CN101440311B - 生物质燃气净化装置及净化工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物质燃气净化装置及净化工艺，它包括复合过滤装置，其特征在于还包括旋风分离器；所述旋风分离器与复合过滤装置之间通过输气管路相连通；旋风分离器与复合过滤装置的底部分别设有排污口；所述复合过滤装置是包括水浴喷淋器、换热器和干式过滤器的一体式复合结构。本发明集燃气净化过滤于一体，结构更合理更紧凑，设备占地面积小，工艺简单，设计科学，节能减排，其应用广泛，尤其是使农村的生物质废弃物尽快实现燃气化、管道化，让农村的老百姓和城里人一样使用上清洁便利的燃气。

Description

生物质燃气净化装置及净化工艺

技术领域

本发明涉及燃气净化，尤其涉及一种生物质燃气净化装置及净化工艺。

背景技术

目前全世界普遍以煤，石油，天然气等不可再生资源做为主要的燃料.大多数燃料燃烧过程中产生大量的有害气体和烟尘.而生物质气化装备无需将燃料直接燃烧，而是将多种生物质和有机垃圾在缺氧的状态下，产生可燃性气体的一种装备；由于生物质和有机垃圾是一种取之不尽用之不竭的资源，既可废物利用，又可清洁环境，减少环境污染。

然而众所周知，在缺氧燃烧的状态下产生的可燃气体，含有大量的粉尘、木焦油和木醋液，而阻碍生物质能发展面临最困难的问题是提取木焦油。

专利申请CN101307238《生物质气化装置》和CN101302430《用农作物废弃物及有机垃圾制备燃气的方法》分别公开了一种生物质气化装置和生物质气化工艺，其整套装置在封闭状态下相互连接，以天然的农作物废弃物及有机垃圾为原料，通过多种生物质能源的能量转换，形成了清洁环保的高效能源，低成本、易推广，并且可谓取之不尽、用之不竭的绿色能源。

但其中关于燃气净化过滤设计仍然存在着一些不尽人意之处，包括：

其气体缓冲装置及过滤装置结构复杂，占地面积大，工艺流程多，安装维护工作量大，从而使工艺成本增大，气化效果不理想，气化效率降低。

发明内容

鉴于现有技术所存在的上述缺陷，本发明旨在公开一种结构紧凑占地小、安装维护方便，并且工艺简单、低成本、高效率的生物质燃气净化装置及净化工艺。

本发明的技术解决方案是这样实现的：

一种生物质燃气净化装置，包括复合过滤装置，其特征在于：

还包括旋风分离器；所述旋风分离器与复合过滤装置之间通过输气管路相连通；旋风分离器与复合过滤装置的底部分别设有排污口；

所述的旋风分离器是一个上粗下细的中空回转体结构，其上部分别开设进气口和出气口，所述进气口沿所述回转体壁的切线方向开设，所述出气口设于所述回转体项部的中心或其附近；

所述复合过滤装置是包括水浴喷淋器、换热器和干式过滤器的一体式复合结构；其内部通过输气管路依次自所述水浴喷淋器的上部连通至换热器的进气室，再自换热器的出气室连通至所述干式过滤器的下部；

所述的水浴喷淋器是一个带有喷淋装置的容器，包括进、排水管道及输气管路，水浴喷淋器内储存有一定高度的水；所述复合过滤装置的进气口位于其水浴喷淋器的中部并在水浴最高水位以上，进气的输气管路自所述进气口插入水浴喷淋器内存储的水中；

所述换热器包括进气室、出气室和换热区；所述换热区内包括冷却循环水、进出水管路和浸于水中的换热管，换热区通过其两端的两块隔离板将进气室与出气室相隔离，而换热管的两端分别与进气室和出气室相连通；

所述干式过滤器包括至少上下两层，每层之间有隔层分开并有输气管路相连通，每个过滤层内装有至少四道过滤网，燃气逐道通过过滤网后经由输气管路进入下一过滤层；复合过滤装置的出气口位于干式过滤器的上部。

为使生物质燃气净化过程中获得更好的旋转效果，进而提高杂质的沉降效果，所述旋风分离器的中空回转体结构包括上下连通焊接为一体的两个部分，上部为中空圆柱体，下部为中空倒圆台体，所述倒圆台体的顶圆直径与所述圆柱体的直径相等。

使用上述生物质燃气净化装置进行生物质燃气净化的工艺，包括燃气的缓冲沉降步骤和过滤步骤，其特征在于：

在所述燃气的缓冲沉降步骤中，生成的燃气自旋风分离器上部进气口沿其回转体的切线方向进入旋风分离器内，并绕其内壁螺旋向下，气体发生缓冲及沉降过程，部分杂质，包括粉尘、木焦油、木醋液沉降至旋风分离器的底部；

在所述燃气的过滤步骤中，上升的气体在水环压缩机的抽力作用下，顺旋风分离器与复合过滤装置之间的输气管道自水浴喷淋室的进气口进入复合过滤装置中依次进行水浴、喷淋、换热及过滤干燥；

并定期对旋风分离器及复合过滤装置进行排污处理。

上述水环压缩机的排气量范围是：90m³/h～1800m³/h，最大工作压力为0.6MPa。

相比现有技术，本发明的技术效果包括以下几个方面：

(1)旋风分离器的结构简单，设计科学，占地少，而杂质的沉降效果更好，生成燃气的净化效果更好；

(2)复合过滤装置的设计不仅结构更紧凑，占地面积小，安装更便捷，更突出的是其集水浴、喷淋、滤网过滤为一体，干湿过滤相结合，多次过滤与多次降温相结合，工艺过程高效便捷，过滤也更充分；从而得到更高纯度、更清洁、无污染的燃气，其脱焦油率达到99％以上。

可见，本发明所公开的生物质燃气净化装置及净化工艺，集燃气净化过滤于一体，结构更合理更紧凑，设备占地面积小，并将多种净化过滤方式相结合，工艺更为简单、高效；获得纯度更高、更清洁无污染的燃气，尤其是解决了木焦油的分离问题，从而有效地防止了管道内的腐蚀、堵塞及环境污染的问题，符合节能减排的环保要求；从而更有效保证了燃气的连续供应，减小了维护时间，降低了生产成本，气化效率达到95％，燃气热值达1661kcal/m³。

本发明工艺简单，设计科学，节能减排，其应用广泛，尤其是使农村的生物质废弃物尽快实现燃气化、管道化，让农村的老百姓和城里人一样使用上清洁便利的燃气。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的生物质净化装置的结构示意图；

图2是图1的俯视图。图中，

1、旋风分离器

   11、进气口    12、出气口    13、排污阀

2、复合过滤装置

   21、水浴喷淋器

   22、换热器

       221、进气室

       222、换热区

          2221、出水口

         2222、冷却循环水

         2223、换热管

         2224、进水口

    223、出气室

    224，225、隔离板

23、干式过滤器

    231、过滤层

    232、隔层

24、隔温层

25，26、排污阀

具体实施方式

生物质燃气净化装置，如图1所示，包括旋风分离器1和复合过滤装置2，两者底部分别设有排污阀13、25、26；

所述的旋风分离器1是一个上粗下细的中空回转体结构，包括上下连通的两个部分，上部为中空圆柱体，下部为中空倒圆台体，上粗下细，所述倒圆台体的顶圆直径与所述圆柱体的直径相等，上下两部分焊接成一体。

旋风分离器1的上部分别开设进气口11和出气口12，所述进气口11沿所述回转体壁的切线方向开设，所述出气口设于所述回转体项部的中心，如图2所示；

所述复合过滤装置2是包括水浴喷淋器21、换热器22和干式过滤器23的一体式复合结构；其内部通过输气管路依次自所述水浴喷淋器21的上部连通至换热器的进气室221，再自换热器的出气室223连通至所述干式过滤器23的下部；

所述的水浴喷淋器21是一个带有喷淋装置的容器，包括进、排水管道及输气管路，水浴喷淋器21内储存有一定高度的水；所述复合过滤装置2的进气口位于其水浴喷淋器21的中部并在水浴最高水位以上，进气的输气管路自所述进气口插入水浴喷淋器21内存储的水中；

所述换热器22包括进气室221、出气室223和换热区222；所述换热区222内包括冷却循环水2222、进出水管路2224、2221和浸于水中的换热管2223，换热区通过其两端的两块隔离板224、225将进气室221与出气室223相隔离，而换热管2223的两端分别与进气室221和出气室223相连通；

所述干式过滤器23包括上下两层，两层之间有隔层232分开并有输气管路相连通，每个过滤层内装有四道过滤网231，燃气逐道通过过滤网后经由输气管路进入下一过滤层，最后由出气口排出；复合过滤装置2的出气口位于干式过滤器23的上部。

所述干式过滤器23与水浴喷淋器21之间夹有隔温层24；

所述的旋风分离器1与复合过滤装置2之间通过输气管路相连通；生物质燃气在其间净化过滤的路径如图1中的箭头线路所示：

A→B→C→D→E→F→G→H→I→J→K→L

使用上述生物质燃气净化装置进行生物质燃气净化的工艺，包括燃气的缓冲沉降步骤和过滤步骤，具体描述如下：

气体发生器中所产生的可燃气体包括一氧化碳、甲烷、乙烷、氢气等，在水环压缩机的抽力作用下产生流动，沿输气管路经所述旋风分离器的进气口沿旋风分离器的回转体的切线方向进入旋风分离器，并螺旋向下运动，在此过程中，气体发生缓冲和沉降，部分杂质，包括粉尘、木焦油、木醋液沉降至旋风分离器的底部；

经过沉降的气体上升，并在水环压缩机的抽力作用下，顺旋风分离器与复合过滤装置之间的输气管道自水浴喷淋室的进气口进入复合过滤装置中依次进行水浴、喷淋、换热及过滤干燥：其中，经过水浴和喷淋两次清洗和降温，去除杂质和分离部分木焦油、木醋液；再经换热后燃气进一步降温；最后燃气进入过滤室经共六道过滤网进行过滤，再次用于清除杂质，分离木焦油、木醋液。

定期需要对旋风分离器及复合过滤装置进行排污处理。

上述水环压缩机的排气量范围是：90m³/h～1800m³/h，最大工作压力为0.6MPa。

本发明具有净化过滤周期短，效率高，清洁，环保，易实现管道化，生产成本低的特点，适合于城、乡、镇及广大农村推广和应用。既清洁了环境，又减少了污染，实现了废物的二次利用。该项目符合国家的产业政策，符合环境保护要求，节能减排，效果极佳。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种生物质燃气净化装置，包括复合过滤装置，其特征在于：

还包括旋风分离器；所述旋风分离器与复合过滤装置之间通过输气管路相连通；旋风分离器与复合过滤装置的底部分别设有排污阀；

所述的旋风分离器是一个上粗下细的中空回转体结构，其上部分别开设进气口和出气口，所述进气口沿所述回转体壁的切线方向开设，所述出气口设于所述回转体项部的中心或其附近；

所述复合过滤装置是包括水浴喷淋器、换热器和干式过滤器的一体式复合结构；其内部通过输气管路依次自所述水浴喷淋器的上部连通至换热器的进气室，再自换热器的出气室连通至所述干式过滤器的下部；

所述的水浴喷淋器是一个带有喷淋装置的容器，包括进、排水管道及输气管路，水浴喷淋器内储存有一定高度的水；所述复合过滤装置的进气口位于其水浴喷淋器的中部并在水浴最高水位以上，进气的输气管路自所述进气口插入水浴喷淋器内存储的水中；

所述换热器包括进气室、出气室和换热区；所述换热区内包括冷却循环水、进出水管路和浸于水中的换热管，换热区通过其两端的两块隔离板将进气室与出气室相隔离，而换热管的两端分别与进气室和出气室相连通；

所述干式过滤器包括至少上下两层，每层之间有隔层分开并有输气管路相连通，每个过滤层内装有至少四道过滤网，燃气逐道通过过滤网后经由输气管路进入下一过滤层；复合过滤装置的出气口位于干式过滤器的上部。

2.根据权利要求1所述的生物质燃气净化装置，其特征在于：

所述旋风分离器的中空回转体结构包括上下连通焊接为一体的两个部分，上部为中空圆柱体，下部为中空倒圆台体，所述倒圆台体的顶圆直径与所述圆柱体的直径相等。

3.一种使用如权利要求1所述的生物质燃气净化装置的净化工艺，包括燃气的缓冲沉降步骤和过滤步骤，其特征在于：

在所述燃气的缓冲沉降步骤中，生成的燃气自旋风分离器上部进气口沿其回转体的切线方向进入旋风分离器内，并绕其内壁螺旋向下，气体发生缓冲及沉降过程，部分杂质，包括粉尘、木焦油、木醋液沉降至旋风分离器的底部；

在所述燃气的过滤步骤中，上升的气体在水环压缩机的抽力作用下，顺旋风分离器与复合过滤装置之间的输气管道自水浴喷淋室的进气口进入复合过滤装置中依次进行水浴、喷淋、换热及过滤干燥；

并定期对旋风分离器及复合过滤装置进行排污处理。

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