一种多工位切换试验热解工艺

本发明涉及化工，尤其涉及一种多工位切换试验热解工艺。

背景技术：

1、生物质焦油的去除技术，依据处理位置的不同分为炉内技术和炉外技术，通常认为，炉内技术可以在一定程度上减少焦油的产生量，而要想完全去除焦油，必须采用合适的炉外技术，焦油的炉外处理工艺包括物理吸附、热热解、等离子体热解和催化热解等，在这些技术中，催化热解技术以其较快的反应速率、较高的去除效率和稳定性、以及对产物气体优秀的提质作用而得到广泛认可，但传统焦油热解催化剂，存在着价格偏高、容易失活等问题，如何较长时间保持催化剂活性、降低反应能耗成为行业研究的重点。

2、专利号为cn105505451b的专利文献公开了一种焦油裂解的装置以及方法。该装置包括：裂解器，裂解器被隔板3211分隔出热裂解腔室和催化裂解腔室，并且所述隔板3211上形成通孔；辐射管，该辐射管设置在热裂解腔室内；催化剂，该催化剂设置在催化裂解腔室内；催化剂进料口，该催化剂进料口设置在催化裂解腔室的顶部；催化剂出料口，催化剂出料口设置在催化裂解腔室的底部；以及催化剂活化管路，该催化剂活化管路分别与催化剂出料口和催化剂进料口相连。

3、但是，在实际使用过程中，随着使用时间上的加长，碳化硅与催化剂表面积碳逐渐加厚，导致热解反应的速率会发生减缓，热解效果也会降低。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足之处，通过设置反应机构、催化机构与重塑机构，实现对热解气热解反应过程的整体优化，通过设置两个反应箱，一方面延长热解反应的持续时间，另一方面利用反应箱切换之间的间隔对碳化硅与催化进进行煅烧，除去积碳，并且对催化剂进行重塑，增大催化剂的接触面积，从而解决了在反应过程中积碳加厚导致的反应速率下降，反应效果不良的技术问题。

2、针对以上技术问题，采用技术方案如下：

3、一种多工位切换试验热解工艺，包括以下步骤：

4、步骤一，初热解步骤，氮气吹扫入装置内至装置内充满惰性气体，焦油热解气通入装置中，进入第一热解箱，焦油热解气在第一热解箱进行热解，通过第一热解箱后热解气进入第二热解箱，继续进行热解，在此步骤中的第一热解箱与第二热解箱中均设置有催化剂，催化剂颗粒较大，对热解气的热解进行初步催化。

5、步骤二，重塑步骤，热解气经过第一热解箱进入第二热解箱后，向第一热解箱内通入烟气，对第一热解箱内催化剂与碳化硅表面的积碳进行煅烧去除，在烟气通入的过程中，利用烟气的流动驱动碳化硅腔室内内外壁转动，从而实现碳化硅颗粒之间位置的流转，经过煅烧的烟气导入到热解气进入装置前的预热箱对热解气进行预热，同时经过煅烧的催化剂移出第一热解箱，进行粉碎并重塑成为较小的催化剂颗粒，再度回填进装置内。

6、步骤三，再热解步骤，热解气经过第二热解箱再次进入重塑完成的第一热解箱，此时的第一热解箱中的催化剂颗粒变小，与热解气的接触面积变大，进一步增强热解效果，热解气在第一热解箱中进行再热解的同时第二热解箱内的催化剂也进行重塑，热解气在第一热解箱中进行再热解后进入第二热解箱，继续再热解步骤，并在热解完成后输出装置。

7、作为优选，所述步骤一中涉及的预热机构设置在装置的前端且用于控制热解气输入装置并对热解气进行暂存与预热；

8、所述步骤一与步骤三中涉及的反应机构设置在预热机构的后方且用于提供对热解气进行热解的反应容器；

9、所述步骤一与步骤三中涉及的催化机构设置在反应机构内且用于放置催化剂并对催化剂进行排列；

10、所述步骤二中涉及的重塑机构设置在反应机构的后方且用于与催化机构配合实现对催化剂的重塑与排布；

11、作为优选，所述预热机构包括用于对氮气与热解气进行预热的预热箱、设置在预热箱内部且用于对热解气与氮气进行暂时存放的暂存箱。

12、作为优选，所述反应机构包括第一反应箱、第二反应箱与煅烧件，所述第一反应箱与第二反应箱均包括用于对热解气进行加热并提供热解环境的微波炉、设置在微波炉内部的且与微波炉转动连接的反应管、设置在反应管内且转动连接在微波炉上的透气管、与透气管和反应管连通的输出口，第二反应箱上单独设置有出气管。

13、作为优选，所述煅烧件包括连通在第一反应箱与第二反应箱内反应管的烟气管、烟气管分别连通第一反应箱与第二反应箱的两侧设置的风扇组件、风扇组件包括设置在烟气管内部的扇叶、与扇叶固定连接且转动连接在烟气管与反应箱上的转轴、固定连接在转轴上的第一锥齿轮、与第一锥齿轮啮合且固定连接在反应管一端的第一锥齿环、与第一锥齿轮啮合且固定连接在透气管上的第二锥齿环、分别将第一反应箱输出口、第二反应箱输出口与预热箱连通的排气管。

14、作为优选，所述催化机构有两组分别设置在第一反应箱与第二反应箱上，包括设置在透气管内部的催化组件、设置在催化组件内的排列组件与用于驱动催化组件的密封组件，所述催化组件包括设置有大量通孔且上部设置为两个可以分为四分之一管的催化管、固定连接在催化管下部且伸缩杆固定连接在催化管上部两四分之一管上的第一伸缩气缸。

15、作为优选，所述排列组件包括多组设置在催化管上排列件，排列件包括两个固定连接在催化管上相对应的隔板、从上到下滑动连接在每个隔板上的多组卡块、设置在每组卡块外侧的第一齿条、与第一齿条相啮合且转动连接在隔板上的第一齿轮、与第一齿轮固定连接的第二齿轮、滑动连接在催化管上且可以与排列件上各个第二齿轮相啮合的第二齿条、与第二齿条螺纹连接且转动连接在催化管上的第一螺纹杆、固定连接在螺纹杆下端的蜗轮、与各组排列件上蜗轮均相啮合的蜗杆、驱动蜗杆转动且固定连接在催化管上的第一电机。

16、作为优选，所述密封组件包括用于对第一反应箱与第二反应箱的输出口进行密封的密封盖板、伸缩杆与密封盖板固定连接且安装在第一反应箱与第二反应箱上的第二伸缩气缸，输出轴穿过密封盖板与催化管固定连接且固定安装在密封盖板上的第二电机；

17、密封组件还包括设置在输出口上下两侧的两个拼接密封板、两端分别与两块拼接密封板螺纹连接的第二螺纹杆、输出轴与第二螺纹杆固定连接的第三电机。

18、作为优选，所述重塑机构包括设置在第一反应箱与第二反应箱输出口下方的回收口、输入口与两侧回收口连通的粉碎机、进料口与粉碎机出料口连通且可以调节造粒大小的造粒机。

19、作为又优选，所述重塑机构还包括转动连接在造粒机出料口且与出料口连通的放料管、输出轴与放料管转动轴固定连接且输入轴与第二螺纹杆通过皮带连接的减速器、放料管的下方出料口处设置有电磁阀。

20、本发明的有益效果：

21、（1）本发明中通过设置预热装置，通过将反应机构中利用完毕的烟气导入到预热箱中，从而对预热箱中的待热解气体进行预热，从而实现热解气的预热，提高能量的利用效率，减少热量的损失；

22、（2）本发明中通过设置反应机构，实现对热解气的多重热解，通过两个反应相之间气体的切换流转，延长气体的热解时长，并且通过两次热解，先后完成对热解气的“初热解”与“再热解”，提高热解气的热解效果；

23、（3）本发明中通过催化机构，使催化剂能够参与到热解气热解的全过程中，使催化剂能够充分参与热解反应，提高反应速率，增强热解效果，同时通过对其中催化剂的重塑，使气体在完整的一次热解反应中能够先接触颗粒较大的催化剂，后接触颗粒较小的催化剂，实现气体与催化剂接触面积的增大，提高催化效果，进一步提高热解反应的效果；

24、（4）本发明中通过设置初热解步骤与再热解步骤，利用两个反应箱，实现气体的流转，使气体在热解环境中尽可能发生所需要的热解反应，利用两个反应箱之间切换的间隔，对反应箱中的碳化硅与催化剂进行煅烧，避免了因为积碳所造成的催化剂失活，碳化硅聚热效果变差等不良效果，提高工作效率。