CN102380276A

CN102380276A - 用于农林生物质材料气化气体的气固液分离净化系统

Info

Publication number: CN102380276A
Application number: CN2011102594091A
Authority: CN
Inventors: 屈永标; 周建斌; 张齐生; 章一蒙
Original assignee: Nanjing Forestry University
Current assignee: Nanjing Forestry University
Priority date: 2011-09-05
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2012-03-21

Abstract

本发明是用于农林生物质材料气化气体的气固液分离净化系统，其特征是包括干式除尘系统、湿式洗涤系统、冷凝分离系统、净化除湿系统四部分，其中干式除尘系统有输气管、旋风分离器、重力止回阀；湿式洗涤系统有喷淋塔、洗涤塔及配套的冷却循环槽、网带除渣机、管道泵；冷凝分离系统有列管螺旋式冷凝器、冷却塔、水箱及管道泵；净化除湿系统有丝网滤器、风机、净化塔等。本发明的优点：系统组成科学、合理，采用列管螺旋式冷凝器替代盘管式或回管式冷凝器或针管式冷凝器，不仅使用、维修方便，而且应用本系统能将生物质热解产生的气体充分分离、净化，达到内燃机燃气要求和供气要求，形成连续不间断的稳定供气。

Description

用于农林生物质材料气化气体的气固液分离净化系统

技术领域

本发明涉及的是一种用于农林生物质材料气化气体的气固液分离净化系统，属于热解气体气液分离净化设备制造和使用技术领域。

背景技术

当前用于农林生物质材料气化气液分离的主要设备有旋风分离器、盘管式冷凝分离器或回管式冷凝分离器、喷淋装置等，在实际应用中遇到了两个问题：一是现有的气液分离设备冷凝分离效果不佳，盘管式或回管式冷凝分离器的气体从大空间穿过通入冷却水的盘管或回管，冷却均匀度低，冷凝的液相含有焦油粘附在冷却水管表面，影响传热导致冷凝效果差，焦油含量高；二是气体通过喷林后水分含量高，从而使可燃气的质量得不到保证，影响了供气和发电质量。

发明内容

本发明提出一用于农林生物质材料气化气体的气固液分离净化系统，旨在克服现有技术所存在的上述缺陷。

本发明的技术解决方案：其特征是包括干式除尘系统、湿式洗涤系统、冷凝分离系统、净化除湿系统，其中干式除尘系统中的旋风分离器通过重力止回阀与湿式洗涤系统中的喷淋塔相接，湿式洗涤系统中的洗涤塔与冷凝分离系统中的列管螺旋式冷凝器相接，冷凝分离系统中的列管螺旋式冷凝器与净化除湿系统中的A丝网滤器相接，引风机在净化除湿系统中，引风机前端接A丝网滤器，引风机后端接净化塔。

本发明的优点：系统组成科学、合理，采用列管螺旋式冷凝器替代盘管式或回管式冷凝器或针管式冷凝器，不仅使用、维修方便，而且应用本系统能将生物质热解产生的气体充分分离、净化，达到内燃机燃气要求和供气要求，形成连续不间断的稳定供气。

附图说明

附图1是用于农林生物质材料气化的气固液分离净化系统的结构示意图。

附图2是列管螺旋式冷凝器的结构示意图。

附图3是净化塔的结构示意图。

图中的1是气体输入管、2是旋风分离器、3是重力止回阀、4是喷淋塔、5是洗涤塔、6是冷却循环槽、7是网袋除渣机7、8是A管道泵、9是列管螺旋式冷凝器、10是冷却塔、11是水箱、12是B管道泵、13是A丝网滤器、14是风机、15是净化塔、16是B丝网滤器、17是安全止回阀、18是储气罐、19是阻火器、20是安全止回阀、21是安全燃烧器、22是列管螺旋式冷凝器的出气口、23是列管螺旋式冷凝器的焦油出口、24是列管外翅片内螺旋、25是净化塔的焦油出口、26是净化塔的出气口、27是喇叭形收放器、28是净化塔的进气口。

具体实施方式

对照附图1，其结构包括除尘系统、喷淋循环系统、冷却循环系统、可燃气净化系统，其中除尘系统中的由气化炉输出的250-500℃的气体通过气体输入管1的出口接入旋风分离器2内（除尘），旋风分离器2与喷淋塔4间设重力止回阀3，防止气体反爆及喷淋液倒流。

喷淋塔4、洗涤塔5的上部设有雾化喷淋头，使气体通过时能被充分喷淋清洗，进行降温并去除重质焦油，喷淋塔4和洗涤塔5的底部出口接入冷却循环槽6，通过冷却循环槽6中的换热盘管带走喷淋循环液的热量，喷淋循环液的温度控制在40-50度；冷却循环槽6的出口通过网袋除渣机7接管道泵8，实现喷淋循环。

冷却水由管道泵12泵入列管螺旋式冷凝器9，列管螺旋式冷凝器9的冷却水出水管接入冷却循环槽6，冷却循环槽6的出水管接入冷却塔10，冷却水通过冷却塔10降温后进入水箱11，实现冷却水循环。

洗涤塔5的出气管接入列管螺旋式冷凝器9，经过列管螺旋旋转前进，增加换热面积、提高冷凝效果，使气体中小颗粒焦油聚集成大颗粒焦油顺利脱除，避免焦油堵塞冷凝管，确保焦油顺利下排收集。

列管螺旋式冷凝器9的出气管接入A丝网滤器13的入气管，A丝网滤器13的出气管接风机14的入气管，风机14的出气管接净化塔15的入气管，由于气体通过净化塔的流速时快时慢，所以可使气体大面积与金属面碰撞，在碰撞过程中使气体中的小颗粒轻质焦油聚集成大颗粒焦油顺利脱除，达到进一步净化；净化塔15的出气管接B丝网滤器16的入气管，B丝网滤器16的出气管通过安全止回阀17接入储气罐18，储气罐18内的可燃气通过可燃气输出管道上的安装阻火器19、安全止回阀20、安全燃烧器21，输出清洁可燃气体。

所述的气体输入管1和旋风分离器2用保温材料包裹，旋风分离器2的底部与气化炉出炭螺旋密闭连接；旋风分离器2与喷淋塔4的连接管道用保温材料包裹。

对照附图2，列管螺旋式冷凝器9的结构是采用外翅片列管、内螺旋管冷凝器，内外均有冷却水通过，气体经过列管螺旋旋转前进，既增加了换热面积、提高冷凝效果，使气体中小颗粒焦油聚集成大颗粒焦油顺利脱除，又避免了焦油堵塞冷凝管，确保焦油顺利下排收集。

对照附图3，净化塔15的结构是由多级喇叭形收放器组成，气体通过净化塔时速度快慢变化，同时气体大面积与金属面碰撞，使气体中小颗粒轻质焦油聚集成大颗粒焦油顺利脱除，达到进一步净化。

所述的丝网滤器（通用设备）的作用是除去气体中的水分。

阻火器19（通用设备）的作用是防止用气点爆燃时回到储气罐。

安全燃烧器21（通用设备）的作用是将系统多余气体安全烧掉。

Claims

1.用于农林生物质材料气化气体的气固液分离净化系统，其特征是包括干式除尘系统、湿式洗涤系统、冷凝分离系统、净化除湿系统，其中干式除尘系统中的旋风分离器通过重力止回阀与湿式洗涤系统中的喷淋塔相接，湿式洗涤系统中的洗涤塔与冷凝分离系统中的列管螺旋式冷凝器相接，冷凝分离系统中的列管螺旋式冷凝器与净化除湿系统中的A丝网滤器相接，引风机在净化除湿系统中，引风机前端接A丝网滤器，引风机后端接净化塔。

2.根据权利要求1所述的用于农林生物质材料气化气体的气固液分离净化系统，其特征是干式除尘系统中由气化炉来的气体输出管与旋风分离器的入口相接，旋风分离器与湿式洗涤系统中的喷淋塔之间的气路管道上设重力止回阀，旋风分离器底部排尘口密封排出。

3.根据权利要求1所述的用于农林生物质材料气化气体的气固液分离净化系统，其特征是湿式洗涤系统中的喷淋塔、洗涤塔的上部设有雾化喷淋头，喷淋塔和洗涤塔底部的出液口接入冷却循环槽，冷却循环槽的出口通过网带除渣机连接管道泵，由管道泵将喷淋液送入喷淋塔、洗涤塔上部的雾化喷淋头并实现循环；其气路出入口按旋风分离器、喷淋塔、洗涤塔依次相接。

4.根据权利要求1所述的用于农林生物质材料气化气体的气固液分离净化系统，其特征是冷凝分离系统中的列管螺旋式冷凝器的冷却水出口与冷却循环槽的冷却水入口由管道连接，冷却循环槽的冷却水出口与冷却塔的入水管相接，冷却塔的出水管与水箱的入水管相接，水箱的出水管连接管道泵，由管道泵将冷却水送入列管螺旋式冷凝器的入水管实现循环；其气路出入口依次相接洗涤塔、冷凝器。

5.根据权利要求1所述的用于农林生物质材料气化气体的气固液分离净化系统，其特征是净化除湿系统中的A丝网滤器的进气管与冷凝分离系统中的列管螺旋式冷凝器的气体出口相连接，A丝网滤器的出气管与接风机的吸气口，风机出口与净化塔的入气管相接，净化塔的出气管接B丝网滤器的进气管，B丝网滤器的出气管通过安全止回阀与储气罐的进气管相接，在储气罐的可燃气输出管道上依次安装阻火器、安全止回阀、安全燃烧器。

6.根据权利要求1所述的用于农林生物质材料气化气体的气固液分离净化系统，其特征是列管螺旋式冷凝器结构是采用外翅片列管、内螺旋管冷凝器，内外均有冷却水通过，气体从中间旋转通过。

7.根据权利要求1所述的用于农林生物质材料气化气体的气固液分离净化系统，其特征是净化塔的结构是由多级喇叭形收放器组成。

8.根据权利要求1的用于农林生物质材料气化气体的气固液分离净化方法，其特征是该方法包括如下工艺步骤，

一、除尘，将气化炉输出的250-300℃的气体通过气体输入管进入旋风分离器内进行干式除尘，分离出固体颗粒物质，完成对气体的第一次净化；

二、洗涤，1）在喷淋塔、洗涤塔的上部设有雾化喷淋头，使气体通过时能被充分喷淋清洗，进行降温并去除重质焦油，将喷淋塔和洗涤塔的液体出口接入冷却循环槽，通过冷却循环槽中的换热盘管带走喷淋循环液的热量，喷淋循环液的温度控制在40-50℃；

2）将冷却循环槽内的喷淋循环液通过冷却循环槽出口进入网袋除渣机，通过网袋除渣机过滤除去焦油及炭尘凝结物，经过滤的喷淋循环液用管道泵泵入喷淋塔和洗涤塔，实现湿式洗涤循环，完成对气体的第二次净化；

三、冷凝，水箱内的系统冷却水用管道泵泵入列管螺旋式冷凝器，经列管螺旋式冷凝器的冷却水进入冷却循环槽的换热盘管，再进入冷却塔，经冷却塔降温后的冷却水送回水箱，实现冷却水循环；洗涤塔内的气体进入列管螺旋式冷凝器，经列管螺旋旋转前进，增加换热面积、提高冷凝效果，使气体中小颗粒焦油聚集成大颗粒焦油顺利脱除，同时经列管螺旋式冷凝器凝结的生物质有机液下排，避免焦油堵塞冷凝管，确保焦油顺利下排收集，实现对气体的第三次净化；

四、除湿，

1）气体由列管螺旋式冷凝器的气体出口进入A丝网滤器内通过丝网过滤水分，然后由风机送入净化塔内；由于气体通过净化塔的流速时快时慢，所以使气体大面积与金属面碰撞，在碰撞过程中气体中的小颗粒轻质焦油聚集成大颗粒焦油顺利脱除；经净化塔净化的气体送入B丝网滤器内，进一步除湿，完成对气体的四次净化；

2）经B丝网滤器过滤后的气体通过安全止回阀流入储气罐内作为可燃气，储气罐内的可燃气通过可燃气输出管道上的安装阻火器、安全止回阀、安全燃烧器，输出清洁可燃气体。