一种碳基催化剂催化裂解焦油的反应装置的制作方法

本发明涉及焦油去除技术领域，具体为一种碳基催化剂催化裂解焦油的反应装置。

背景技术：

随着经济的快速发展和人们消费水平的显著提高，固体废弃物的产生量逐年增加。以农林生物质废弃物、污水污泥、工业有机固废等为代表的有机固废年产量已超过60亿吨每年，具有量大、面广、复合污染严重的特点。有机废弃物有机质含量高，是一种潜在的资源，将其资源化利用，既可解决资源短缺问题，又可减少碳排放，缓解全球变暖。

从生活垃圾处置战略可持续发展角度而言，有机固体废弃物的清洁高效处置应当遵循减量化、无害化和资源化三大目标。随着全球范围内化石能源的枯竭，广大民众的环境生态保护意识逐步提高，生态环境领域的科学技术持续进步，高效洁净的生活垃圾热处置技术必定成为未来城市固体废弃物处置的优选方式之一。生活垃圾热处置方式主要分为焚烧、热解和气化三种技术。气化技术指的是有机固废在高温还原性气氛下与某一些气化介质发生热化学反应并产生co、h2和ch4等可燃性轻质气体的热学转化过程，其相较于焚烧这一类传统垃圾热处置方式有诸多优势：(1)常规污染物的排放水平较低；(2)气化技术通过采用相对较低的过量空气系数，显著减少排放烟气量；(3)气化技术可将生活垃圾转化为可燃气、液体燃料和焦炭等多样化的产品，实现了固体废弃物的多元化利用。

有机固废气化与煤气化相比，焦油含量高，制成的合成气无法直接用于流化床甲烷化，气化可以最大化实现有机固废转化为高品质的合成气，其可用于甲烷化，但是有机固废气化过程中不可避免的会产生焦油，焦油的存在不仅不能满足合成气高值化对原料的需求，而且还会引发一些其他的问题，如：(1)污染过滤器和管路，并使下游催化剂失活；(2)焦油能量占燃气能量的5％-10％，若是不加以利用，会造成能量浪费；(3)焦油还会带来含酚废水难题及恶臭，严重污染环境。所以，有必要对焦油进行脱除。

现有的焦油脱除催化剂，例如活性比较高的镍基催化剂、碱金属催化剂和天然矿石类催化剂等，在本工艺过程中会在水和氧气的环境下迅速失活，且难以再回收利用，而半焦催化剂虽然也会面临失活的问题，但是其失活后的能量还可以通过气化反应进行回收，且来源广泛、价格低廉，是适合于本工艺条件的催化剂。由于催化剂在反应中消耗过快，现有的催化反应装置不能够实现失活催化剂排除反应器外的同时投入新鲜的催化剂，所以需要设计此催化反应器来实现此过程。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种碳基催化剂催化裂解焦油的反应装置以解决上述背景技术提出的现有的焦油脱除催化剂，例如活性比较高的镍基催化剂、碱金属催化剂和天然矿石类催化剂等，在本工艺过程中会在水和氧气的环境下迅速失活，且难以再回收利用，而半焦催化剂虽然也会面临失活的问题，但是其失活后的能量还可以通过气化反应进行回收的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种碳基催化剂催化裂解焦油的反应装置，包括催化剂放置机构，所述催化剂放置机构包括梯形放料漏斗，所述梯形放料漏斗的底部开设有送料口，所述送料口的底部罩接有绞龙管，所述绞龙管内部中空，位于绞龙管的端头侧壁中部密封穿插设有联轴器，所述联轴器的一端固定安装有绞龙电机，所述绞龙电机的机壳部件与联轴器的外部安装固定，其绞龙电机的输出端与联轴器端头驱动连接，所述绞龙管的底端中部横向安装有三角支架，联轴器的另一端头处传动连接有输料绞龙，所述输料绞龙内置在送料口的底部。

作为本发明一种优选方案：所述绞龙管的另一边侧开设有出料口，所述出料口的端头处设置有用于对输送的原料进行称重的定量称重箱，所述定量称重箱的底部内壁设置有称重传感器，所述称重传感器的底部设置有与称重传感器电性连接的电子定量放料阀门，所述电子定量放料阀门的一侧固定安装有自动控制盒，所述自动控制盒的内部设置有用于自动放料称重及放料的自动控制器。

作为本发明一种优选方案：所述电子定量放料阀门的侧壁设置有催化反应机构，所述催化反应机构包括与电子定量放料阀门底部密封连通并用于原料反应的催化反应器，所述催化反应器底部设置有独立的可拆卸的支撑底座，所述支撑底座的顶端固定支撑安装有若干个紧固螺钉，所述电子定量放料阀门的侧壁中部开设有气体检测口，所述气体检测口的侧壁中穿插设有用于检测废气的气体导出管。

作为本发明一种优选方案：所述气体检测口的一端设置有用于检测连续反应中做到准确检测的气体感应检测罐，所述气体感应检测罐的内部设置有气体压力感应器，所述气体压力感应器的底部固定的感应检测罐的一端限位支撑安装有感应座，所述感应座的一侧固定安装有气体分析仪，所述气体分析仪的一端固定安装有气体含量检测表。

作为本发明一种优选方案：所述催化反应器包括密闭连通的催化反应罐，所述催化反应罐的内部固定安装有固体催化剂床层，所述固体催化剂床层的底部设置有若干个用于催化反应的催化网板，所述催化网板的一端固定安装有催化器，所述催化器的一端与外侧设置的催化反应罐的外壁表面设置有观察窗。

作为本发明一种优选方案：所述催化反应罐的侧壁表面固定安装有用于输送催化反应后原料的旋转出料机构，所述旋转出料机构包括与催化反应罐侧壁密封连通的驱动电机，所述驱动电机的输出端传动连接有输送废旧原料的旋转出料器，所述旋转出料器的外形呈柱筒状，且位于旋转出料器的表面开设有若干个接取口。

作为本发明一种优选方案：所述旋转出料器可根据催化剂的消耗速率调节其驱动电机的通电转速，所述驱动电机的一端设置有电子变速器，所述电子变速器的一端与外侧设置的控制箱。

作为本发明一种优选方案：所述催化反应器的底部安装有气化炉，所述气化炉的底部设置有蒸汽注入口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)通过设有的催化剂放置机构和梯形放料漏斗方便将物料从上方放置到梯形放料漏斗内，设有的送料口和绞龙管，方便在使用时能够将物料实现运输，使用人员需要将催化剂原料从顶部的梯形放料漏斗处进行放入，此时物料顺着梯形放料漏斗的顶部顺势下落至送料口处，随后使用人员通过对绞龙电机开关，通电后的绞龙电机会带动输出端的联轴器实现转动，在联轴器在启动时，实现对绞龙管内部的输料绞龙的传动连接，以便实现对上方放置的物料能够源源不断的实现物料的输送，旋转出料器的设置，不仅可以原位补充催化剂，而且可使失活的催化剂及时的排除催化反应器；

(2)用水蒸气活化后的玉米芯半焦催化转化甲苯，玉米芯半焦在10个小时就失活，本发明采用的催化剂添加方式，就不必考虑玉米芯半焦失活的问题。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明称重传感器结构示意图；

图3为本发明侧面结构示意图；

图4为本发明催化剂放置机构结构示意图；

图5为本发明气体分析仪结构示意图；

图6为本发明催化器结构示意图；

图7为本发明三角支架结构示意图；

图8为本发明驱动电机结构示意图。

图中：1、催化剂放置机构；101、梯形放料漏斗；102、送料口；103、绞龙管；104、联轴器；105、绞龙电机；106、三角支架；107、输料绞龙；108、出料口；109、定量称重箱；110、称重传感器；112、电子定量放料阀门；113、自动控制盒；2、催化反应机构；201、催化反应器；202、支撑底座；203、气体检测口；204、气体导出管；205、感应检测罐；206、气体压力感应器；207、感应座；208、气体分析仪；209、气体含量检测表；210、催化反应罐；211、固体催化剂床层；212、催化网板；213、催化器；3、出料机构；301、驱动电机；302、旋转出料器；303、接取口；4、气化炉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种碳基催化剂催化裂解焦油的反应装置，包括催化剂放置机构1，催化剂放置机构1包括梯形放料漏斗101，梯形放料漏斗101的底部开设有送料口102，送料口102的底部罩接有绞龙管103，绞龙管103内部中空，位于绞龙管103的端头侧壁中部密封穿插设有联轴器104，联轴器104的一端固定安装有绞龙电机105，绞龙电机105的机壳部件与联轴器104的外部安装固定，其绞龙电机105的输出端与联轴器104端头驱动连接，绞龙管103的底端中部横向安装有三角支架106，联轴器104的另一端头处传动连接有输料绞龙107，输料绞龙107内置在送料口102的底部。

在使用时，首先使用人员需要将催化剂原料从顶部的梯形放料漏斗101处进行放入，此时物料顺着梯形放料漏斗101的顶部顺势下落至送料口102处，随后使用人员通过对绞龙电机105，通电后的绞龙电机105会带动输出端的联轴器104实现转动，在联轴器104启动时，实现对绞龙管103内部的输料绞龙107的传动连接，以便实现对上方放置的物料能够源源不断的实现物料的输送。

在本实施例中：绞龙管103的另一边侧开设有出料口108，出料口108的端头处设置有用于对输送的原料进行称重的定量称重箱109，定量称重箱109的底部内壁设置有称重传感器110，称重传感器110的底部设置有与称重传感器110电性连接的电子定量放料阀门112，电子定量放料阀门112的一侧固定安装有自动控制盒113，自动控制盒113的内部设置有用于自动放料称重及放料的自动控制器。

在使用时，首先使用人员需要通过借助绞龙管103实现原材料的输送，此时为了方便实现物料的定量运输，此时原材料输送到定量称重箱109内，此时通过内置在定量称重箱109的外壁处设置的称重传感器110即可将放置的原材料实现称重处理，此时使用人员即可实现了对电子称重定量处理，使用人员可以通过自动控制盒113的控制下将物料的重量加以设定，设定完毕后当放料到一定的重量后再对上方的电子定量放料阀门112进行关闭，最后将称重完毕的物料在放入到下方的反应设备中加以反应，需要设置一个自动控制系统，当废弃的催化剂达到称重传感器110设定的质量后，就可以自动落下，然后新鲜催化剂也经过称重传感器110，上方是一个自动开关的盒子，只要进料质量达到称重传感器110所设置的重量，就可以自动关闭，将其余的催化剂阻隔在外，保证催化剂的进料量每次都是一样的。

在本实施例中：电子定量放料阀门112的侧壁设置有催化反应机构2，催化反应机构2包括与电子定量放料阀门112底部密封连通并用于原料反应的催化反应器201，催化反应器201底部设置有独立的可拆卸的支撑底座202，支撑底座202的顶端固定支撑安装有若干个紧固螺钉，电子定量放料阀门112的侧壁中部开设有气体检测口203，气体检测口203的侧壁中穿插设有用于检测废气的气体导出管204。

在使用时，首先使用人员可以借助催化反应机构2将上半部分用于处理完毕的还未反应的催化剂原料从上方的出料口108处实现注入，然后原料即可在催化反应器201内部发生反应，此时反应过程中的气体势必从上方的气体检测口203处实现出气，然后气体顺着气体导出管204处实现导出，以便储存做下一步的气体检测处理，为了方便对上的反应设备实现自由的组装处理，因此可以根据需要随意组装该设备进而达到了对原材料的检测处理，继而可以做个独立的气体催化部件进行随意的安装。

在本实施例中：气体检测口203的一端设置有用于检测连续反应中做到准确检测的气体感应检测罐205，气体感应检测罐205的内部设置有气体压力感应器206，气体压力感应器206的底部固定的感应检测罐205的一端限位支撑安装有感应座207，感应座207的一侧固定安装有气体分析仪208，气体分析仪208的一端固定安装有气体含量检测表209。

在使用时，首先为了方便实现对催化反应后的气体含量实现检测，因此使用人员即可通过借助气体压力感应器206检测得到燃烧后的气体含量，继而达到了对气体内部分析仪进而检测得到内部的气体实现分析，设有的气体含量检测表209继而达到了对气体的分析检测在每一次落下用过的催化剂时，收集此次加入催化剂所产生的气体，反应后的催化剂固体，然后在最后做碳平衡计算，计算误差大小，方便后续得到充分的原料燃烧做准备，在每一次落下用过的催化剂时，收集此次加入催化剂所产生的气体，反应后的催化剂固体，然后在最后做碳平衡计算，计算误差大小。

在本实施例中：催化反应器201包括密闭连通的催化反应罐210，催化反应罐210的内部固定安装有固体催化剂床层211，固体催化剂床层211的底部设置有若干个用于催化反应的催化网板212，催化网板212的一端固定安装有催化器213，催化器213的一端与外侧设置的催化反应罐210的外壁表面设置有观察窗。

在使用时，为了方便使用人员观察内部催化反应，因此使用人员进而可以透过催化罐的外部观察窗进而方便实现了对内部原料实现了检测，设有的催化器213和催化网板212继而方便使用人员将内部的催化罐继而达到了对内部催化剂的调整，设有的催化网板212在使用时，当上方的催化剂原材料放入过后，能够与催化网板212之间接触，使其实现催化反应催化过后的材料再从网格板孔位内向下处理。

在本实施例中：催化反应罐210的侧壁表面固定安装有用于输送催化反应后原料的旋转出料机构3，旋转出料机构3包括与催化反应罐210侧壁密封连通的驱动电机301，驱动电机301的输出端传动连接有输送废旧原料的旋转出料器302，旋转出料器302的外形呈柱筒状，且位于旋转出料器302的表面开设有若干个接取口303。

在使用过程中，通过设有的旋转出料器302实现对催化原料输出。

在本实施例中旋转出料器302可根据催化剂的消耗速率调节其驱动电机301的通电转速，驱动电机301的一端设置有电子变速器，电子变速器的一端与外侧设置的控制箱，方便在使用时，即可达到了对输出端的驱动电机301起到了良好的传动处理，设有的电子变速器方便对输出端处设置的驱动电机301起到了良好的调整。

在本实施例中：催化反应器201的底部安装有气化炉4，气化炉4的底部设置有蒸汽注入口。

在使用时，首先使用人员可以通过借助气化炉4进而达到了对已经充分催化后的原材料再最后进行汽化处理，从而达到了对后续物料的调整。

本说明中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。