一種生物質(zhì)氣化焦油催化裂解反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種生物質(zhì)氣化焦油催化裂解反應(yīng)器，包括反應(yīng)器殼體和設(shè)于反應(yīng)器殼體內(nèi)的催化器，反應(yīng)器殼體兩端設(shè)有相對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣管和出氣管，催化器包括柱狀的催化劑載體，催化劑載體具有多個(gè)間隔排列沿長(zhǎng)度方向平行設(shè)置的貫通孔，在各貫通孔內(nèi)的孔壁上負(fù)載有焦油裂解催化劑，此焦油催化裂解反應(yīng)器中高溫燃?xì)饨?jīng)進(jìn)氣管進(jìn)入反應(yīng)器殼體內(nèi)，高溫燃?xì)馑鶖y帶的焦油經(jīng)催化劑載體內(nèi)的貫通孔通過(guò)時(shí)，在孔壁上的焦油裂解催化劑的作用下，焦油裂解為可燃小分子和其他不可燃小分子，再經(jīng)出氣管排出，充分利用焦油所含的熱量，提高生物質(zhì)氣化效率。
【專利說(shuō)明】一種生物質(zhì)氣化焦油催化裂解反應(yīng)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及焦油催化裂解【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種生物質(zhì)氣化焦油催化裂解 反應(yīng)器。

【背景技術(shù)】
[0002] 生物質(zhì)能源作為一種新型可循環(huán)利用的能源，越來(lái)越受到人們的重視。其中，生物 質(zhì)氣化制備生物質(zhì)燃?xì)馐巧镔|(zhì)能源利用的一種重要路線，生物質(zhì)經(jīng)氣化爐氣化得到生物 質(zhì)燃?xì)猓捎跉饣玫降纳镔|(zhì)燃?xì)庵泻幸欢康慕褂秃头蹓m，影響生物質(zhì)燃?xì)獾倪\(yùn)用。 針對(duì)焦油的脫除，前人做了大量的研究，主要有水洗脫除和催化裂解兩種方法。水洗法不僅 造成洗滌水的嚴(yán)重污染，而且不利于氣化系統(tǒng)的高效運(yùn)行，降低燃?xì)鉂駸崂?，影響生物質(zhì) 氣化效率。焦油催化裂解是解決生物質(zhì)燃?xì)饨褂兔摮龁?wèn)題的有效方法，不僅降低了燃?xì)庵?焦油的含量，而且焦油裂解產(chǎn)物主要是可燃?xì)鈿怏w，提高了燃?xì)鉄嶂?，提高了生物質(zhì)氣化效 率。
[0003] 專利CN1098910C和CN1667086A均提及到使用催化劑降低生物質(zhì)燃?xì)庵薪褂秃?量的方法，其中催化劑都是制成顆粒狀，在氣化爐中設(shè)置催化裂解段或是在流化床氣化爐 中加入顆粒狀催化劑，催化劑隨原料流化沸騰，小顆粒催化劑隨氣流流出氣化爐經(jīng)旋風(fēng)分 離器分離回流至氣化爐。前者由于燃?xì)馐窃诖呋瘎╊w粒間的縫隙間流通，燃?xì)庵泻幸欢?量的粉塵，容易堵塞縫隙，造成氣流不暢，影響氣化爐的穩(wěn)定運(yùn)行；后者由于催化劑顆粒處 于流化態(tài)，與生物質(zhì)原料、設(shè)備碰撞和摩擦容易使催化劑顆粒開(kāi)裂，變成小顆?；蚴悄コ煞?狀，從而一方面增加了燃?xì)夥蹓m含量，給燃?xì)鈨艋斐筛蟮睦щy，另一方面催化劑循環(huán)利 用率較小，造成催化劑成本提高。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高效并可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的生物質(zhì)氣 化焦油催化裂解反應(yīng)器。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案：一種生物質(zhì)氣化焦油催化裂解反應(yīng)器， 包括反應(yīng)器殼體和設(shè)于反應(yīng)器殼體內(nèi)的催化器，所述反應(yīng)器殼體兩端設(shè)有相對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣管 和出氣管，所述催化器包括柱狀的催化劑載體，所述催化劑載體具有多個(gè)間隔排列沿長(zhǎng)度 方向平行設(shè)置的貫通孔，在各所述貫通孔內(nèi)的孔壁上負(fù)載有焦油裂解催化劑。
[0006] 進(jìn)一步，各所述貫通孔為六邊形孔，各所述六邊形孔排列形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)。
[0007] 進(jìn)一步，各所述貫通孔為扁平通孔，各所述扁平通孔層疊排列形成層狀結(jié)構(gòu)。
[0008] 進(jìn)一步，各所述貫通孔為圓孔或方孔。
[0009] 進(jìn)一步，所述焦油裂解催化劑粘結(jié)涂覆在各貫通孔的孔壁上。
[0010] 進(jìn)一步，所述焦油裂解催化劑與催化劑載體一體成型。
[0011] 進(jìn)一步，在所述反應(yīng)器殼體內(nèi)位于進(jìn)氣管與催化器之間設(shè)有布風(fēng)板，在所述進(jìn)氣 管上設(shè)有空氣噴射口和蒸汽噴射口，所述反應(yīng)器殼體由金屬外殼和彈性內(nèi)殼形成。
[0012] 進(jìn)一步，所述催化劑載體為方形柱體或圓形柱體。
[0013] 有益效果：此焦油催化裂解反應(yīng)器中高溫燃?xì)饨?jīng)進(jìn)氣管進(jìn)入反應(yīng)器殼體內(nèi)，高溫 燃?xì)馑鶖y帶的焦油經(jīng)催化劑載體內(nèi)的貫通孔通過(guò)時(shí)，在孔壁上的焦油裂解催化劑的作用 下，焦油裂解為可燃小分子和其他不可燃小分子，再經(jīng)出氣管排出，充分利用焦油所含的熱 量，提高生物質(zhì)氣化效率。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)中采用顆粒狀催化劑進(jìn)行催化裂解反應(yīng)相比，本實(shí)用新型焦油催化裂 解反應(yīng)器具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0015] 1、催化劑載體為設(shè)置有貫通孔的多孔通道結(jié)構(gòu)且催化劑是固定設(shè)置在貫通孔內(nèi) 的孔壁上，攜帶有焦油的高溫燃?xì)馀c催化劑的接觸面積大，催化裂解反應(yīng)效率高。
[0016] 2、催化劑載體由于采用多孔通道結(jié)構(gòu)，形成的高溫燃?xì)馔ǖ谰鶆蚯抑睆綁虼螅?會(huì)產(chǎn)生燃?xì)庵蟹蹓m堵塞通道的現(xiàn)象；同時(shí)粘附于通道表面的粉塵和焦油，在焦油經(jīng)催化裂 解后轉(zhuǎn)化為氣態(tài)可燃?xì)怏w和其他不可燃物，產(chǎn)物大部分為氣態(tài)物質(zhì)，粘度非常小，隨著反應(yīng) 的進(jìn)行，粉塵失去粘附力，再通過(guò)氣流沖刷進(jìn)入到氣流中，保證不堵塞。
[0017] 3、催化裂解反應(yīng)器為固定設(shè)備，催化劑固定在貫通孔內(nèi)的孔壁上，催化劑的摩擦 損失小，一方面提高了催化劑的使用壽命，別一方面降低了高溫燃?xì)庵蟹蹓m的含量，有利于 后續(xù)除塵工藝。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明；
[0019] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中催化劑載體第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中催化劑載體第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中催化劑載體第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中催化劑載體第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 參照?qǐng)D1至圖5,本實(shí)用新型一種生物質(zhì)氣化焦油催化裂解反應(yīng)器，包括反應(yīng)器殼 體10和設(shè)于反應(yīng)器殼體10內(nèi)的催化器20,反應(yīng)器殼體10兩端設(shè)有相對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣管11和 出氣管12,催化器20包括柱狀的催化劑載體21，催化劑載體21具有多個(gè)間隔排列沿長(zhǎng)度 方向平行設(shè)置的貫通孔22,在各貫通孔22內(nèi)的孔壁上負(fù)載有焦油裂解催化劑。
[0025] 在本實(shí)施例中，催化劑載體21可以為方形柱體或圓形柱體，反應(yīng)器殼體10也為相 對(duì)應(yīng)形狀的殼體，在反應(yīng)器殼體10內(nèi)位于進(jìn)氣管11與催化器20之間還設(shè)有布風(fēng)板13,高 溫燃?xì)饨?jīng)布風(fēng)板13可均勻分布至催化器20前端，在進(jìn)氣管11上設(shè)有空氣噴射口 14和蒸 汽噴射口 15,空氣噴射口 14和蒸汽噴射口 15分別連接空氣噴裝置和蒸汽噴射裝置，空氣噴 裝置和蒸汽噴射裝置可降低或提高反應(yīng)器的反應(yīng)溫度，使反應(yīng)溫度穩(wěn)定在一定的范圍，有 利于提高焦油轉(zhuǎn)化率。反應(yīng)器殼體10由金屬外殼16和彈性內(nèi)殼17形成。
[0026] 其中催化劑載體21內(nèi)的貫通孔22可以設(shè)置為六邊形孔、扁平通孔、圓孔或方孔等 形狀，但需保證催化劑載體21橫截面的孔隙率在0. 6-0. 95之間，當(dāng)設(shè)置為六邊形孔時(shí)，催 化劑載體21橫截面呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)；當(dāng)設(shè)置為扁平通孔時(shí)，催化劑載體21橫截面呈層狀結(jié) 構(gòu)，間隔排列的貫通孔22增大了高溫燃?xì)馀c催化劑的接觸面積大，有效提高催化裂解反應(yīng) 效率。
[0027] 焦油裂解催化劑可以采用兩者方式負(fù)載在各貫通孔22內(nèi)的孔壁上，可以將焦油 裂解催化劑與粘結(jié)劑、載體材料混合后制成具有貫通孔22的催化劑載體21模型，再烘干燒 結(jié)形成催化劑載體21，此時(shí)焦油裂解催化劑與催化劑載體21是一體的；當(dāng)然，還可以先成 型出具有貫通孔22的催化劑載體21模型，再在各貫通孔22的孔壁內(nèi)涂覆焦油裂解催化劑 與粘結(jié)劑的混合液，焙燒形成。
[0028] 其中，形成催化劑載體21的載體材料為耐高溫的金屬材料；粘結(jié)劑可以采用甲基 纖維素、硅溶膠和鋁溶膠等；焦油裂解催化劑可以是白云石、凹凸棒石粘土、高鋁硯土、氧化 鐵、氧化鈣、活性碳、鎳基材料等其中的一種或是幾種配比而成。
[0029] 上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型不限于上 述實(shí)施方式，在所述【技術(shù)領(lǐng)域】普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用 新型宗旨的前提下作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1. 一種生物質(zhì)氣化焦油催化裂解反應(yīng)器，其特征在于：包括反應(yīng)器殼體和設(shè)于反應(yīng)器 殼體內(nèi)的催化器，所述反應(yīng)器殼體兩端設(shè)有相對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣管和出氣管，所述催化器包括柱 狀的催化劑載體，所述催化劑載體具有多個(gè)間隔排列沿長(zhǎng)度方向平行設(shè)置的貫通孔，在各 所述貫通孔內(nèi)的孔壁上負(fù)載有焦油裂解催化劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣化焦油催化裂解反應(yīng)器，其特征在于：各所述貫通 孔為六邊形孔，各所述六邊形孔排列形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣化焦油催化裂解反應(yīng)器，其特征在于：各所述貫通 孔為扁平通孔，各所述扁平通孔層疊排列形成層狀結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣化焦油催化裂解反應(yīng)器，其特征在于：各所述貫通 孔為圓孔或方孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的生物質(zhì)氣化焦油催化裂解反應(yīng)器，其特征在于：所述 焦油裂解催化劑粘結(jié)涂覆在各貫通孔的孔壁上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的生物質(zhì)氣化焦油催化裂解反應(yīng)器，其特征在于：所述 焦油裂解催化劑與催化劑載體一體成型。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣化焦油催化裂解反應(yīng)器，其特征在于：在所述反應(yīng) 器殼體內(nèi)位于進(jìn)氣管與催化器之間設(shè)有布風(fēng)板，在所述進(jìn)氣管上設(shè)有空氣噴射口和蒸汽噴 射口，所述反應(yīng)器殼體由金屬外殼和彈性內(nèi)殼形成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣化焦油催化裂解反應(yīng)器，其特征在于：所述催化劑 載體為方形柱體或圓形柱體。
【文檔編號(hào)】C10K1/34GK203938659SQ201420329378
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】謝毓勝, 蘇德仁, 盧建翔, 鄧立新, 張大林 申請(qǐng)人:廣東正鵬生物質(zhì)能源科技有限公司