本发明涉及新能源及环境保护，尤其是一种无活动件非金属材料的生物质热解炭化气化卧式反应炉，实施对生物质进行能源化资源化处理，通过垃圾制氢具有环保性更好，经济性更高的优点。
背景技术：
1、生物质能是可再生能源的重要组成部分.生物质能的高效开发利用,对解决能源、生态环境问题将起到十分积极的作用。
2、生物质制氢法主要是指生物质经过不同预处理后，利用气化或微生物催化脱氧的方法制氢。每年可利用生物质资源主要来源为能源作物、农业废弃残留物、林业废弃残留物和工业城市废弃残留物。与化石燃料相比，生物质中硫、氮含量低，因此生物质制氢法具有优秀的环保效益。与化石燃料制氢法、电解水制氢法、甲醇转化制氢法相比，生物质制氢法能够降解生物质， 减少温室气体的排放，促进国家能源结构多样化发展。
3、生物质热化学法制氢技术是指通过热化学处理，将生物质转化成富氢可燃气后通过分离得到纯氢的方法。第一步将生物质原料热解炭化制得生物炭，第二步将炭粉通过水煤气法制得含氢50%得水煤气，随后通过psa变压吸附制得高纯度得氢气。
4、生物质热化学法制绿色甲醇技术是指通过热化学处理，将生物质转化成水煤气，随后通过费托合成得到甲醇的方法。第一步是将生物质原料热解炭化制得生物炭，第二步将炭粉通过水煤气法制得含氢50%得水煤气，随后通过费托合成得到甲醇。
5、目前生活垃圾等生物质废物的处理方式主要有焚烧和填埋二种，焚烧产生的二噁英的毒性极大，具有致畸、致癌、致遗传基因突变的危害，同时具有影响生殖机能、肌体免疫等危害。另外焚烧还会产生nox、重金属离子污染，飞灰中的二噁英和重金属离子含量很高。
6、焚烧处理减量较彻底、处理速度快，但焚烧处理产生的二噁英及含重金属离子的飞灰和炉渣严重地污染环境，环保难达标，不能实现小型化处理，投资和运行费用大。
7、生活垃圾和含氯有机固体危废的焚烧和填埋处置行为，已使整个社会付出了巨大的环境成本，危及人类的生存和发展，在环境保护日益重视和发展的今天，改变生活垃圾和含氯有机固体危废的处置方式，积极开发高效低成本的无害化处理新技术已成当务之急。
8、无氧绝氧受热分解过程原理与地球上石油、煤、天然气的生成相类似，是对这一自然过程的模仿，把本来需要经过成千上万年的裂变过程缩短到了几十分钟。
9、在高温无氧环境下使固体废弃物中的有机物大分子链段发生裂解碳化，最终转化成“油、气、炭”三种资源类物质。
10、生物质有机固废受热裂解法中的连续式无氧绝氧反应炉目前一般采用固定式反应炉及回转窑式反应炉二种形式；固定式反应炉以电机驱动轴，轴上的桨叶完成物料的向前推动及向上沸腾。在高温的环境下存在因驱动轴长度受限导致反应炉长度有限；驱动轴容易弯曲变形；驱动轴上的桨叶在高温环境下工作容易变形及疲劳脱落等问题。回转窑式反应炉以电机驱动炉管，炉管上的叶片完成物料的向前推动及向上沸腾。在高温的环境下存在因炉管长度受限导致反应炉长度有限；存在转动的炉管与静态的进出料机构间的动静密封问题，密封压力一般低于5kpa很难达到无氧绝氧受热分解过程需要的30~100kpa的压力要求；炉管长度受限导致反应炉长度有限；炉管上的叶片容易弯曲变形在高温环境下工作容易可能疲劳脱落等问题。更为重要的是生活垃圾及聚氯乙烯（pvc）等含氯有机固废无氧裂解过程会产生氯离子，上述反应炉均必须使用耐高温不锈钢材料，而几乎所有的金属材料在500℃的高温环境下耐氯离子腐蚀的能力极差，为此，设计一种高温段耐氯离子腐蚀、并以压力气体为热源及动力源替代机械动力，具有密闭无污染、流程紧凑、处理效率高、设备简单及使用寿命长的无活动件非金属材料的生物质热解炭化气化卧式反应炉，显得十分必要。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种无活动件非金属材料的生物质热解炭化气化卧式反应炉，针对现有的反应炉而言，本发明为耐火砖炉体内无金属材料，无活动部件的生物质热解炭化气化卧式反应炉，本发明采用矩形截面的管道状的炭化炉及气化炉，通过在炉体外壳的内壁砌耐火砖构成炭化炉及气化炉的耐火砖炉体，炉体具有耐高温和耐氯离子腐蚀的性能，因此解决了常规不锈钢材料反应炉高温下不耐氯离子腐蚀问题；在炭化炉内设置耐火砖材料制成的炭化段沸腾床吹扫支管与炭化段移动床吹扫支管，在气化炉内设置耐火砖材料制成的气化段沸腾床吹扫支管与气化段移动床吹扫支管；物料在炭化炉内完成干燥、碳化的流程；炭化炉内得到的生物炭在气化炉内与氧气及水蒸气组成的气化剂发生水煤气反应，获得水煤气（氢气+一氧化碳）；水煤气可用于制绿氢及制绿色甲醇。本发明处理生活垃圾及含氯有机固废为无氧绝氧的还原态反应过程，以压力气体为热源及动力源，无氧绝氧热解碳化含氯有机固废。本发明以沸腾床吹扫支管与移动床吹扫支管的压力气体为热源及动力源促使物料的运动及热分解，替代了机械动力，不会产生二噁英和重金属离子污染，具有密闭无污染、流程紧凑、处理效率高、设备简单及使用寿命长的优点，在能源和环保领域意义重大。
2、实现本发明目的的具体技术方案是：
3、本发明具有两套技术方案，可视反应物质的种类、最终产品的需要而定，若最终气体产品仅作为燃料使用，则选择连体构成的炭化炉及气化炉结构；若气体产品为高纯度的水煤气，则选择独立构成的炭化炉、气化炉及输送管的结构，生物质先炭化，后气化，分别收集炭化炉和气化炉的气体产品。
4、本发明技术方案1、一种无活动件非金属材料的生物质热解炭化气化卧式反应炉，其特点是，所述反应炉由炭化炉及气化炉连体构成，所述炭化炉及气化炉均为矩形截面的管道状，前端为炭化炉，后端为气化炉，为一体式布置；
5、所述炭化炉及气化炉均由炉体外壳及耐火砖构成，炉体外壳为金属材料矩形截面的管道状，耐火砖砌于炉体外壳的内壁形成耐火砖炉体；
6、所述炭化炉的头部设有进料口；炭化炉的炉体上设有温度变送器及压力变送器；
7、所述炭化炉的两外侧沿纵向分设有炭化段沸腾床吹扫总管及炭化段移动床吹扫总管；所述炭化段沸腾床吹扫总管上并列设有数根炭化段沸腾床吹扫支管，且数根炭化段沸腾床吹扫支管依次穿越炭化炉至耐火砖炉体内；所述炭化段移动床吹扫总管上并列设有数根炭化段移动床吹扫支管，且数根炭化段移动床吹扫支管依次穿越炭化炉至耐火砖炉体内；
8、所述气化炉的尾部设有气化混合气出口及出料口，气化炉的耐火砖炉体与气化混合气出口之间设有超压泄爆片与紧急排放阀，气化炉的炉体上设有温度变送器及压力变送器；
9、所述气化炉的两外侧沿纵向分设有气化段沸腾床吹扫总管及气化段移动床吹扫总管；所述气化段沸腾床吹扫总管上并列设有数根气化段沸腾床吹扫支管，且数根气化段沸腾床吹扫支管依次穿越炭化炉至耐火砖炉体内；所述气化段移动床吹扫总管上并列设有数根气化段移动床吹扫支管，且数根气化段移动床吹扫支管依次穿越炭化炉至耐火砖炉体内。
10、本发明技术方案2、一种无活动件非金属材料的生物质热解炭化气化卧式反应炉，其特点是，所述反应炉由独立的炭化炉、气化炉及输送管构成，所述炭化炉及气化炉均为矩形截面的管道状，且管道状的炭化炉与气化炉呈上下排列设置或左右排列设置，输送管设于炭化炉及气化炉之间；
11、所述炭化炉及气化炉均由炉体外壳及耐火砖构成，炉体外壳为金属材料矩形截面的管道状，耐火砖砌于炉体外壳的内壁形成耐火砖炉体；
12、所述炭化炉的头部设有进料口，所述炭化炉的尾部设有气化混合气出口及出料口，炭化炉的耐火砖炉体与气化混合气出口之间设有超压泄爆片与紧急排放阀，炭化炉的炉体上设有温度变送器及压力变送器；
13、所述炭化炉的两外侧沿纵向分设有炭化段沸腾床吹扫总管及炭化段移动床吹扫总管；所述炭化段沸腾床吹扫总管上并列设有数根炭化段沸腾床吹扫支管，且数根炭化段沸腾床吹扫支管分别依次穿越炭化炉至耐火砖炉体内；所述炭化段移动床吹扫总管上并列设有数根炭化段移动床吹扫支管，且数根炭化段移动床吹扫支管依次穿越炭化炉至耐火砖炉体内。
14、所述气化炉上设有进料口，气化炉的尾部设有气化混合气出口及出料口，气化炉的耐火砖炉体与气化混合气出口之间设有超压泄爆片与紧急排放阀，气化炉的炉体上设有温度变送器及压力变送器。
15、所述气化炉的两外侧沿纵向分设有气化段沸腾床吹扫总管及气化段移动床吹扫总管；所述气化段沸腾床吹扫总管上并列设有数根气化段沸腾床吹扫支管，且数根气化段沸腾床吹扫支管依次穿越炭化炉至耐火砖炉体内；所述气化段移动床吹扫总管上并列设有数根气化段移动床吹扫支管，且数根气化段移动床吹扫支管分别依次穿越炭化炉至耐火砖炉体内。
16、所述炭化炉的出料口与气化炉的进料口之间设有输送管。
17、工作时，通过炭化炉的两外侧沿纵向分设有炭化段沸腾床吹扫总管及炭化段移动床吹扫总管经炭化段沸腾床吹扫支管及炭化段移动床吹扫支管向炭化炉的耐火砖炉体内输送高温可燃压力气体，高温可燃压力气体作为生物反应时炭化炉内的动力源，同时也作为生物质热解碳化的热源。
18、工作时，通过气化炉的两外侧沿纵向分设有气化段沸腾床吹扫总管及气化段移动床吹扫总管经气化段沸腾床吹扫支管及气化段移动床吹扫支管向气化炉的耐火砖炉体内输送氧气和水蒸气，氧气和水蒸气作为生物反应时气化炉内的动力源，同时也作为生物质炭粉气化的气化剂和热源。
19、本发明所述炭化炉内的数根炭化段沸腾床吹扫支管与数根炭化段移动床吹扫支管在耐火砖炉体内呈交替设置。
20、本发明所述气化炉内的数根气化段沸腾床吹扫支管与数根气化段移动床吹扫支管在耐火砖炉体内呈交替设置。
21、本发明所述炭化炉上在耐火砖炉体内的炭化段沸腾床吹扫支管与炭化段移动床吹扫支管选用耐火砖材料。
22、本发明所述气化炉上在耐火砖炉体内的气化段沸腾床吹扫支管与气化段移动床吹扫支管选用耐火砖材料。
23、本发明所述炭化炉及气化炉安装时沿纵向及物料流动的方向设置有倾斜角，倾斜度为：5%～20%。
24、本发明具有下列优点：
25、1、本发明所述炭化炉及气化炉均由炉体外壳及耐火砖构成，炉体外壳为金属材料矩形截面的管道状，耐火砖砌于炉体外壳的内壁形成耐火砖炉体。由于生活垃圾处理中，含氯及聚氯乙烯（pvc）等有机固废在500～600℃绝氧热解过程中会产生hcl，常规反应炉采用310s等耐高温不锈钢材料，而几乎所有的金属材料在500℃的高温环境下耐氯离子腐蚀的能力都极差，导致设备损伤严重，使用寿命降低，耐火砖炉体可有效制止氯离子腐蚀，因此彻底解决了传统含氯有机固废热解碳化过程中对金属材料的反应炉造成氯离子腐蚀的严重问题。
26、2、本发明工作中的物料借助压力气体与势能在反应炉内运行，由炭化段沸腾床吹扫支管及炭化段移动床吹扫支管向炭化炉的耐火砖炉体内输送高温自产可燃压力气体；由气化段沸腾床吹扫支管及气化段移动床吹扫支管向气化炉的耐火砖炉体内输送氧气和水蒸气；由炭化炉及气化炉安装时沿纵向及物料流动的方向设置有倾斜角，生成物料运行的势能；为此，本发明耐火砖炉体内无如何机械传动部件，消除了机械磨损、机械疲劳及机械传动件受尺寸制约的缺陷。
27、3、本发明的炭化炉及气化炉具有两套设置方案，可视反应物质的种类、最终产品的需要及生产现场的具体环境而定，本发明在生物质炭化和气化的流程过程中，炭化炉及气化炉可连体设置，炭化炉及气化炉也可分别独立设置，具有产品设置灵活性高，处理效率高，设备简单及使用寿命长，无二次污染，适应性强，利于多点推广及因地制宜的配置。
1.一种无活动件非金属材料的生物质热解炭化气化卧式反应炉，其特征在于，所述反应炉由炭化炉（21）及气化炉（22）连体构成，所述炭化炉（21）及气化炉（22）均为矩形截面的管道状，且炭化炉（21）的管尾与气化炉（22）的管头经头尾衔接呈通道设置；
2.一种无活动件非金属材料的生物质热解炭化气化卧式反应炉，其特征在于，所述反应炉由独立的炭化炉（21）、气化炉（22）及输送管（23）构成，所述炭化炉（21）及气化炉（22）均为矩形截面的管道状，且管道状的炭化炉（21）与气化炉（22）呈上下排列设置或左右排列设置，输送管（23）设于炭化炉（21）及气化炉（22）之间；
3.根据权利要求1或2所述的生物质热解炭化气化卧式反应炉，其特征在于，所述炭化炉（21）内的数根炭化段沸腾床吹扫支管（5）与数根炭化段移动床吹扫支管（7）在耐火砖炉体（3）内呈交替设置。
4.根据权利要求1或2所述的生物质热解炭化气化卧式反应炉，其特征在于，所述气化炉（22）内的数根气化段沸腾床吹扫支管（9）与数根气化段移动床吹扫支管（11）在耐火砖炉体（3）内呈交替设置。
5.根据权利要求1或2所述的生物质热解炭化气化卧式反应炉，其特征在于，所述炭化炉（21）上在耐火砖炉体（3）内的炭化段沸腾床吹扫支管（5）与炭化段移动床吹扫支管（7）选用耐火砖材料。
6.根据权利要求1或2所述的生物质热解炭化气化卧式反应炉，其特征在于，所述气化炉（22）上在耐火砖炉体（3）内的气化段沸腾床吹扫支管（9）与气化段移动床吹扫支管（11）选用耐火砖材料。
7.根据权利要求1或2所述的生物质热解炭化气化卧式反应炉，其特征在于，所述炭化炉（21）及气化炉（22）安装时沿纵向及物料流动的方向设置倾斜角，倾斜度为：5%～20%。
