一种用于高温裂解二氧化碳的反应釜的制作方法

1.本发明涉及气体分解技术领域，尤其涉及一种用于高温裂解二氧化碳的反应釜。


背景技术：

2.目前生产氧化镁粉的主要方式是煅烧菱镁矿（碳酸镁或碳酸钙），在不低于1000℃的高温下，菱镁矿反应生产氧化镁和二氧化碳，二氧化碳生成量随生产氧化镁的量增大而增大，如果直接排放对大气污染严重，因此厂家会将二氧化碳收集起来进行二次生产，一般都会加工成为干冰用于冷冻物品或者灭火剂等，既能提高经济效益又能避免环境污染。
3.但是产生二氧化碳的量以及二次生产二氧化碳的量一般不能把握准确，为使产量达到要求，基本都会加量生产，因此完成产量后总会有多余的二氧化碳气体产生，现今大多数厂家均会因剩余的二氧化碳量少，再次二次生产经济效益较低，则会直接排放到大气环境中，如果排放次数较多也会对环境造成污染。
4.因此，针对以上不足，需要提供一种用于高温裂解二氧化碳的反应釜。


技术实现要素：

5.（一）要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是解决少量二氧化碳二次生产经济效益低，但直接排放又污染环境的问题。
6.（二）技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于高温裂解二氧化碳的反应釜，包括罐体、牵拉柱、托底柱和反应板，反应板内填充有促进二氧化碳分解成一氧化碳的催化剂和吸收二氧化碳的吸收剂，反应板插在牵拉柱和托底柱之间，牵拉柱、托底柱和反应板一体插入充有不低于950℃的高温二氧化碳气体、甲烷和饱和水蒸气的罐体内；其中牵拉柱顶部设有抽气口以使罐体内气体通过反应板和牵拉柱流出罐体外。
7.作为对本发明的进一步说明，优选地，反应板内部中空且下部外壁上间隔开设有若干个条状窗口，条状窗口处固连有避免催化剂外漏的钢丝网，条状窗口内填充有块状或球状的催化剂。
8.作为对本发明的进一步说明，优选地，催化剂选用含铈和钛的镍基催化剂。
9.作为对本发明的进一步说明，优选地，反应板内填充有多层催化剂，多层催化剂之间均设有气槽，多层催化剂的粒度自反应板底部向上逐渐减小。
10.作为对本发明的进一步说明，优选地，吸收剂置于反应板顶部，吸收剂选用氢氧化钙。
11.作为对本发明的进一步说明，优选地，罐体顶部一侧设有进气管口，进气管口与生产二氧化碳的回转窑的出气管相通。
12.作为对本发明的进一步说明，优选地，罐体顶部另一侧设有反应气管口，反应气管口内通有饱和水蒸气和甲烷气体。
13.作为对本发明的进一步说明，优选地，罐体一侧设有振动管口，振动管口内插接有振动管，振动管与反应板抵接。
14.作为对本发明的进一步说明，优选地，托底柱包括直筒、锥筒和底台，锥筒为倒锥状且固连在直筒底部，直筒和锥筒均中空且相通，底台固连在锥筒底部以使锥筒底部封闭，直筒顶部端口开放；直筒顶部端口处呈放射状固连有若干根支杆，支杆顶部开设有下滑槽，牵拉柱底部呈放射状间隔开设有若干个上滑槽，反应板上下两端分别插接在上滑槽和下滑槽内；相邻支杆之间的空间为漏孔，漏孔与直筒和锥筒空腔相通。
15.作为对本发明的进一步说明，优选地，罐体内设有保温层，保温层底部固连有支台，支台内沿竖直方向开设有多组锥形槽孔，多组锥形槽孔自上而下的锥角逐渐减小；位于支台中部的锥形槽孔锥角与锥筒外壁面锥角相同，以使锥筒外壁面与支台抵接。
16.（三）有益效果本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明通过二氧化碳在通过高温煅烧菱镁矿制备后自带的高温，与饱和水蒸气以及甲烷进行高温裂解反应产生可作为燃料的氢气和一氧化碳气体，不仅有效避免资源浪费，还可在二次利用时减少能源输入，具有极高的经济实用性。
附图说明
17.图1是本发明的总装效果图；图2是本发明的支柱结构图；图3是本发明的罐体剖面图；图4是图3中a的放大图；图5是本发明的反应板内部结构图；图6是本发明的反应板安装结构图；图7是图6中b的放大图；图8是本发明的牵拉柱和托底柱的剖面图；图9是图8中c的放大图。
18.图中：1、罐体；11、保温层；12、进气管口；13、穿插管口；14、反应气管口；15、振动管口；16、支台；2、牵拉柱；21、立柱；22、上滑槽；23、吊环；24、排气口；3、托底柱；31、直筒；32、锥筒；33、底台；34、支杆；35、下滑槽；36、漏孔；4、反应板；41、催化剂；42、气槽；43、缓冲区；44、吸收剂；5、加固环；6、支柱；61、连接环；62、加强环；63、底环。
具体实施方式
19.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。
20.一种用于高温裂解二氧化碳的反应釜，结合图1、图3，包括罐体1、牵拉柱2、托底柱3、反应板4、加固环5和支柱6，装有催化剂的反应板4插在牵拉柱2和托底柱3之间，牵拉柱2、托底柱3和反应板4一体插入罐体1内，若干个加固环5间隔固连在罐体1外壁面上以提高罐
体1的结构强度，若干根支柱6长度方向竖直且与加固环5相连，支柱6底部抵接在地面上以使支柱6支撑罐体1。
21.结合图1、图3，罐体1为柱状罐体，罐体1长度方向竖直放置。罐体1内壁面上固连有保温砖构成的保温层11，以避免外界环境和罐体1内环境产生温度交换，使罐体1内环境温度不易散失。罐体1顶部一侧设有进气管口12，进气管口12与生产二氧化碳的回转窑的出气管相通。当生产的二氧化碳达到预计标准后，可将回转窑内尚未完全反应的矿料继续进行反应，产生的剩余气体通过阀门与进气管口12导通，使得高温的二氧化碳气体能够进入罐体1内。
22.结合图1、图3，罐体1顶端中部设有穿插管口13，牵拉柱2和托底柱3的外径与穿插管口13内径相同，反应板4分布的最大外径略小于穿插管口13内径，使得牵拉柱2、托底柱3和反应板4能够通过穿插管口13插入罐体1内，同时也可将其取出罐体1外进行清洗更换。罐体1顶部另一侧设有反应气管口14，反应气管口14可与通有饱和水蒸气和甲烷气体的管道通过阀门相连，以使饱和水蒸气和甲烷气体能够通入罐体1内。罐体1一侧设有振动管口15，振动管口15内插接有振动管，振动管与反应板4抵接。在进行反应时，振动管振动使得反应板4也随之振动，进而使得反应板4内催化剂颗粒之间产生抖动，进而产生气隙，确保气体能够较为顺畅地通过催化剂。此外还能将催化剂表面产生的碳粒振掉，减少因积碳问题导致催化剂效果降低。另外在使用中，牵拉柱2上的法兰螺栓孔位和反应板4分布位置相同，使得工作人员能够通过在罐体1外观察法兰螺栓孔位的位置即可了解反应板4的位置。另外还可对法兰螺栓孔位进行编号，进而在安装时可通过旋转牵拉柱2使得不同的反应板4与振动管抵接，使得不同的反应板4均能受到振动作用，即不用在罐体1上开设多个振动管口15，减少罐体1的漏气概率，同时减少振动管的投入。结合图6、图8，保温层11底部固连有支台16，支台16内沿竖直方向开设有多组锥形槽孔，多组锥形槽孔自上而下的锥角逐渐减小，托底柱3与支台16接触，以使支台16起到支撑和定位牵拉柱2、托底柱3和反应板4的作用。
23.结合图7、图8，牵拉柱2为空心柱状壳体，牵拉柱2底端中部固连有实心的立柱21，立柱21长度方向竖直且底部与托底柱3顶部固连，以起到连接牵拉柱2和托底柱3的作用。牵拉柱2底部呈放射状间隔开设有若干个上滑槽22，优选为六个，反应板4顶部通过滑动的方式嵌入上滑槽22内，以使牵拉柱2和反应板4连接。牵拉柱2顶部固连有两个吊环23，吊环23内穿入钢丝绳，结合天车方便安装或取出牵拉柱2、托底柱3和反应板4。牵拉柱2位于上滑槽22上部设有排气口24，排气口24与反应板4内腔相通，牵拉柱2顶部可穿入连接有气泵的管道，用于将反应板4内的气体抽出罐体1外。
24.结合图4、图9，托底柱3包括直筒31、锥筒32和底台33，锥筒32为倒锥状且固连在直筒31底部，直筒31和锥筒32均中空且相通，位于支台16中部的锥形槽孔锥角与锥筒32外壁面锥角相同，以使锥筒32外壁面与支台16抵接，进而使支台16支撑托底柱3，同时在安装托底柱3时，在支台16各个槽孔的导向下，确保托底柱3以及牵拉柱2轴线与罐体1轴线重合。底台33固连在锥筒32底部以使锥筒32底部封闭，直筒31顶部端口开放。直筒31顶部端口处呈放射状固连有若干根支杆34，优选为六根且分布位置和上滑槽22分布位置相同。支杆34顶部开设有下滑槽35，下滑槽35宽度和深度均和上滑槽22相同。反应板4上下两端分别插接在上滑槽22和下滑槽35内以使反应板4与牵拉柱2和托底柱3相连。相邻支杆34之间的空间为漏孔36，漏孔36与直筒31和锥筒32空腔相通，设置漏孔36以及空心的托底柱3，用于承接掉
落下来的碳粉粒和催化剂粉末，减少对罐体1内环境的污染，在取出托底柱3后，也可方便通过漏孔36对托底柱3进行清洗。
25.结合图3、图5，反应板4为空心的长条板状结构，反应板4下部外壁上间隔开设有若干个条状窗口，条状窗口处固连有钢丝网，条状窗口内填充有块状或球状的催化剂41，设置条状窗口可使气体流入反应板4内腔中，设置钢丝网用于避免催化剂外漏。反应板4内填充有多层催化剂41，层数根据实际产量和罐体1体积确定。多层催化剂41之间均设有气槽42，其中气槽42上下均通过网板分隔而成，气槽42间距小于催化剂41的层厚度。催化剂41选用含铈和钛的镍基催化剂，可选用含单质镍的ceo
2-tio2复合氧化物，多层催化剂41的粒度自反应板4底部向上逐渐减小，可使气体能够更易通过，减少气泵的阻力，又能使气体与催化剂充分接触，确保二氧化碳裂解充分。反应板4顶部还设有吸收剂44，吸收剂44为氢氧化钙，用于吸收未反应的二氧化碳，确保抽出的气体不含二氧化碳，提高抽出气体的纯净度。吸收剂44和催化剂41之间设有缓冲区43，缓冲区43间距大于催化剂41层厚度，缓冲区43为空心区，用于暂时存放气体。
26.本发明通过在罐体1顶部先行通入饱和水蒸气，待气泵抽出的气体湿度增加后通入不低于950℃的高温二氧化碳气体，一定时间后再通入甲烷气体，避免罐体1内含有氧气。高温二氧化碳和甲烷从罐体1顶部流向罐体1底部，确保气体混合充分，随后通过反应板4的条形窗口进入反应板4内，在催化剂的作用下，二氧化碳和水蒸气以及甲烷反应，裂解产生一氧化碳和氢气，且在较长的反应板4的作用下，基本能使二氧化碳反应完全，达到既不直接排放造成环境污染，又能产生可燃气体用于回转窑的加热或供暖等方面，此外又无需额外加热，减少能源消耗，一举多得。
27.另外，因为甲烷的重整反应，也会进一步还原出碳单质附着在催化剂颗粒表面，此时在振动管的作用下，既能使催化剂颗粒之间相互轻微抖动，避免颗粒之间过于紧实而使气体无法流通，又能通过碰撞将附着在催化剂表面的碳粒磕掉，避免积碳堵塞气隙的同时，又能使催化剂表面保持活性，进而提高反应板4的使用寿命，同时在托底柱3的承接下，还可减少反应板4的更换频次，提高工作效率。
28.结合图1、图2，支柱6顶部固连有连接环61，连接环61与罐体1中部的加固环5固连，相当于增加了加固环5的厚度，以降低罐体1受压变形的概率，同时起到连接支柱6和加固环5的作用。支柱6中部固连有环状的加强环62，加强环62连接所有的支柱6，以减少支柱6变形的概率，支柱6底部固连有环状的底环63，底环63宽度大于支柱6外径，底环63连接所有的支柱6，以使支柱6增加与地面的接触面积，提高对罐体1的支撑效果。
29.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。