碳氢有机物质热裂解气化方法及气化设备技术

本发明专利技术公开了一种将碳氢有机物质回收利用制备可燃气体作燃料的碳氢有机物质热裂解气化方法及气化设备，具有可提高烷烃类可燃气体制备率的特点。该碳氢有机物质热裂解气化方法，其特征是包括以下步骤：ａ．将碳氢有机物质加入工作炉膛内；ｂ．往工作炉膛内通入在标况下含氧量至少为４０３ｍｇ／Ｌ的气体，且每千克碳氢有机物质通入含氧量为４０３ｍｇ～１００８ｍｇ的气体，并使该气体与碳氢有机物质燃烧。该碳氢有机物质热裂解气化设备，在工作炉膛的外侧设置有保温材料层。在碳氢有机物质热裂解以后，有效碳氢燃气浓度可达６０％～７０％（体积百分比），尤其适合在回收利用碳氢有机物质时推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种处理碳氢有机物质的方法及设备，尤其是涉及一种将碳氢有机物质回收利用制备可燃气体作燃料的碳氢有机物质热裂解气化方法及气化设备。
技术介绍
目前，碳氢有机垃圾在处理过程中，造成了运输能源，填埋场地和大量的可再生碳氢有机质的损失。而在可再生能源中，碳氢有机质，特别是生物质能是自然界多种植物通过光合作用，将太阳能转化成生物质化学能而固定下来的可综合循环利用的自然资源，不论是废塑胶料，作物桔杆、树木茎叶、农林业加工废料或其它存在于工、农业生产，生活中所产生的碳氢有机废弃物，其本身都蕴藏着极大的制产CnHm(碳氢)燃气的潜力。目前这类设备大都比较复杂，投资，运行成本较高，功能单一，设计上没有将多类型资源有效地综合利用起来，且存在二次污染，需要进行进一步的研究和提高。目前已有如桔杆气化炉，垃圾焚烧炉等系列处理设备的结构和处理方法是：将碳氢有机质直接投入炉体内点燃后，利用鼓风机将含氧空气鼓入炉体内形成局部燃烧，利用小部分有机质在燃烧中产生的热能对其它有机物进行750℃左右的热解反应，产生碳氢可燃气体，因空气中的含氮量很高，在大量鼓风的情况下，难以实现高分子物质的裂解因而产生大量的焦油，二恶因等有害并带有恶臭的物质溢入大地和气体放入大气，所以存在二次污染，且只能产生烷烃类可燃气体的浓度只能达到约30％～40％左右。综上所述，其结构与处理方法本身的不足外，在实际应用过程中又存在：许多碳氢废弃物均处于面宽量大的现实环境状态下，用目前的运输工具和人力进行的广泛收集，集中处理其中间的运输收集，设备能耗，人力的成本投资自然很高，难以实现分散资源分散利用。因受在本身结构上的制约，没有充分认识到废弃有机质的杂乱无章和多样性，在利用空气中氧进行热解的过程中，同时汇入了空气中的大量无用的氮等其它无用气体，使单位立方体积的可燃碳氢气体热值大为减小，使后续的储存气、燃器具投资成本大为升高。同时在热解过程中由于温升不足而导致的高分子焦油链无法分裂，因而造成二次污染。同时因碳氢有机质中的大量高分子物质不能有效分裂解的情况下又造成了同质量入炉的碳氢有机质利用率低下。系统功能单一表现为碳氢有机质在杂乱无章的情况下其含水率差异很大，而水份的出现会大大降低炉内温度和冲淡可燃气体在单位立方米的热值，同时不能在汽水分离中将余热加以回收利用。-->
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种提高烷烃类可燃气体制备率的碳氢有机物质热裂解气化方法及气化设备。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：碳氢有机物质热裂解气化方法，其特征是包括以下步骤：a、将碳氢有机物质加入工作炉膛内；b、往工作炉膛内通入在标况下含氧量至少为403mg/L的气体，且每千克碳氢有机物质通入含氧量为403mg～1008mg的气体，并使该气体与碳氢有机物质燃烧。作为上述技术方案的优选方案，每千克碳氢有机物质通入气体的含氧量为638mg～772mg。进一步的是，所述气体为通入臭氧的空气。碳氢有机物质热裂解气化设备，包括炉体，设置在炉体上的加料口与气体出口，位于炉体内的工作炉膛，在工作炉膛的外侧设置有保温材料层。进一步的是，在工作炉膛的顶部设置有水气分离套，在水气分离套内通入冷却介质。进一步的是，所述水气分离套的内侧设置有导流斜面，在保温材料层内设置有水流通道，水流通道位于导流斜面的下方，在水流通道的末端设置有水流收集箱，工作炉膛的侧壁延伸出保温材料层的顶部。进一步的是，气体出口设置在导流斜面上，在气体出口上连接气管穿过冷却介质延伸到炉体外。进一步的是，加料口设置在水气分离套的顶部，在加料口上可拆卸连接有密封盖。进一步的是，在工作炉膛的下方设置有与工作炉膛相通的进气口，进气口通过气管连接送气装置。进一步的是，在工作炉膛的底部设置有配件箱。进一步的是，在工作炉膛的底部设置有炉桥，在配件箱的侧壁上设置有与炉桥相通的出渣口。进一步的是，工作炉膛与保温材料层形成的中部炉体与水气分离套形成的顶部炉体可拆卸连接，工作炉膛与保温材料层形成的中部炉体与配件箱形成的底部炉体可拆卸连接。本专利技术的有益效果是：在保证往工作炉膛内通入在标况下含氧量至少为403mg/L的气体，且每千克碳氢有机物质对应通入气体的含氧量为403mg～1008mg时，相对于现有技术中通入空气燃烧产烷烃类可燃气体，可使得在碳氢有机物质热裂解以后，烷烃类可燃气体分裂解-->较完全，无焦油溢出，有效碳氢燃气浓度可达60％～70％(体积百分比)，其它气体约占10％(体积百分比)，二氧化碳气体含量适中约占15％～30％(体积百分比)，大大提高烷烃类可燃气体的产气效率；同时本专利技术的热裂解气化设备在设置保温材料层以后，可起到很好的保温效果，从而为碳氢有机物质裂解为H2、CH4等烷烃类有机可燃气体提供很好的保温作用，利于碳氢有机物质的裂解，在高原高寒地带的缺氧条件也可利用，尤其适合在回收利用碳氢有机物质时推广使用。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图中标记为：密封盖1、加料口2、水气分离套3、冷却介质4、导流斜面5、保温材料层6、水流通道7、水流收集箱8、送气装置9、配件箱10、进气口11、气体出口12、工作炉膛13、炉桥14、出渣口15、炉体17、气管18、氧化区A、高分子撕裂区B、干燥裂解区C。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。如图1所示，本专利技术的碳氢有机物质热裂解气化方法，其特征是包括以下步骤：a、将碳氢有机物质加入工作炉膛13内；该步是将碳氢有机物质，如：废塑胶料、作物桔杆、树木茎叶、农林业加工废料等废弃物加入到工作炉膛13中，作为步骤b中燃烧碳氢有机物质后制作烷烃类有机可燃气体的必要准备。b、往工作炉膛内通入在标况下含氧量至少为403mg/L的气体，且每千克碳氢有机物质通入含氧量为403mg～1008mg的气体，并使该气体与碳氢有机物质燃烧。在该步骤中含氧量至少为403mg/L的气体用以保证在通入一定气体量的情况下，能保证其中的氧含量能达到使碳氢有机物质在热裂解过程中不会产生焦油、二恶因等有害气体。在该实施方式中，所述气体中的含氧量指的是氧元素的含量(如该气体中含氧的气体可以仅是氧气、或仅是臭氧、或氧气与臭氧的组合)，标况是指在1个大气压、温度为0℃时的条件。由于每升气体中的含氧量为至少403mg，其相对于现有技术通入空气燃烧碳氢有机物质时，单位体积的氧含量大大增加(每升空气中的氧含量体积百分比为21％，其质量约为300mg)，相反，单位体积空气中其它杂质气体(不会与碳氢有机物质燃烧发生反应的气体)的含量自然减少，从而在热裂解过程中，可有效防止焦油以及二恶因的生成，减少对环境的污染。而每千克碳氢有机物质对应通入气体的含氧量为403mg～1008mg，可使碳氢有机物质在燃烧后具有足够的热量(燃烧后达到1000℃～1200℃左右)，能使得对其它未燃烧的碳氢有机物质充分裂解，当每千克碳氢有机物质对应通入气体的含氧量低于403mg时有少量焦油溢出不能全面撕裂分解，而高于-->1008mg时有机质在炉膛内巨烈燃烧后使输出的碳氢气体中二氧化碳含量过高，使单立方米热值降低，加大了后续储气设备，燃器具的投资成本。在该步骤b中，其工作过程为：当气体通入到工作炉膛13内后，在工作炉膛13的底部将气体点燃后，在工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
碳氢有机物质热裂解气化方法，其特征是包括以下步骤：　ａ、将碳氢有机物质加入工作炉膛（１３）内；　ｂ、往工作炉膛（１３）内通入在标况下含氧量至少为４０３ｍｇ／Ｌ的气体，且每千克碳氢有机物质通入含氧量为４０３ｍｇ～１００８ｍｇ的气体，并使该气体与碳氢有机物质燃烧。

【技术特征摘要】
【权利要求1】碳氢有机物质热裂解气化方法，其特征是包括以下步骤：a、将碳氢有机物质加入工作炉膛(13)内；b、往工作炉膛(13)内通入在标况下含氧量至少为403mg/L的气体，且每千克碳氢有机物质通入含氧量为403mg～1008mg的气体，并使该气体与碳氢有机物质燃烧。【权利要求2】如权利要求1所述的碳氢有机物质热裂解气化方法，其特征是：每千克碳氢有机物质通入气体的含氧量为638mg～772mg。【权利要求3】如权利要求1或2所述的碳氢有机物质热裂解气化方法，其特征是：所述气体为通入臭氧的空气。【权利要求4】碳氢有机物质热裂解气化设备，包括炉体(17)，设置在炉体(17)上的加料口(2)与气体出口(12)，位于炉体(17)内的工作炉膛(13)，其特征是：在工作炉膛(13)的外侧设置有保温材料层(6)。【权利要求5】如权利要求4所述的碳氢有机物质热裂解气化设备，其特征是：在工作炉膛(13)的顶部设置有水气分离套(3)，在水气分离套(3)内通入冷却介质(4)。【权利要求6】如权利要求5所述的碳氢有机物质热裂解气化设备，其特征是：所述水气分离套(3)的内侧设置有导流斜面(5)，在保温材料层(6)内设置有水流通道(7)，水流通道(7)位于导流斜面(5)的下方，在水流通道(7)的末端设置有水流收集箱(8)，工作炉膛(13)的侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗桂仙，孙茂林，张存林，杨鹰，虎海波，
申请(专利权)人：攀枝花市农林科学研究院，罗桂仙，孙茂林，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]