專利名稱：一種固體有機廢棄物的等離子體熱解氣化反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及廢物的焚化爐，具體涉及等離子體焚化爐，該焚化爐適用于熱解氣化固體有機廢棄物。
背景技術(shù)：
固體有機廢棄物包括城市生活垃圾、高分子廢棄物如塑料、橡膠、以及某些農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)廢棄物和エ業(yè)廢棄物等。近年來國民經(jīng)濟發(fā)展迅速，固體有機廢棄物產(chǎn)生量大為增加，2000年我國廢舊塑料的產(chǎn)生量達370萬噸，廢橡膠達85萬噸，引起日益嚴(yán)重的“白色汚染”、“黑色污染”等問題。當(dāng)前國內(nèi)外有關(guān)固體有機廢棄物的處理技術(shù)主要以填埋、焚燒、機械 或者化學(xué)回收為主。目前我國有小部分廢塑料經(jīng)過回收進行再生利用，但多數(shù)再生制品檔 次低，市場需求不大。大部分垃圾中的廢棄塑料制品仍然與垃圾一起按填埋處理，由于塑料重量輕、體積大，填埋占地多，塑料大分子不能自行降解，長期不腐爛，不僅浪費資源，而且破壞土地，污染地下水。焚燒處理法有較好的減容、減量效果，但廢塑料焚燒常產(chǎn)生大量含有有毒污染物的煙氣，引起嚴(yán)重的空氣污染。近來，化學(xué)回收法例如廢塑料催化裂解汽油、柴油的方法也受到人們的很大的重視。廢塑料裂解制油需要在壓カO. 2-0. 5Mpa、溫度500-800°C和催化劑作用條件下進行，廢塑料原料在催化劑和熱的作用下，通過熱裂解反應(yīng)和催化裂解反應(yīng)，碳氫元素組成的高分子材料向低分子燃油轉(zhuǎn)化，經(jīng)分餾冷凝后獲得類似汽油、柴油的產(chǎn)物。目前廢塑料裂解制油技術(shù)的主要問題是產(chǎn)品質(zhì)量難以控制達到生產(chǎn)符合國際標(biāo)準(zhǔn)的汽油和柴油的目的，催化劑的反應(yīng)效果差、出油率低、耗能高。近年來，基于等離子體廢棄物熱解技術(shù)受到關(guān)注。等離子體是被激發(fā)的電離氣體，由帶負(fù)電的粒子如電子、帶正電的粒子如正尚子和中性粒子如原子等組成，電尚氣體內(nèi)正負(fù)電荷數(shù)相等，其總體保持電中性，并具有電導(dǎo)性。等離子體能夠提供一個能量集中、溫度很高的反應(yīng)環(huán)境，不僅可大幅度提高化學(xué)反應(yīng)速率，而且產(chǎn)生其他反應(yīng)體系下難以發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，因此，最近等離子體技術(shù)逐漸應(yīng)用于許多エ業(yè)領(lǐng)域如化工、冶金、電子、能源、材料等。在能源和環(huán)保方面，固體有機廢棄物的等離子體熱解氣化技術(shù)也有較多報道。公開號為CN 1683828A的專利申請披露了ー種利用等離子體處理固體有機廢棄物方法，其中還公開了一種等離子體噴動流化床，該流化床包括上部為圓柱筒下部為圓錐筒的立管式反應(yīng)筒，其中，所述圓柱筒的外壁上的設(shè)有第二電感耦合線圈，在所述圓柱筒內(nèi)形成第二等離子區(qū)，所述圓錐筒的下部設(shè)有第一電感耦合線圈，在所述圓錐筒內(nèi)的下部形成對第二等離子區(qū)具有輔助作用的第一等離子區(qū)；所述的圓錐筒上均勻分布有進入作為エ作氣的過熱水蒸氣小孔；所述的第一等離子區(qū)和第二等離子區(qū)構(gòu)成ー噴動床。當(dāng)固體有機廢棄物進入所述第二等離子區(qū)時，在等離子體的作用下便完成熱解氣化反應(yīng)，進而得到H2、CO、CH4> C2H4> C2H2> CO2> C2H6> C3H6、C3H8等氣體。但是，上述專利申請所述的等離子體噴動流化床明顯存在下述不足I、需要高頻等離子發(fā)生器，既提高了設(shè)備投資，又増加了能耗；2、用作流化氣體的水蒸氣壓カ低，噴動效果差，容易導(dǎo)致易黏結(jié)的顆粒團聚，影響熱解氣化反應(yīng)的效率。[0005]發(fā)明的內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在上述不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種改進的固體有機廢棄物的等離子體熱解氣化裝置，該裝置可顯著提高熱解氣化效率。本實用新型解決上述問題的技術(shù)方案如下ー種固體有機廢棄物的等離子體熱解氣化反應(yīng)器，它包括一立管式噴動流化床，該流化床由上部為圓柱形，下部為圓錐形的反應(yīng)筒和套設(shè)在所述反應(yīng)筒的圓錐形下部的水蒸氣靜壓箱組成，其中所述反應(yīng)筒的圓錐形下部均布有通氣孔，其特征在于，所述立管式噴動流化床的下部設(shè)有直流電弧等離子體炬，該直流電弧等離子體炬的頭部顯露于所述反應(yīng)筒內(nèi)，在所述反應(yīng)筒的圓錐形下部形成一直流電弧等離子體區(qū)。為了穩(wěn)定水蒸氣壓力，本實用新型所述反應(yīng)器的一個改進方案是，所述的水蒸氣靜壓箱為與所述反應(yīng)筒上部圓柱形的直徑相等的圓筒形結(jié)構(gòu)，且上端ロ與所述反應(yīng)筒下部 圓錐形的上端ロ的焊接在一起，在所述水蒸氣靜壓箱的內(nèi)壁與反應(yīng)筒下部圓錐形的外壁之間形成單邊縱剖面為直角三角形的環(huán)形空間。由于直流電弧等離子體炬需要使用壓カ較高的工作氣，由將其與立管式噴動流化床巧妙地結(jié)合在一起，即可使落至反應(yīng)器下部的物料處于流化狀態(tài)，有效地避免易黏結(jié)顆粒產(chǎn)生團聚現(xiàn)象，顯著提高熱解氣化效率。

圖I和圖2為本實用新型所述反應(yīng)器的ー個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖I為主視圖(水蒸氣靜壓箱處剖開)，圖中兩個箭頭分別表示固體有機廢棄物和裂解氣體的流動方向，圖2為圖I的A— A剖視圖。
具體實施方式
參見圖I和圖2，整個反應(yīng)器由上部的立管式噴動流化床和設(shè)在立管式噴動流化床下部的直流電弧等離子體炬I組成，其中，所述立管式噴動流化床由上部為圓柱形，下部為圓錐形的反應(yīng)筒2和套設(shè)在所述反應(yīng)筒2的圓錐形下部的水蒸氣靜壓箱3組成；所述反應(yīng)筒2的頂部分別設(shè)有固體有機廢棄物入口 4和裂解氣體出ロ 5，圓錐形的下部均布有通氣孔6 ;所述水蒸氣靜壓箱3為圓筒形結(jié)構(gòu)，且直徑與反應(yīng)筒2上部圓柱形的直徑相等，且上端ロ與所述反應(yīng)筒2下部圓錐形的上端ロ的焊接在一起，在水蒸氣靜壓箱3的內(nèi)壁與反應(yīng)筒2下部圓錐形的外壁之間形成單邊縱剖面為直角三角形的環(huán)形空間；直流電弧等離子體炬I的頭部由反應(yīng)筒2的圓錐形下部露出，在所述反應(yīng)筒2圓錐形下部形成一直流電弧等離子體區(qū)。參見圖I和圖2，本實用新型所述固體有機廢棄物的等離子體熱解氣化反應(yīng)器的過程如下工作氣體N2在直流電弧等離子體炬I內(nèi)被電離成約3000-10000K高溫等離子體，進入所述噴動流化床內(nèi)的直流電弧等離子體區(qū)。同吋，過熱水蒸氣由水蒸氣靜壓箱3經(jīng)通氣孔6進入熱解區(qū)，固體有機廢棄物由所述噴動流化床頂部進入熱解區(qū)，進行快速熱解氣化反應(yīng)，反應(yīng)所得到的氣體經(jīng)后續(xù)的分離、冷卻、過濾及化學(xué)吸收除渣便得到以C0、H2和CH4為主的可燃氣。
權(quán)利要求1.一種固體有機廢棄物的等離子體熱解氣化反應(yīng)器，它包括一立管式噴動流化床，該流化床由上部為圓柱形，下部為圓錐形的反應(yīng)筒(2)和套設(shè)在所述反應(yīng)筒(2)的圓錐形下部的水蒸氣靜壓箱(3)組成，其中所述反應(yīng)筒(2)的圓錐形下部均布有通氣孔(6)，其特征在于，所述立管式噴動流化床的下部設(shè)有直流電弧等離子體炬(I )，該直流電弧等離子體炬(I)的頭部顯露于所述反應(yīng)筒(2 )內(nèi)，在所述反應(yīng)筒(2 )的圓錐形下部形成一直流電弧等離子體區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固體有機廢棄物的等離子體熱解氣化反應(yīng)器，其特征在于，所述的水蒸氣靜壓箱(3)為與所述反應(yīng)筒(2)上部圓柱形的直徑相等的圓筒形結(jié)構(gòu)，且上端口與所述反應(yīng)筒(2)下部圓錐形的上端口的焊接在一起，在所述水蒸氣靜壓箱(3)的內(nèi)壁與反應(yīng)筒(2)下部圓錐形的外壁之間形成單邊縱剖面為直角三角形的環(huán)形空間。
專利摘要本實用新型涉及廢物的焚化爐，具體涉及一種固體有機廢棄物的等離子體熱解氣化反應(yīng)器，它包括一立管式噴動流化床，該流化床由上部為圓柱形，下部為圓錐形的反應(yīng)筒(2)和套設(shè)在所述反應(yīng)筒(2)的圓錐形下部的水蒸氣靜壓箱(3)組成，其中所述反應(yīng)筒(2)的圓錐形下部均布有通氣孔(6)，其特征在于，所述立管式噴動流化床的下部設(shè)有直流電弧等離子體炬(1)，該直流電弧等離子體炬(1)的頭部顯露于所述反應(yīng)筒(2)內(nèi)，在所述反應(yīng)筒(2)的圓錐形下部形成一直流電弧等離子體區(qū)。本實用新型所述的固體有機廢棄物的等離子體熱解氣化反應(yīng)器可顯著提高熱解氣化效率。
文檔編號F23G5/027GK202613448SQ201220271529
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月9日
發(fā)明者唐蘭, 黃海濤, 黎清薦, 王曉明, 熊建新 申請人:廣州大學(xué)