一种利用废塑料热转化制取富氢合成气的装置及工艺.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CN105462615A(43)申请公布日2016.04.06(21)申请号201510932945.1(22)申请日2015.12.14(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市甘井子区凌工路2号(72)发明人豆斌林宋永臣蒋博王凯强杨明军张川(74)专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人梅洪玉侯明远(51)Int.Cl.C10J3/20(2006.01)C10J3/60(2006.01)C10B53/07(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种利用废塑料热转化制取富氢合成气的装置及工艺(57)摘要一种利用废塑料热转化制取富氢合成气的装置及工艺，该装置包括废塑料水平管式炉蒸汽热解部分、高温水蒸气气化部分、旋风分离除尘器部分和高温熔融部分。本发明首先将废塑料热解，产生热解混合气体和固体残渣；热解混合气体进行CO2吸附强化水蒸气气化转变为富氢合成气；固体残渣在熔池1400-1600℃高温处理，高温处理燃尽可燃成分，也起到彻底毁毒的效果；最后从熔池中排出的残渣作为建筑材料，安全使用，整个处置过程不产生二次污染，是废塑料极为彻底的环境友好能源转化处理技术。CN105462615ACN105462615A权利要求书1/2页1.一种利用废塑料热转化制取富氢合成气的装置，其特征在于，包括废塑料水平管式炉蒸汽热解部分、高温水蒸气气化部分、旋风分离除尘器部分和高温熔融部分；废塑料水平管式炉蒸汽热解部分包括水蒸气进口(3)、废塑料进料口(2)、水平管式热解炉(4)和混合排出口(11)；高温水蒸气气化部分与混合排出口(11)相连，包括水蒸气进口(12)、氧化钙进口(13)、颗粒进口(18)和合成气出口(15)，除尘器颗粒由颗粒进口(18)进入水蒸气气化部分；旋风分离除尘器部分与合成气出口(15)相连，包括旋风分离除尘器(16)、产品出口(19)和颗粒出口(17)；高温熔融部分与下料管(9)相连，包括空气进口(6)、热解固体残渣进口(8)和固体材料排出口(5)，热解固体残渣通过热解固体残渣进口(8)进入熔池(7)内。2.使用权利要求1所述的装置制取富氢合成气的工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)废塑料水平管式炉蒸汽热解螺旋给料机将固体废塑料送入水平管式热解炉(4)，废塑料在水平管式热解炉(4)内水平移动；水平管式热解炉(4)中喷入高温水蒸气，在高温水蒸气和外加热作用下，废塑料发生热裂解生成热解气和热解固体残渣；热解气和水蒸气由混合排出口(11)进入气化炉膛(14)，热解固体残渣由下料管(9)进入熔池(7)；所述的水平管式热解炉(4)内水蒸气与废塑料中碳的摩尔比为H2O:C＝1:1-1:3；所述的热解温度为400-600℃；2)CO2原位吸附强化水蒸气气化制取富氢合成气水蒸气由水蒸气进口(12)进入气化炉膛(14)内，与热解气发生气化反应，发生水蒸气重整，生成HCl、CO2、CO、H2和杂质气体；气化炉膛(14)内喷入氧化钙颗粒，HCl与CaO发生化学反应实现脱氯；来自旋风分离除尘器(16)的部分颗粒由颗粒进口(18)进入气化炉膛(14)继续进行气化反应；气化炉膛(14)内生成的富氢合成气由产品出口(19)排出；所述的气化炉膛(14)内水蒸气与废塑料中碳的摩尔比为H2O:C＝3:1-6:1；所述的气化反应温度为500-700℃；所述的氧化钙颗粒中钙与废塑料中碳的摩尔比Ca：C＝1:1-2:1；3)热解固体残渣高温熔融处置空气进入熔池(7)内与热解固体残渣发生燃烧反应，产生高温CO2，熔融处置后的固体残渣形成氧化物建筑材料由固体材料排出口(5)排出；所述的热解固体残渣中碳与空气中氧的摩尔比C：O＝1:1～1:1.2；所述的燃烧反应的温度为1400-1600℃。3.根据权利要求2所述的制取富氢合成气的工艺，其特征在于，步骤1)中所述的废塑料在水平管式热解炉(4)内水平移动的进料速度为10-30kg/h。4.根据权利要求2或3所述的制取富氢合成气的工艺，其特征在于，步骤2)中所述的水蒸气重整与CO2反应提高富氢合成气中氢气含量；所述的富氢合成气中含有少量杂质气体。5.根据权利要求2或3所述的制取富氢合成气的工艺，其特征在于，步骤2)中所述的氧化钙颗粒的粒径为0.40-0.90mm，氧化钙颗粒的质量百分比为高于98％，其杂质成份包括CaCO3、MgO或CaCl2。6.根据权利要求4所述的制取富氢合成气的工艺，其特征在于，步骤2)中所述的氧化钙颗粒的粒径为0.40-0.90mm，氧化钙颗粒的质量百分比为高于98％，其杂质成份包括CaCO3、MgO或CaCl2。7.根据权利要求2或3或6所述的制取富氢合成气的工艺，其特征在于，步骤3)中热解