CN103525442B - 一种多台移动式炭化炉并联气体净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多台移动式炭化炉并联气体净化系统，包括炭化炉组、冷却塔、多重气体分离装置和储气柜，所述炭化炉组、冷却塔、多重气体分离装置和储气柜通过管道依次连接，气体在所述冷却塔中有粗冷凝和精细冷凝两个冷凝过程。本发明的有益效果是：简化工艺流程，节省设备范围，减少占地空间，提高生产效率，质量有效控制，而且在冷却塔内可以通过粗冷却和细冷却将冷却效果更完美，除焦油更彻底，可以安装多个并联支路，多台炭化炉同时进行工作并统一净化炭化产生的气体，炭化炉与净化系统拆装方便，多重气体分离装置可对气体内成份逐一剔除并收集或排放，让工艺程序更加完美。

Description

一种多台移动式炭化炉并联气体净化系统

技术领域

本发明属于生物质能源再生领域，更确切地说，是一种多台移动式炭化炉并联气体净化系统。

背景技术

随着石油、煤炭、天然气能源的急速开采，全球资源日趋减少，形成了全球性的能源危机，并造成了大气环境的严重污染，生物质新型能源靠太阳光光合作用年年产生，永不枯竭，目前国际上欧美等国都在研究生物质能源，我国也加大了生物质能源的开发力度，生物质能源的开发企业蓬勃兴起。

在生物质能开发时，生物质炭化过程中不仅产生生物质炭产品，而且还产生生物质油和热解气等多种产品，生物质炭化炉产生的气体经过净化、燃烧后用做炭化炉的外部热源。然而通常采用喷淋塔对炭化炉产生的气体进行净化使得生物质油的分离不彻底、净化后的气体热值较低，导致燃烧产生的热量少，同时目前技术的一台炭化炉对应一套燃气净化装置，不仅占地面积大，设备成本高，而且生产效率低。

发明内容

为了解决现有技术的占地面积大，设备成本高和净化不彻底等问题，本发明提供了一种多台移动式炭化炉并联气体净化系统。

本发明提供一种多台移动式炭化炉并联气体净化系统，包括炭化炉组、冷却塔、多重气体分离装置和储气柜，所述炭化炉组、冷却塔、多重气体分离装置和储气柜通过管道依次连接，其特征在于，气体在所述冷却塔中有粗冷凝和精细冷凝两个冷凝过程；

进一步地，所述冷却塔内设有第一冷却墙、第二冷却墙和除硫墙，所述第一冷却墙均匀设置大通气孔，孔内设有粗冷凝剂用于粗冷凝过程；所述第二冷却墙均匀设置微小通气孔，孔内设有细冷凝剂用于精细冷凝过程；

进一步地，其特征在于，所述粗冷凝剂组成的质量百分比成份为：正戊烷占25%-35%，异戊烷占60%-70%，丁烯占3%，其它碳氢化合物占余量，所述细冷凝剂的质量百分比成分为：正戊烷占60%-70%，异戊烷占25%-35%，丁烯占3%，其它碳氢化合物占余量；

进一步地，所述大通气孔的直径为5cm，小通气孔的直径为1cm；

进一步地，所述炭化炉组包括两个或两个以上的炭化炉，所述炭化炉以并联方式接入并联管道，并通过并联管道接入所述冷却塔，所述冷却塔内的气体在风机的作用下从冷却塔排出后进入多重气体分离装置，并经气体收集管道进入储气柜收集；

进一步地，在冷却塔内气体通过第一冷却墙降温形成的木焦油顺着焦油管进入集焦油池；

进一步地，所述并联管道的每一条支路管道都依次设有接口阀门、氧气浓度仪、流量表和支路阀门，所述接口阀门设置在支路管道的端口处，所述并联管道的主管道上设有主阀门；

进一步地，所述气体收集管道包括主管道、走气管道和收集管道，所述气体收集管道的主管道上设有主路流量表、电控柜和主路氧气浓度仪，所述走气管道设有走气阀门；

进一步地，所述多重气体分离装置设有第一分离装置、第二分离装置和气体整合稳定装置；

进一步地，所述第一分离装置内设有无水硫酸铜；所述第二分离装置内设有冷风机、空气压缩机、温度计和压力仪，可对气体进行加压冷却，并通过高抗压管道接入液态二氧化碳收集装置；所述气体整合稳定装置内设置的调温器将气体温度调节到所述储气柜所需的温度。

本发明的有益效果是：简化工艺流程，节省设备范围，减少占地空间，提高生产效率，质量有效控制，而且在冷却塔内可以通过粗冷却和细冷却将冷却效果更完美，除焦油更彻底，可以安装多个并联支路，多台炭化炉同时进行工作并统一净化炭化产生的气体，炭化炉与净化系统拆装方便，多重气体分离装置可对气体内成份逐一剔除并收集或排放，让工艺程序更加完美。

附图说明

图1为本发明净化系统的结构示意图。

附图标记说明：1、2：炭化炉，3：并联管道，4：冷却塔，5：风机，6：多重冷却装置，7：电控柜，8：气体收集管道，9：集焦油池，10：液态二氧化碳收集装置，11：点火孔， 12、13、14、19、20、21、24、25：阀门，15、16、22：氧气浓度仪，17、18、23：流量表，26：储气柜，27：第一冷却墙，28：第二冷却墙，29：除硫墙，30：第一分离装置，31：第二分离装置，32：气体整合稳定装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。

如图1所示，以炭化炉组由两台炭化炉组成为例子进行描述，一种多台式炭化炉并联气体净化系统，包括第一炭化炉1、第二炭化炉2、并联管道3、冷却塔4、风机5、多重气体分离装置6、电控柜7、气体收集管道8和储气柜26，所述并联管道3设有两条支管道和一条主管道，其中一条支管道上依次设有阀门13、氧气浓度仪15、流量表17和阀门20，另一条支管道上依次设有阀门14、氧气浓度仪16、流量表18和阀门19，主管道上设有阀门21，所述气体收集管道8包括主管道，走气管道和收集管道，所述气体收集管道8的主管道上设有流量表23、电控柜7和氧气浓度仪22，所述走气管道设有阀门24，所述收集管道设有阀门25，所述第一炭化炉1通过法兰连接在阀门13上，第二炭化炉2通过法兰连接在阀门14上，所述并联管道的主管道通过法兰连接在冷却塔4的一侧，所述冷却塔4另一侧通过风机5接入多重气体分离装置6的一侧，所述多重气体分离装置6的另一侧通过法兰连接在气体收集管道8的主管道上，所述收集管道通过法兰接入储气柜26。

所述冷却塔4内依次设有第一冷却墙27、第二冷却墙28和除硫墙29，所述冷却塔4下部通过焦油管接入集焦油池9，所述第一冷却墙27均匀设置直径5cm的通气孔，孔内放置有粗冷凝剂，所述第二冷却墙28均匀设置直径为1cm的通气孔，孔内设有细冷凝剂，所述除硫墙29内均匀设有直径为1cm的通气孔，孔内放置湿棉絮。

所述粗冷凝剂的组成成份（质量百分比）：正戊烷占25%-35%，异戊烷占60%-70%，丁烯占3%，其含量小于20ppm，其它的碳氢化合物占余量，细冷凝剂的组成成份（质量百分比）：正戊烷占60%-70%，异戊烷占25%-35%，丁烯占3%，其含量小于20ppm，其它碳氢化合物占余量。

所述多重气体分离装置6内依次设有第一分离装置30、第二分离装置31和气体整合稳定装置32，所述第一分离装置30内设有无水硫酸铜溶液，第二分离装置31内设有冷风机、空气压缩机、温度计和压力仪，可对气体进行加压冷却；第二分离装置31通过高抗压管道接入液态二氧化碳收集装置10；所述气体整合稳定装置32内安装有调温器。

所述阀门12为进气阀，所述阀门21为主阀门；所述阀门13和阀门14为接口阀门；所述阀门20和阀门19为支路阀门；所述流量表23为主流量表；所述氧气浓度仪22为主路氧气浓度仪；所述阀门24为走气阀门。

工作原理：                                                                                             

先进行检测工作，在两台炭化炉1、2内装材料一致、干湿度一致、重量一致和密度一致的物料，并且分别通过法兰接入并联管道3上，先将阀门25关闭，打开其余所有阀门，同时开启风机5，检测气体流通是否通畅。

进行炭化工作，从两台炭化炉1、2的四周点火孔11点燃各炉内的生物质材料，然后及时关严点火孔11，打开炭化炉顶进气阀12，物料在炭化炉1、2内进行炭化产生气体，产生的气体进入并联管道3，在并联管道内汇合进入冷却塔4，在冷却塔4内气体依次通过第一冷却墙27、第二冷却墙28和除硫墙29，在通过第一冷却墙27时，墙上设置的通气孔内的冷凝剂对气体进行初步的降温，降温形成的木焦油顺着焦油管进入集焦油池9，在通过第二冷却墙28时，墙上设置的通气孔内的冷凝剂对气体进行精细的降温，降温产生的木焦油顺着焦油管进入集焦油池9，在通过除硫墙29时，墙上设有湿棉絮将剩余的木焦油剔吸附，棉絮上有水分将气体内的氨和硫化氢气体除去，冷却塔4内的气体在风机5的作用下从冷却塔4排出后进入多重气体分离装置6，气体依次通过多重气体分离装置6设有第一分离装置30、第二分离装置31和气体整合稳定装置32，第一分离装置30内设有无水硫酸铜溶液，强力吸收气体内剩余的水分，并和未除净的硫化氢气体反应产生硫化铜沉淀和硫酸，气体进入第二分离装置31，在第二分离装置31内的空气压缩机对气体进行加压至1.6MPA，冷风机对气体冷却降温至-30℃产生液态二氧化碳并且将其排入至液态二氧化碳收集装置10，随后气体进入气体整合稳定装置32，气体整合稳定装置32内的调温器将气体温度调节到储气柜所需的温度，同时经过之前一系列反应后的气体分子还比较活跃，而气体在气体整合稳定装置32内稳定一段时间并调节温度，避免了气体分子还未稳定便直接进入储气柜26而引发的危险，在气体整合稳定装置32内稳定的气体通过气体收集管道8进入储气柜26收集。

相对于现有的冷凝技术，本发明中的冷凝塔4通过粗冷凝和精细冷凝，正戊烷的熔点高于异戊烷的熔点，故在第一层墙27内的冷凝剂中正戊烷的含量低于异戊烷，用于进行粗冷凝，而第二层墙28内的冷凝剂中正戊烷的含量高于异戊烷，用于精细冷凝，而且冷凝剂冷凝产生的气体为可燃气，和生物质燃气成份相似，所以不必排出，同时相对于现有技术中的冷凝剂的含量配比，本发明中的冷凝剂通过露点温度不同，撤热能力不同设置粗冷却和细冷却，将气体冷却更全面更彻底，可以将95%的木焦油除去。

在所述并联管道3上的流量表17、18和氧气浓度仪15、16测相对应的管道的气体流量值和氧气浓度值，调节风机5变频数值用以控制风速，使流量表17和流量18表为适合净化系统工作的数值，使氧气浓度值保持在安全浓度以内。

所述电控柜7用以控制多重气体分离装置6进行加压。

关闭收尾工作：生物质完全炭化后，将炭化炉1、2顶上进气阀12关严，依次关闭阀门13、阀门14，关闭阀门25，打开阀门24，保持净化系统与外界空气连通，以免出现气体压力差值影响设备下次工作，将第一炭化炉1和第二炭化炉2从阀门13和阀门14处拆开，移向中转站冷却后，进入其它工序，将预先准备好的其它炭化车重新装入净化系统，开始下一轮的炭化和净化过程。

本发明的优势：简化工艺流程，节省设备范围，减少占地空间，提高生产效率，质量有效控制，产生的液态二氧化碳可加工成干冰，而且在冷却塔内可以通过粗冷却和细冷却将冷却效果更完美，除焦油更彻底，可以安装多个并联支路，多台炭化炉同时进行工作并统一净化炭化产生的气体，炭化炉与净化系统拆装方便，多重气体分离装置可对气体内成份逐一剔除并收集或排放，让工艺程序更加完美。

Claims (7)

1.一种多台移动式炭化炉并联气体净化系统，包括炭化炉组、冷却塔、多重气体分离装置和储气柜，所述炭化炉组、冷却塔、多重气体分离装置和储气柜通过管道依次连接，其特征在于，气体在所述冷却塔中有粗冷凝和精细冷凝两个冷凝过程；所述冷却塔内设有第一冷却墙、第二冷却墙和除硫墙，所述第一冷却墙均匀设置直径为5cm的大通气孔，孔内设有粗冷凝剂用于粗冷凝过程；所述第二冷却墙均匀设置直径为1cm的小通气孔，孔内设有细冷凝剂用于精细冷凝过程；所述粗冷凝剂组成的质量百分比成份为：正戊烷占25％-35％，异戊烷占60％-70％，丁烯占3％，其它碳氢化合物占余量，所述细冷凝剂的质量百分比成分为：正戊烷占60％-70％，异戊烷占25％-35％，丁烯占3％，其它碳氢化合物占余量。

2.根据权利要求1所述的净化系统，其特征在于，所述炭化炉组包括两个或两个以上的炭化炉，所述炭化炉以并联方式接入并联管道，并通过并联管道接入所述冷却塔，所述冷却塔内的气体在风机的作用下从冷却塔排出后进入多重气体分离装置，并经气体收集管道进入储气柜收集。

3.根据权利要求1所述的净化系统，其特征在于，在冷却塔内气体通过第一冷却墙降温形成的木焦油顺着焦油管进入集焦油池。

4.根据权利要求2所述的净化系统，其特征在于：所述并联管道的每一条支路管道都依次设有接口阀门、氧气浓度仪、流量表和支路阀门，所述接口阀门设置在支路管道的端口处，所述并联管道的主管道上设有主阀门。

5.根据权利要求2所述的净化系统，其特征在于，所述气体收集管道包括主管道、走气管道和收集管道，所述气体收集管道的主管道上设有主路流量表、电控柜和主路氧气浓度仪，所述走气管道设有走气阀门。

6.根据权利要求1所述的净化系统，其特征在于，所述多重气体分离装置设有第一分离装置、第二分离装置和气体整合稳定装置。

7.根据权利要求6所述的净化系统，其特征在于，所述第一分离装置内设有无水硫酸铜；所述第二分离装置内设有冷风机、空气压缩机、温度计和压力仪，可对气体进行加压冷却，并通过高抗压管道接入液态二氧化碳收集装置；所述气体整合稳定装置内设置的调温器将气体温度调节到所述储气柜所需的温度。