一种有机物气化热解催化蓄热燃烧方法及装置

摘要

本发明提供了一种有机物气化热解催化蓄热燃烧方法及装置，属于环保技术领域。有机物燃料经进料口进入穿孔式气化热解段，产生的气化热解气进入催化蓄热燃烧段；催化蓄热燃烧段内设置交叉蓄热载体，交叉蓄热载体表面布有催化剂，使气化热解气与空气混合，同时在较短时间内进行低氧超绝热燃烧，并在自由反应段实现完全燃烧；燃烧产生的高温烟气进入换热段，换热段分多区，保证充分换热；换热后烟气进入陶瓷净化段净化；气化热解过程中产生的灰渣经垂直螺旋除灰供风一体化装置送入密封干式排渣段。本装置可作为热水锅炉、蒸汽锅炉、热风炉等各式反应器，具有有机物适用范围广、燃烧反应时间短、换热完全、整机体积小、尾气无需脱酸除氮氧化物等优点。

主权项

一种有机物气化热解催化蓄热燃烧装置，其特征在于，该有机物气化热解催化蓄热燃烧装置主体包括双封闭进料口、穿孔式气化热解段、催化蓄热燃烧段、自由反应段、换热段、陶瓷净化段、垂直螺旋除灰供风一体化装置和密封干式排渣段；双封闭进料口包括第一封闭区和第二封闭区，其下端为穿孔式气化热解段，有机物燃料通过控制第一封闭区和第二封闭区上的闸门进入穿孔式气化热解段；穿孔式气化热解段的底部设有垂直螺旋除灰供风一体化装置，有机物燃料处于垂直螺旋除灰供风一体化装置的上端，反应过程中第一封闭区和第二封闭区中至少有一个是密闭状态；垂直螺旋除灰供风一体化装置包括螺旋片和螺旋杆，螺旋片和螺旋杆均开孔，螺旋片开孔孔径5‑30mm，螺旋杆垂直方向开孔孔径≥50mm，水平方向开孔孔径5‑30mm，螺旋片的开孔与螺旋杆的水平开孔用管道连接；垂直螺旋除灰供风一体化装置通过管道与外部的气化风机相连，气化风机在开始工作时开启，将气化介质空气或氧气通过管道、螺旋片和螺旋杆输入穿孔式气化热解段，气化介质与有机物燃料进行气化热解反应；垂直螺旋除灰供风一体化装置的下端依次设有清灰刮板和密封干式排渣段，穿孔式气化热解段内气化热解后的草木灰经垂直螺旋除灰供风一体化装置旋转运至密封干式排渣段顶部；密封干式排渣段顶部设有卸灰孔，卸灰孔的孔径为10‑50mm；清灰刮板将落入密封干式排渣段顶部的草木灰刮送至密封干式排渣段内，清灰刮板的上端设有隔离片，隔离片用于阻挡密封干式排渣段的草木灰回扬进入穿孔式气化热解段；催化蓄热燃烧段、自由反应段和换热段在空间上相通，呈折形依次排布于穿孔式气化热解段的右端；催化蓄热燃烧段通过管道与穿孔式气化热解段出气口相连，气化热解气进入催化蓄热燃烧段内；催化蓄热燃烧段内壁上均匀设有燃气喷嘴和空气喷嘴，电动点火装置布置于燃气喷嘴与空气喷嘴前端，燃气喷嘴与空气喷嘴呈套管形式；催化蓄热燃烧段内设置网状交叉蓄热载体，网格的水平宽度为20‑60mm，网格的垂直宽度为40‑100mm，交叉蓄热载体由惰性、耐高温材料制成；载体表面布有催化剂；气化热解气作为燃气在催化蓄热燃烧段内进行低氧超绝热燃烧，在催化剂作用下燃烧反应速率为非催化燃烧反应速率的一倍以上；燃烧时由鼓风机将空气或氧气输送到催化蓄热燃烧段中，为气化热解气的燃烧供氧；在催化蓄热燃烧段内燃烧不完全的气化热解气进入自由反应段继续反应，气化热解气燃烧完全后变成高温烟气进入换热段；换热段分多区，区与区之间采用隔板半隔开，换热段内部设置管束，管束呈对流布置，管束上增设翅片；管束的一端经过除氧给水泵与除氧器相连，除氧器设置在有机物气化热解催化蓄热燃烧装置的顶部和侧面，设置在侧面的环绕厚度为20mm‑200mm，设置在顶部的环绕厚度为50mm‑300mm；除氧器经锅炉给水泵与锅炉净水器相连，来自锅炉净水器的软化水经锅炉给水泵运输到除氧器中，经除氧器除氧后变成软化除氧水，软化除氧水经除氧给水泵输送至管束中与高温烟气进行换热；管束的另一端与汽水分离器相连，经过换热的软化除氧水转变为过热蒸汽/饱和蒸汽，经过汽水分离器分离出饱和水后送入分汽缸；换热段的出气口经管道与陶瓷净化段相连，换热后的烟气进入陶瓷净化段进行净化，净化后的烟气由烟囱排出。