一种高塑惰性垃圾两步催化热解制备富氢合成气的方法与装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111647442A(43)申请公布日2020.09.11(21)申请号202010634297.2C01B3/32(2006.01)(22)申请日2020.07.02C01B3/26(2006.01)C01B3/22(2006.01)(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区100084信箱82分箱清华大学专利办公室(72)发明人王凯军槐衍森常风民(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人段俊涛(51)Int.Cl.C10J3/66(2006.01)C10J3/72(2006.01)C10J3/84(2006.01)C10B53/07(2006.01)C01B3/40(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种高塑惰性垃圾两步催化热解制备富氢合成气的方法与装置(57)摘要本发明提出了一种高塑惰性垃圾两步催化热解制备富氢合成气的方法和装置，本发明的两步催化热解制备富氢合成气的方法，主要包括：1)将高塑垃圾通过连续密闭输送系统输送入一级热解炉进行中温无氧热解(450℃-600℃)，主要产生挥发性产物(冷凝和非冷凝性组分)；2)将挥发性产物直接通入填充有钙/钛矿复合催化剂的二级催化热解反应炉，挥发性产物中冷凝性组分、水蒸气、CO2等在复合催化剂表面发生催化转化为富氢合成气(H2/CO)。本发明通过两步催化热解将高塑惰性垃圾转化为富氢合成气，重点解决餐厨/厨余垃圾中分选出的以轻质塑料为主的惰性垃圾热解液的能量利用及危害问题，减少高质合成气净化投资和二次污染。CN111647442ACN111647442A权利要求书1/1页1.一种高塑惰性垃圾两步催化热解制备富氢合成气的方法，其特征在于，包括：1)将高塑惰性垃圾通过连续密闭输送装置输送入一级中温热解炉进行450℃-600℃的中温无氧热解，产生以冷凝性和非冷凝性气体为主要成分的挥发性产物；2)将所得挥发性产物直接通入填充有钙/钛矿复合催化剂的二级高温催化热解炉进行800℃-1000℃的催化热解，挥发性产物中的冷凝性组分、水蒸气以及CO2在钙/钛矿复合催化剂表面发生催化转化为富氢合成气。2.根据权利要求1所述高塑惰性垃圾两步催化热解制备富氢合成气的方法，其特征在于，所述高塑惰性垃圾为富含塑料的惰性垃圾。3.根据权利要求1所述高塑惰性垃圾两步催化热解制备富氢合成气的方法，其特征在于，所述高塑惰性垃圾为餐厨/厨余垃圾在预处理或生物处理过程中分选出的以塑料袋、餐盒为主要成分的轻质物料。4.根据权利要求1所述高塑惰性垃圾两步催化热解制备富氢合成气的方法，其特征在于，所述钙/钛矿复合催化剂为以钙/钛矿为主、配备微量Ni/Co的复合催化剂，促使挥发性产物中的冷凝性组分、水蒸气、CO2发生催化转化反应生成富氢合成气。5.根据权利要求4所述高塑惰性垃圾两步催化热解制备富氢合成气的方法，其特征在于，所述钙/钛矿复合催化剂中，Ni/Co的负载量为催化剂总质量的6％～7％，其中，Ni掺杂比例为60％-80％，Co掺杂比例为20％-40％。6.根据权利要求1所述高塑惰性垃圾两步催化热解制备富氢合成气的方法，其特征在于，所述一级中温热解炉中的反应停留时间为30min-40min。7.根据权利要求1所述高塑惰性垃圾两步催化热解制备富氢合成气的方法，其特征在于，调节惰性垃圾含水率在15％以下。8.一种高塑惰性垃圾两步催化热解制备富氢合成气的装置，其特征在于，包括内置螺旋输送机构(2)的一级中温热解炉(3)，密闭进料装置(1)连接一级中温热解炉(3)的进料口向其供应高塑惰性垃圾，一级中温热解炉(3)的挥发性产物出口与二级高温催化热解炉(6)的入口通过密闭管道直接连通，二级高温催化热解炉(6)中填充有钙/钛矿复合催化剂(7)，二级高温催化热解炉(6)的出口连接气液分离器(8)。9.根据权利要求8所述高塑惰性垃圾两步催化热解制备富氢合成气的装置，其特征在于，所述一级中温热解炉(3)和二级高温催化热解炉(6)共用一个系统控制柜(5)，由系统控制柜(5)控制二者的反应温度以及供料启停。10.根据权利要求8所述高塑惰性垃圾两步催化热解制备富氢合成气的装置，其特征在于，所述气液分离器(8)的气相出口连接水冷凝器(9)，水冷凝器(9)的气相出口连接碱洗水箱(10)，碱洗水箱(10)的气相出口通过带有引风机(11)的管路连接净化器(12)。2CN111647442A说明书1/4页一种高塑惰性垃圾两步催化热解制备富氢合成气的方法与装置技术领域[0001]本发明属于固废处理技术领域，涉及塑料材料含量较高的固体废物资源化利用，特别涉及一种高塑惰性垃圾两步催化热解制备富氢合成气的方法与装置。背景技术[0002]垃