专利名称：一种固体有机废弃物的等离子体热解气化反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及废物的焚化炉，具体涉及等离子体焚化炉，该焚化炉适用于热解气化固体有机废弃物。
背景技术：
固体有机废弃物包括城市生活垃圾、高分子废弃物如塑料、橡胶、以及某些农林业生产废弃物和エ业废弃物等。近年来国民经济发展迅速，固体有机废弃物产生量大为增加，2000年我国废旧塑料的产生量达370万吨，废橡胶达85万吨，引起日益严重的“白色汚染”、“黑色污染”等问题。当前国内外有关固体有机废弃物的处理技术主要以填埋、焚烧、机械 或者化学回收为主。目前我国有小部分废塑料经过回收进行再生利用，但多数再生制品档 次低，市场需求不大。大部分垃圾中的废弃塑料制品仍然与垃圾一起按填埋处理，由于塑料重量轻、体积大，填埋占地多，塑料大分子不能自行降解，长期不腐烂，不仅浪费资源，而且破坏土地，污染地下水。焚烧处理法有较好的减容、減量效果，但废塑料焚烧常产生大量含有有毒污染物的烟气，引起严重的空气污染。近来，化学回收法例如废塑料催化裂解汽油、柴油的方法也受到人们的很大的重视。废塑料裂解制油需要在压カO. 2-0. 5Mpa、温度500-800°C和催化剂作用条件下进行，废塑料原料在催化剂和热的作用下，通过热裂解反应和催化裂解反应，碳氢元素组成的高分子材料向低分子燃油转化，经分馏冷凝后获得类似汽油、柴油的产物。目前废塑料裂解制油技术的主要问题是产品质量难以控制达到生产符合国际标准的汽油和柴油的目的，催化剂的反应效果差、出油率低、耗能高。近年来，基于等离子体废弃物热解技术受到关注。等离子体是被激发的电离气体，由带负电的粒子如电子、带正电的粒子如正尚子和中性粒子如原子等组成，电尚气体内正负电荷数相等，其总体保持电中性，并具有电导性。等离子体能够提供一个能量集中、温度很高的反应环境，不仅可大幅度提高化学反应速率，而且产生其他反应体系下难以发生的化学反应，因此，最近等离子体技术逐渐应用于许多エ业领域如化工、冶金、电子、能源、材料等。在能源和环保方面，固体有机废弃物的等离子体热解气化技术也有较多报道。公开号为CN 1683828A的专利申请披露了ー种利用等离子体处理固体有机废弃物方法，其中还公开了一种等离子体喷动流化床，该流化床包括上部为圆柱筒下部为圆锥筒的立管式反应筒，其中，所述圆柱筒的外壁上的设有第二电感耦合线圈，在所述圆柱筒内形成第二等离子区，所述圆锥筒的下部设有第一电感耦合线圈，在所述圆锥筒内的下部形成对第二等离子区具有辅助作用的第一等离子区；所述的圆锥筒上均匀分布有进入作为エ作气的过热水蒸气小孔；所述的第一等离子区和第二等离子区构成ー喷动床。当固体有机废弃物进入所述第二等离子区时，在等离子体的作用下便完成热解气化反应，进而得到H2、CO、CH4> C2H4> C2H2> CO2> C2H6> C3H6、C3H8等气体。但是，上述专利申请所述的等离子体喷动流化床明显存在下述不足I、需要高频等离子发生器，既提高了设备投资，又増加了能耗；2、用作流化气体的水蒸气压カ低，喷动效果差，容易导致易黏结的颗粒团聚，影响热解气化反应的效率。[0005]发明的内容鉴于现有技术存在上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种改进的固体有机废弃物的等离子体热解气化装置，该装置可显著提高热解气化效率。本实用新型解决上述问题的技术方案如下ー种固体有机废弃物的等离子体热解气化反应器，它包括一立管式喷动流化床，该流化床由上部为圆柱形，下部为圆锥形的反应筒和套设在所述反应筒的圆锥形下部的水蒸气静压箱组成，其中所述反应筒的圆锥形下部均布有通气孔，其特征在于，所述立管式喷动流化床的下部设有直流电弧等离子体炬，该直流电弧等离子体炬的头部显露于所述反应筒内，在所述反应筒的圆锥形下部形成一直流电弧等离子体区。为了稳定水蒸气压力，本实用新型所述反应器的一个改进方案是，所述的水蒸气静压箱为与所述反应筒上部圆柱形的直径相等的圆筒形结构，且上端ロ与所述反应筒下部 圆锥形的上端ロ的焊接在一起，在所述水蒸气静压箱的内壁与反应筒下部圆锥形的外壁之间形成单边纵剖面为直角三角形的环形空间。由于直流电弧等离子体炬需要使用压カ较高的工作气，由将其与立管式喷动流化床巧妙地结合在一起，即可使落至反应器下部的物料处于流化状态，有效地避免易黏结颗粒产生团聚现象，显著提高热解气化效率。
图I和图2为本实用新型所述反应器的ー个具体实施例的结构示意图，其中，图I为主视图(水蒸气静压箱处剖开)，图中两个箭头分别表示固体有机废弃物和裂解气体的流动方向，图2为图I的A— A剖视图。
具体实施方式
參见图I和图2，整个反应器由上部的立管式喷动流化床和设在立管式喷动流化床下部的直流电弧等离子体炬I组成，其中，所述立管式喷动流化床由上部为圆柱形，下部为圆锥形的反应筒2和套设在所述反应筒2的圆锥形下部的水蒸气静压箱3组成；所述反应筒2的顶部分别设有固体有机废弃物入口 4和裂解气体出ロ 5，圆锥形的下部均布有通气孔6 ;所述水蒸气静压箱3为圆筒形结构，且直径与反应筒2上部圆柱形的直径相等，且上端ロ与所述反应筒2下部圆锥形的上端ロ的焊接在一起，在水蒸气静压箱3的内壁与反应筒2下部圆锥形的外壁之间形成单边纵剖面为直角三角形的环形空间；直流电弧等离子体炬I的头部由反应筒2的圆锥形下部露出，在所述反应筒2圆锥形下部形成一直流电弧等离子体区。參见图I和图2，本实用新型所述固体有机废弃物的等离子体热解气化反应器的过程如下工作气体N2在直流电弧等离子体炬I内被电离成约3000-10000K高温等离子体，进入所述喷动流化床内的直流电弧等离子体区。同吋，过热水蒸气由水蒸气静压箱3经通气孔6进入热解区，固体有机废弃物由所述喷动流化床顶部进入热解区，进行快速热解气化反应，反应所得到的气体经后续的分离、冷却、过滤及化学吸收除渣便得到以C0、H2和CH4为主的可燃气。
权利要求1.一种固体有机废弃物的等离子体热解气化反应器，它包括一立管式喷动流化床，该流化床由上部为圆柱形，下部为圆锥形的反应筒(2)和套设在所述反应筒(2)的圆锥形下部的水蒸气静压箱(3)组成，其中所述反应筒(2)的圆锥形下部均布有通气孔(6)，其特征在于，所述立管式喷动流化床的下部设有直流电弧等离子体炬(I )，该直流电弧等离子体炬(I)的头部显露于所述反应筒(2 )内，在所述反应筒(2 )的圆锥形下部形成一直流电弧等离子体区。
2.根据权利要求I所述的一种固体有机废弃物的等离子体热解气化反应器，其特征在于，所述的水蒸气静压箱(3)为与所述反应筒(2)上部圆柱形的直径相等的圆筒形结构，且上端口与所述反应筒(2)下部圆锥形的上端口的焊接在一起，在所述水蒸气静压箱(3)的内壁与反应筒(2)下部圆锥形的外壁之间形成单边纵剖面为直角三角形的环形空间。
专利摘要本实用新型涉及废物的焚化炉，具体涉及一种固体有机废弃物的等离子体热解气化反应器，它包括一立管式喷动流化床，该流化床由上部为圆柱形，下部为圆锥形的反应筒(2)和套设在所述反应筒(2)的圆锥形下部的水蒸气静压箱(3)组成，其中所述反应筒(2)的圆锥形下部均布有通气孔(6)，其特征在于，所述立管式喷动流化床的下部设有直流电弧等离子体炬(1)，该直流电弧等离子体炬(1)的头部显露于所述反应筒(2)内，在所述反应筒(2)的圆锥形下部形成一直流电弧等离子体区。本实用新型所述的固体有机废弃物的等离子体热解气化反应器可显著提高热解气化效率。
文档编号F23G5/027GK202613448SQ201220271529
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月9日 优先权日2012年6月9日
发明者唐兰, 黄海涛, 黎清荐, 王晓明, 熊建新 申请人:广州大学