双热式无催化合成甲烷气化炉制造技术

双热式无催化合成甲烷气化炉，属于天然气制取设备领域。窑外加热装置通过回转窑筒体传导给炉膛内的物料，产生外热效应。将燃料烘干破碎后送入气化炉干馏区，干馏区热解，从而获得大量以CmHn为主的可燃性气体CmHn气体流至氧化区；向氧化区送入适量氧气，可燃性气体与氧气混合燃烧产生内热效应，外热效应使氧化区获得1020℃±10℃的精确温度，充分裂解CmHn为CH2和H2并流至还原区；还原区获得恒温，CH2和H2在还原性气氛下合成大量CH4而无需催化剂，也无需昂贵的甲烷化设施的投资和运行成本，使煤制天然气工程投资比现有技术节省70％，运行成本降低50％，使生活垃圾、秸秆、有机污泥等生物质能直接转化为天然气。

Dual heat non catalytic synthesis methane gasifier

The double heating non catalytic synthesis methane gasifier belongs to the field of natural gas preparation equipment. The heating device outside the kiln transfers heat to the furnace material through the rotary kiln barrel to generate external thermal effect. The fuel is dried and broken into the vaporizing zone, and the dry distillate zone is pyrolyzed to obtain a large number of combustible gas CmHn gas flow to the oxidation zone, which is mainly CmHn, and a proper amount of oxygen is sent to the oxidation zone. The combustion of combustible gases and oxygen can produce internal heat effect, and the external heat effect makes the oxygen zone get the exact temperature of 1020. The full pyrolysis of CmHn is CH2 and H2 and flow to the reduction zone; the reduction area obtains the constant temperature, CH2 and H2 synthesize a large amount of CH4 under the reductive atmosphere without the need of the catalyst and the investment and operation cost of the expensive methanation facilities, so that the coal natural gas project investment is 70% less than the existing technology and the operation cost is reduced by 50% to make the living waste. Biomass energy such as straw and organic sludge can be directly converted into natural gas.

【技术实现步骤摘要】
双热式无催化合成甲烷气化炉
本专利技术涉及天然气制取设备领域，具体而言，涉及双热式无催化合成甲烷气化炉。
技术介绍
国内外至今没有无催化合成甲烷天然气的气化炉。现有的设备能够将生物质转化为合成气，也能够做到不产生二噁英，但是要从合成气中提取甲烷天然气，却存在很大的局限性。采用变压吸附等方法从合成气中提取甲烷天然气，需要合成气中CH4含量(V)≥20％，才会比较经济。现有国内外最先进的气化炉产出的合成气CH4含量(V)≤6.5％，所以不能从合成气中提取甲烷天然气。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供双热式无催化合成甲烷气化炉，不需要催化剂，不需要昂贵的甲烷化设施的投资和运行成本，使合成气中CH4含量(V)≥20％，从合成气中提取甲烷天然气，使煤制天然气工程投资比现有技术节省70％，运行成本降低50％，使生活垃圾、秸秆、有机污泥等生物质能直接转化为天然气。本专利技术是这样实现的：本专利技术提供的双热式无催化合成甲烷气化炉，包括回转窑筒体、窑外加热装置和送氧装置；回转窑筒体的两端分别为进料端和出料端，回转窑筒体的内部为炉膛，炉膛从进料端到出料端依次设置有干馏区、氧化区和还原区；氧化区和还原区对应的回转窑筒体采用耐热材质，氧化区和还原区对应的回转窑筒体的外侧分别设置一个窑外加热装置，窑外加热装置能够通过耐热材质给炉膛内供热；送氧装置用于给氧化区供氧。整体制取过程是这样实现的：窑外加热仓的热量，通过回转窑筒体及焊接在回转窑筒体内的扬料板传导给炉膛内的物料，产生外热效应，可以0-100％调整控制，以满足各区所需温度在±10℃。将燃料烘干破碎后送入气化炉干馏区，燃料是固体生物质或煤炭，在进入本专利技术提供的气化炉前，燃料经破碎后烘干至含水低于15％，干馏区获得可控温度对燃料进行热解，从而获得大量以CmHn为主的可燃性气体，CmHn气体流至氧化区；向氧化区送入适量氧气，可燃性气体与氧气混合燃烧产生CO2放热，获得内热效应。外热效应使氧化区获得900-1100℃的温度，优选为1020℃±10℃的精确温度，使CmHn充分裂解为CH2和H2并流至还原区；外热效应使还原区获得恒温，CH2和H2在还原性气氛下合成大量CH4而无需催化剂。合成气中CH4体积百分数＞40％，CH4的热值占合成气热值的约80％(另外约20％是H2和CO)。合成气排出回转窑筒体经净化，分离掉H2、CO和N2，获得纯度较高的CH4即热值8000kcal/m3的天然气。分离得到的低热值燃气可用于烘干生物质燃料，也可用于燃烧以代替电加热，亦可送炉膛烧掉，提高内热温度，不浪费。可选地，干馏区对应的回转窑筒体也采用耐热材质，干馏区对应的回转窑筒体的外侧也设置一个窑外加热装置。可选地，回转窑筒体的外侧设置有耐火保温层，耐火保温层与回转窑筒体之间设置有筒体膨胀避让腔，窑外加热装置设置于筒体膨胀避让腔。可选地，窑外加热装置包括设置于回转窑筒体外侧壁的窑外加热仓和置于窑外加热仓内的加热体。可选地，送氧装置包括输氧管，输氧管的供氧端从进料端穿过干馏区延伸至氧化区，供氧端采用刚玉材质制造。可选地，进料端设置有螺旋输送机，螺旋输送机的输入端穿过进料端延伸至干馏区。可选地，螺旋输送机设置有第一螺旋铰刀段和第二螺旋铰刀段，第一螺旋铰刀段和第二螺旋铰刀段之间设置有空载段，空载段与进料端的进料口对应设置。可选地，加热体为电热棒或电热丝，每个窑外加热仓设置有多个电热棒或电热丝，每个电热棒或电热丝的中部为发热部，每个电热棒或电热丝的两端为电连接端，电连接端穿过耐火保温层与电源连接。可选地，送氧装置还包括输送总管，输送总管穿过进料端伸入氧化区，输送总管内设置有输氧管、冷却水管道和连续点火管道。可选地，回转窑筒体的内壁设置有扬料装置，扬料装置包括多条扬料板；扬料板与输氧管之间设置有避让空间。本专利技术的有益效果：国内外至今没有无催化合成甲烷天然气的气化炉，主要是因为炉膛各区温度不好控制、温度不稳定所致，本技术方案能够稳定控制各区的温度，不需要催化剂，不需要昂贵的甲烷化设施的投资和运行成本，使煤制天然气工程投资比现有技术节省70％，运行成本降低50％，使生活垃圾、秸秆、有机污泥等生物质能直接转化为天然气。本气化炉1吨生活垃圾(按1000kcal/kg)制取85立方米天然气，1吨秸秆(按含水30％)制取270立方米天然气，无须甲烷化工程，天然气成本低廉，其单位成本小于1元/m3(视原料及规模有所变化)。合成气中CH4含量(V)≥20％，能够采用变压吸附等方法从合成气中提取甲烷天然气，比较经济。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的双热式无催化合成甲烷气化炉的整体结构示意图；图2为图1中的A的局部放大图；图3为图1中的B的局部放大图；图4为图1中的C的局部放大图；图5为图1中的D的局部放大图。图标：100-回转窑筒体；110-炉膛；111-干馏区；112-氧化区；113-还原区；120-进料端；121-出料端；122-窑头罩；123-窑尾罩；124-合成气出口；125-泄压阀；126-窑头双软密封装置；127-窑尾双软密封装置；200-驱动装置；210-传动装置；220-随窑耐火层；230-轮带托轮支撑装置；300-窑外加热装置；310-窑外加热仓；320-电热棒；400-送氧装置；410-输氧管；420-供氧端；500-耐火保温层；510-筒体膨胀避让腔；520-加热箱体；600-扬料装置；700-螺旋输送机。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例1，参照图1至图5。如图1所示，本实施例提供的双热式无催化合成甲烷气化炉，包括回转窑筒体100，回转窑筒体100的两端分别为进料端120和出料端121。如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双热式无催化合成甲烷气化炉，其特征在于，包括回转窑筒体、窑外加热装置和送氧装置；所述回转窑筒体的两端分别为进料端和出料端，所述回转窑筒体的内部为炉膛，所述炉膛从所述进料端到所述出料端依次设置有干馏区、氧化区和还原区；所述氧化区和所述还原区对应的所述回转窑筒体采用耐热材质，所述氧化区和所述还原区对应的所述回转窑筒体的外侧分别设置一个所述窑外加热装置，所述窑外加热装置能够通过所述耐热材质给所述炉膛内供热；所述送氧装置用于给所述氧化区供氧。

【技术特征摘要】
1.一种双热式无催化合成甲烷气化炉，其特征在于，包括回转窑筒体、窑外加热装置和送氧装置；所述回转窑筒体的两端分别为进料端和出料端，所述回转窑筒体的内部为炉膛，所述炉膛从所述进料端到所述出料端依次设置有干馏区、氧化区和还原区；所述氧化区和所述还原区对应的所述回转窑筒体采用耐热材质，所述氧化区和所述还原区对应的所述回转窑筒体的外侧分别设置一个所述窑外加热装置，所述窑外加热装置能够通过所述耐热材质给所述炉膛内供热；所述送氧装置用于给所述氧化区供氧。2.根据权利要求1所述的双热式无催化合成甲烷气化炉，其特征在于，所述干馏区对应的所述回转窑筒体也采用耐热材质，所述干馏区对应的所述回转窑筒体的外侧也设置一个所述窑外加热装置。3.根据权利要求1所述的双热式无催化合成甲烷气化炉，其特征在于，所述回转窑筒体的外侧设置有耐火保温层，所述耐火保温层与所述回转窑筒体之间设置有筒体膨胀避让腔，所述窑外加热装置设置于所述筒体膨胀避让腔。4.根据权利要求2所述的双热式无催化合成甲烷气化炉，其特征在于，所述窑外加热装置包括设置于所述回转窑筒体外侧壁的窑外加热仓和置于所述窑外加热仓内的加热体。5.根据权利要求1所述的双热式无催化合成甲烷气化炉，其特征在于，所述送氧装置包括输氧管，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：史惠元，史金麟，
申请(专利权)人：史金麟，史惠元，溧阳市原君生物质制气有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32