CN102382688A - 生物质气化焦油分离循环裂解转化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质气化焦油分离循环裂解转化装置，其特征是设置立式筒状炉体，在炉体的上部侧壁设置气化气引出口，气化气引出口通过呈水平设置的气化气引出管连接一渐扩管，渐扩管的大径末端管口以中隔板分隔为上部管和下部管，上部管与排气立管相连通，下部管与循环管相连通；循环管在炉体的下部引入炉体内部，经设置在炉体中心的一段回气立管后通过一段位于炉体内上部的回气引出管导出炉体外部，并与气化气引出管相连通；在排气立管的底部设置“U”型焦油回收管，在焦油回收管的底部出油口与U形液封管的一端相连接，液封管的另一端连接焦油裂解管，焦油裂解管呈下向倾斜引入炉体的中心。本发明实现了气化气循环除焦油，显著提高了对气化气的净化能力，获得更为洁净的产气。

Description

生物质气化焦油分离循环裂解转化装置

技术领域

本发明涉及气化炉，具体地说是涉及一种小型生物质气化炉粗燃气中焦油净化装置。

背景技术

氢气是一种清洁无污染的新能源。生物质可以在一定条件下气化裂解为氢气，而自然界和农田中每年都要产生大量的生物质。但是在生物质气化气中含有较多的焦油，焦油不能作为燃料直接燃烧而且还污染和堵塞气管和灶具，这也是制约生物质气化制取氢气的主要原因之一。现有小型生物质气化炉在农村的应用，主要作为分散用户炊事用气的气源。由于焦油是气化过程中不可避免的副产品，如不能对焦油进行较为有效的净化清理，当温度低于200℃时焦油极易凝结为液态从而堵塞气管、阀门和灶具等，这将使得气化炉的气化效率大大的降低，影响气化炉的稳定运行。对焦油不能进行有效的处理已成为小型生物质气化炉推广应用的主要技术障碍。

中国专利CN10163625A提出了“小型生物质气化炉除焦油方法与装置”，从气化炉中出来的气化气经过气化分离室中的折流板，焦油在其中冷凝后收集并送回气化炉中进行裂解。并且在炉外设置有催化室，在其中的催化剂对焦油进行进一步的催化裂解，但在这一结构形式中，气化气只能经过一次催化裂解，并且，催化室设置在炉外将降低焦油的裂解效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种生物质气化焦油分离循环裂解转化装置，利用分离循环装置使焦油能多次进入炉内在高温区进行裂解，并能进行二次除焦油，以提高生物质气化焦油的转化效果。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明生物质气化焦油分离循环裂解转化装置的结构特点是设置立式筒状炉体，在所述炉体的上部侧壁设置气化气引出口，所述气化气引出口通过呈水平设置的气化气引出管连接一渐扩管，所述渐扩管的大径末端管口以中隔板分隔为上部管和下部管，所述上部管与排气立管相连通，所述下部管与循环管相连通；所述循环管在炉体的下部引入炉体内部，经设置在炉体中心的一段回气立管后通过一段位于炉体内上部的回气引出管导出炉体外部，并与气化气引出管相连通；在所述排气立管的底部设置“U”型焦油回收管，在所述焦油回收管的底部出油口与U形液封管的一端相连接，所述液封管的另一端连接焦油裂解管，所述焦油裂解管呈下向倾斜引入炉体的中心。

本发明生物质气化焦油分离循环裂解转化装置的结构特点也在于：

在所述排气立管的外部设置换热套管，所述换热套管的底部设置冷空气入口，顶部设置有热空气出口，所述热空气出口通过空气引导管引入炉体内部。

所述回气立管设置为螺旋管，在所述螺旋管中放置催化介质，所述催化介质是粒径为1-5mm的白云石。

所述焦油裂解管的倾斜角度为2°～5°。

生物质在炉内气化产生的气化气通过渐扩管得到降速，焦油属大分子物质，其重量较氢气等气体重的多，在重力作用下含焦油较多的气化气通过循环管再次进入炉内受热裂解，实现第一次除焦油；含焦油较少的气化气排气管换热回收，并重新回流至气化炉内的高温区再次进行裂解，实现第二次除焦油。与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明实现了气化气循环除焦油，显著提高了对气化气的净化能力，获得更为洁净的产气；

2、本发明将经过预热的空气引入炉体内提高了系统的热效率，有利于焦油的充分裂解，生物质气化气的热值明显提高；

3、本发明可以设置为可拆式结构，更加有利于清洁和维护，保持气化炉长期良好的工作状况。

4、本发明结构简单，易于实施。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1的A-A视图；

图中标号：1灰渣室；2排灰口；3焦油裂解管；4回气立管；5炉体；6炉盖；7生物质原料入口；8循环管；9渐扩管；10排气立管；11热空气出口；12换热套管；13冷空气入口；14焦油回收管；15液封管；16回气引出管；17气化气引出管；18排气管；19中隔板。

具体实施方式

参见图1、图2，设置立式筒状炉体5，在炉体5的上部侧壁设置气化气引出口，气化气引出口通过呈水平设置的气化气引出管17连接一渐扩管9，渐扩管9的大径末端管口以中隔板19分隔为上部管和下部管，上部管与排气立管10相连通，下部管与循环管8相连通；循环管8在炉体5的下部引入炉体内部，经设置在炉体中心的一段回气立管4后通过一段位于炉体内上部的回气引出管16导出炉体外部，并与气化气引出管17相连通；在排气立管10的底部设置“U”型焦油回收管14，在焦油回收管14的底部出油口与U形液封管15的一端相连接，液封管15的另一端连接焦油裂解管3，焦油裂解管3呈下向倾斜引入炉体5的中心。

具体实施中，相应的结构设置也包括：在排气立管10的外部设置换热套管12，换热套管12的底部设置冷空气入口13，顶部设置有热空气出口11，热空气出口11通过空气引导管引入炉体内部；为增加炉内部分的长度从而增加气化气的受热时间，可将回气立管4设置为螺旋管，螺旋管设置为可拆式结构以方便清理；为增大焦油裂解效率，可以在螺旋管中放置催化介质，催化介质可以是粒径1-5mm的白云石；焦油裂解管3的倾斜角度为2°～15°。

设置由中隔板分隔的渐扩管末端一小段管口的上部管的管径小于下部管的管径，以利于含焦油较多的气化气经循环管8再次进入炉内进行焦油的裂解。其中下部一小段管径大约为上部一小段管径的两倍。

此外，图1中所示气化炉的底部为灰渣室1，灰渣室1的侧部设置排灰口2，气化炉的顶部为炉盖6，在炉盖上是生物质原料入口7，经过换热的空气由热空气出口11排出后从炉体的空气入口进入炉内作为气化剂供生物质气化使用。

生物质气化产生的气化气由气化气引出管17进入渐扩管9，经过渐扩管的气化气速度降低，较重的焦油在重力的作用下下沉，含焦油较多的气化气进入循环管8，随后回气立管，回气立管处在炉内高温位置上，在回气立管4中经过加热裂解的气体循环进入气化气引出管17中；含少量焦油的气化气进入排气立管10，在排气立管10中的焦油和水在换热冷凝后聚集到焦油回收管14的底部，当聚集的液体高度高于液封管15的液封高度时，回收的焦油和水进入焦油裂解管3得到高温区裂解和气化，其中的水蒸气作为气化介质。

经过净化的气化气通过连接在焦油回收管14另一端的排气管18引入灶具。

Claims (4)

1.生物质气化焦油分离循环裂解转化装置，其特征是设置立式筒状炉体(5)，在所述炉体(5)的上部侧壁设置气化气引出口，所述气化气引出口通过呈水平设置的气化气引出管(17)连接一渐扩管(9)，所述渐扩管(9)的大径末端管口以中隔板分隔为上部管和下部管，所述上部管与排气立管(10)相连通，所述下部管与循环管(8)相连通；所述循环管(8)在炉体(5)的下部引入炉体内部，经设置在炉体中心的一段回气立管(4)后通过一段位于炉体内上部的回气引出管(16)导出炉体外部，并与气化气引出管(17)相连通；在所述排气立管(10)的底部设置“U”型焦油回收管(14)，在所述焦油回收管(14)的底部出油口与U形液封管(15)的一端相连接，所述液封管(15)的另一端连接焦油裂解管(3)，所述焦油裂解管(3)呈下向倾斜引入炉体(5)的中心。

2.根据权利要求1所述的生物质气化焦油分离循环裂解转化装置，其特征是在所述排气立管(10)的外部设置换热套管(12)，所述换热套管(12)的底部设置冷空气入口(13)，顶部设置有热空气出口(11)，所述热空气出口(11)通过空气引导管引入炉体内部。

3.根据权利要求1所述的生物质气化焦油分离循环裂解转化装置，其特征是所述回气立管(4)设置为螺旋管，在所述螺旋管中放置催化介质，所述催化介质是粒径为1-5mm的白云石。

4.根据权利要求1所述的生物质气化焦油分离循环裂解转化装置，其特征是所述焦油裂解管(3)的倾斜角度为2°～15°。

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