基于微波辅助和沸石催化剂的可燃固体废物高温热解装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了基于微波辅助和沸石催化剂的可燃固体废物高温热解装置，所述装置包括炉排热解炉、微波发生器、二次催化热解炉、气罐、燃烧炉、气体换热器、除尘器和烟囱，微波发生器设置在炉排热解炉和二次催化热解炉的炉壁底部；二次催化热解炉的热解气出口连接至气罐，热解气部分进入燃烧炉，其余送入气罐；烟气出口均连接至除尘器，经处理后经烟囱排放；其中人工合成的沸石作为二次热解炉的催化剂层。本实用新型专利技术具有简便易行、产品产率高、环保效果好的优点，可广泛地适用于城市可燃固体废物垃圾的处理，应用前景较广。

【技术实现步骤摘要】
基于微波辅助和沸石催化剂的可燃固体废物高温热解装置
本技术涉及可燃固体废物热解装置，尤其涉及一种基于微波辅助和沸石催化剂的可燃固体废物高温热解制气装置。
技术介绍
近年来由于自然资源的不断开发利用和社会经济的发展，特别是随着城市化的迅速发展，世界各国的城市垃圾均以较快的速度增长，由此产生的城市固体垃圾给地球生态带来了巨大的威胁，成为严重的社会问题。一些材料的产生伴随着不可再生资源的大量消耗，能源供应日益紧张，因此世界各国都将目光投向了可再生能源技术的开发。可燃固体废物作为可利用资源，其处理利用技术对解决环境问题、缓解能源供应压力都将具有现实意义。可燃固体废物的回收再生利用方式主要可以分为以下三类：(1)再生利用；(2)焚烧回收能量；(3)裂解转化。其中再生利用是最经济和最简便的方法，但由于可燃固体废物具有多样化、混杂性、污脏的特点，因此其加工程序比较繁杂，得到的复合再生材料性质也不稳定。可燃固体废物热值较高，燃烧可回收能量，但燃烧时会产生大量有毒、有害物质，对环境易造成“二次污染”。研究证明，可燃固体废物在一定条件下进行热裂解可制得燃料油、燃料气和活性炭等。热解转化可燃固体废物制燃料，不但可以解决可燃固体废物的污染问题，还可以在一定程度上缓解能源的紧缺，被认为是最有前途的资源回收方法。目前，我国针对固体废物垃圾的处理，也在不断地完善和发展新技术。尤其对可燃固体废物来说，热解技术是及其有效的方式。常见的热解方式有底纹热解、中温热解以及高温热解。其中高温热解得到的产物绝大部分是气体产品，其具有运输储存方便的优点。但常见的热解技术升温较慢，温度不容易控制，导致产品产率不高，品质不高等缺点。因此有必要开发能够节省运营成本，提高产品产率和质量的专利技术解决这些问题。
技术实现思路
本技术提出了一种基于微波辅助和沸石催化剂的可燃固体废物高温热解制气装置。在常规炉排热解炉的基础上加上微波发生器，向炉内通入高温惰性气体进行高温热解，温度控制在750℃-850℃。同时将热解气体送入二次催化热解炉进行催化热解，采用人工合成的沸石作为催化剂，人工合成的沸石具有耐磨性和独特的多孔结构，能够充分地进行热量传递，且具有良好的催化性能、热稳定性和高催化活性。再将气体送入燃烧炉，使其燃烧提供热解时所需的热量，富余气体产品进行产品搜集，应用于其他工业。尾气经过处理后分离其中的惰性气体循环利用。本技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。基于微波辅助和沸石催化剂的可燃固体废物高温热解装置，包括炉排热解炉、微波发生器、炉排、二次催化热解炉、气罐、燃烧炉、除尘器、气体分离塔和烟囱，微波发生器设置在炉排热解炉和二次催化热解炉的炉壁底部；二次催化热解炉的热解气出口分别连接至气罐和燃烧炉，燃烧炉中燃烧产生的高温烟气、炉排热解炉顶部的烟气和二次催化热解炉顶部的烟气的出口均连接至除尘器，除尘器的烟气出口连接至气体分离塔的气体进口，气体分离塔的尾气出口连接至烟囱进行排放。进一步的，还包括气体换热器，燃烧炉中燃烧产生的高温烟气出口连接至炉排热解炉和二次催化热解炉为二者提供热量，燃烧炉的高温烟气出口连接至除尘器前还连接至气体换热器。进一步的，还包括螺旋给料机，螺旋给料机连接至炉排热解炉的侧壁底部。进一步的，还包括收集室，收集室连接至炉排热解炉底部以收集灰渣。进一步的，炉排热解炉中的炉排设置在底部侧壁。进一步的，还包括惰性气体储存室，气体分离塔连接惰性气体储存室，将气体分离塔中分离出的惰性气体引入惰性气体储存室，惰性气体储存室连接气体换热器将惰性气体加热，气体换热器的惰性气体出口连接至炉排热解炉的底部进口。进一步的，炉排热解炉和二次催化热解炉均采用夹套换热，燃烧炉中燃烧产生的高温烟气进入夹套进行换热。进一步的，所述炉排热解炉中通入惰性气体CO2。采用上述可燃固体废物高温热解装置进行可燃固体废物高温热解的方法，包括如下步骤：(1)热解准备阶段：向炉排热解炉通入惰性气体，使热解炉中充分预热；(2)一次热解阶段：螺旋给料机进给物料，使微波产生的高温场对物料进行热解；(3)二次催化热解炉对炉排热解炉中产生的热解气进行高温催化热解；(4)将二次热解气体送入燃烧炉燃烧，富余气体送入气罐；(5)燃烧炉、炉排热解炉和二次催化热解炉产生的烟气均进入除尘器进行除尘，然后进入气体分离塔，气体被分离为尾气和惰性气体，尾气进入烟囱进行排放。进一步的，所述燃烧炉引出高温烟气部分引入炉排热解炉和二次催化热解炉，对二者进行换热，剩余部分先进入气体换热器进行换热，然后再进入除尘器。进一步的，步骤(1)中使用惰性气体为CO2，CO2作为辅助气体，其稳定性强，且造价便宜。进一步的，炉排热解炉和二次催化热解炉中的反应温度为750℃-850℃。进一步的，气体分离塔中分离得到的惰性气体先进入惰性气体储存室，然后通过在气体换热器中换热后进入炉排热解炉。进一步的，步骤(3)中炉内采用人工合成的沸石多孔介质作为催化剂，其具有良好的热稳定性和高催化活性，同时使用微波进行热解，易于温度的快速提高和合理调控。与现有技术相比，本技术的优点及效果在于：(1)与传统炉排热解炉相比，在炉壁底部设置了微波发生器，能够进行快速升温并有效地调控温度，同时提高了热解速率；(2)采用二次热解方式，在二次热解炉内设置经人工合成的沸石作为催化剂，利用其高催化活性提高热解速率；(3)利用高温热解，温度控制在750℃-850℃，能够得到高产量的气体产品，可应用于其他工业；(4)利用燃烧炉燃烧分离后的部分气体产品，提供热解炉所需的热量，实现资源的节约和充分利用；(5)在除尘器后设置气体分离塔，分离惰性气体循环利用，经济性高；(6)设置气体换热器对惰性气体提前加热，避免其降低热解炉内热解速率；(7)本技术简便易行、热解速率高、环保效果好的优点，可广泛地适用于城市可燃固体废物垃圾的处理，应用前景较广。附图说明图1是本技术基于微波辅助和沸石催化剂的可燃固体废物高温热解装置图；图中：1-炉排热解炉；2-螺旋给料机；3-微波发生器；4-灰渣收集室；5-炉排；6-二次催化热解炉；7-气罐；8-燃烧炉；9-惰性气体储存室；10-气体换热器；11除尘器；12气体分离塔；13-烟囱。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术作进一步具体详细描述。实施例1如图1所示，本技术基于微波辅助和沸石催化剂的可燃固体废物高温热解装置示意图，包括炉排热解炉1、螺旋给料机2、微波发生器3、收集室4、炉排5、二次催化热解炉6、气罐7、燃烧炉8、惰性气体储存室9、气体换热器10、除尘器11、气体分离塔12和烟囱13，微波发生器3设置在炉排热解炉1和二次催化热解炉6的炉壁底部；螺旋给料机2连接至炉排热解炉1的侧壁底部，收集室4连接至炉排热解炉1底部以收集灰渣，二次催化热解炉7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于微波辅助和沸石催化剂的可燃固体废物高温热解装置，其特征在于，包括炉排热解炉(1)、微波发生器(3)、二次催化热解炉(6)、气罐(7)、燃烧炉(8)、除尘器(11)、气体分离塔(12)和烟囱(13)，微波发生器(3)设置在炉排热解炉(1)和二次催化热解炉(6)的炉壁底部；二次催化热解炉(6)的热解气出口分别连接至气罐(7)和燃烧炉(8)，燃烧炉(8)中燃烧产生的高温烟气、炉排热解炉(1)顶部的烟气和二次催化热解炉(6)顶部的烟气的出口均连接至除尘器(11)，除尘器(11)的烟气出口连接至气体分离塔(12)的气体进口，气体分离塔(12)的尾气出口连接至烟囱(13)。/n

【技术特征摘要】
1.基于微波辅助和沸石催化剂的可燃固体废物高温热解装置，其特征在于，包括炉排热解炉(1)、微波发生器(3)、二次催化热解炉(6)、气罐(7)、燃烧炉(8)、除尘器(11)、气体分离塔(12)和烟囱(13)，微波发生器(3)设置在炉排热解炉(1)和二次催化热解炉(6)的炉壁底部；二次催化热解炉(6)的热解气出口分别连接至气罐(7)和燃烧炉(8)，燃烧炉(8)中燃烧产生的高温烟气、炉排热解炉(1)顶部的烟气和二次催化热解炉(6)顶部的烟气的出口均连接至除尘器(11)，除尘器(11)的烟气出口连接至气体分离塔(12)的气体进口，气体分离塔(12)的尾气出口连接至烟囱(13)。


2.根据权利要求1所述的可燃固体废物高温热解装置，其特征在于，还包括气体换热器(10)，燃烧炉(8)中高温烟气出口连接至炉排热解炉(1)和二次催化热解炉(6)为二者提供热量，燃烧炉(8)的高温烟气出口先连接至气体换热器(10)，再连接至除尘器(11)。


3.根据权利要求1所述的可燃固体废物高温热...

【专利技术属性】
技术研发人员：余昭胜，张息奎，张雅琦，马晓茜，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44