威胁人类的身体健康已越来越被人们认识到。目前，垃圾热解处理技术主要有耦合流化床热解工艺、卧式垃圾连续焚烧工艺等等。垃圾热解处理技术是指将垃圾在的无氧或缺氧的状态下加热，使之分解。在热解过程中，其中间产物趋向于两极化变化：一种是从大分子裂解为小分子的裂解过程、另一种是小分子聚合为大分子的缩聚过程。在低温干燥阶段，垃圾中所含的外水和毛细结构吸附的水分首先被加热蒸发，其次物质中的结构水受热分解。随着水分的蒸发和热解干馏温度的升高，垃圾热解进入干馏阶段。干馏阶段主要发生内部水和CO2的析出、脱氧、脱硫等反应。由于我国垃圾分类措施不完善，致使垃圾本身成分异常复杂，常含有厨余物、塑料、废旧电池、电路板等等。同时发现垃圾热解产生的焦油成分亦异常复杂，成分分析发现焦油中含有上百种中物质，包括各种有机酸、酚类、酮类、醛类、PAHs等，其中氯元素和重金属元素普遍偏高，含水量大约20%，热值约13~18MJ/Kg，同时因硫化物含量高而导致恶臭，综合利用难度大。诸多因素致使我国垃圾热解、垃圾综合利用技术很难取得重大突破。因此，如何设计一种高效生产清洁可燃气成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，设计并开发一种垃圾热解和催化裂解系统，该反应系统可进行热解和催化裂解两种作业，热解室产生的油气，可以进入裂解室进行催化裂解，将大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类，并通过催化裂解的方式，大量产生氢气，气体品质高，从而避免了生产热解油难以利用的问题，真正的实现了垃圾无害化处理和二噁英零排放，变废为宝，满足和解决了我国垃圾综合处理的技术需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种垃圾热解和催化裂解系统，根据本发明的实施例，该系统包括：料斗；进料器，所述进料器与所述料斗连接；热解和裂解反应器，包括：进料口、热解室、裂解室和裂解气出口，所述进料口设置在所述热解室的顶壁上，所述裂解气出口设置在所述裂解室的侧壁上；以及：蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管沿所述反应器的高度方向多层布置在所述热解室和所述裂解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述蓄热式辐射管；隔热砖墙，所述隔热砖墙设置在所述反应器横向宽度的2/3处，竖直地贯穿于所述反应器内，将所述反应器的内部空间分隔成所述热解室和所述裂解室；催化剂加入装置，其与所述裂解室连接，用于将裂解催化剂施加于所述裂解室中；连通构件，所述连通构件设置在所述隔热砖墙的下部，用于将所述热解室产生的油气，通过所述连通构件，通入到所述裂解室；喷淋塔，所述喷淋塔与所述裂解气出口连接；干燥器，所述干燥器与所述喷淋塔连接；燃气罐，所述燃气罐与所述干燥器连接。

发明人发现，根据本发明实施例的系统工艺简单，操作方便，该反应系统可进行热解和催化裂解两种作业，热解室产生的油气，可以进入裂解室进行催化裂解，将大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类，并通过催化裂解的方式，大量产生氢气，气体品质高，从而避免了生产热解油难以利用的问题，真正的实现了垃圾无害化处理和二噁英零排放，变废为宝，满足和解决了我国垃圾综合处理的技术需求。同时，该反应器采用了蓄热式辐射管加热技术无需气、固热载体加热，提高了反应器的热效率的同时简化了系统工艺。

根据本发明的实施例，所述连通构件为设置在所述隔热砖墙上的包括多个孔的孔带；或者所述连通构件为所述隔热砖墙纵向长度上，位于下部位置的开口。

根据本发明的实施例，所述隔热砖墙的厚度为5-15cm，所述孔带的高度为3-15cm，所述孔的直径为1-3cm，所述开口的高度为3-15cm。

根据本发明的实施例，进一步包括燃气引风机，其中，所述燃气引风机一端与所述干燥器的出口连接，另一端与所述燃气罐的进口连接。

根据本发明的实施例，所述系统还包括压缩脱水器，所述压缩脱水器与所述料斗相连；气化炉，所述气化炉分别与所述蓄热式辐射管的燃气入口和半焦输送装置连接；废热锅炉，所述废热锅炉与所述蓄热式辐射管的烟气出口相连接。