CN103602351B - 干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置中的上、下筒体内对应设置有上、下通管以及上、下冷腔以负责分级冷凝，中筒体内设置有斜腔板与锥型通气台以负责通气与导油；使用时，燃气经燃气进口、下封头、下封板、下通管、下腔板、斜腔板、台侧进气口、台侧出气口、上腔板、上通管、上封板、上封头后与燃气出口相通，冷凝介质流通途径为上冷凝口、上冷腔、连通弯管、下冷腔、下冷凝口，可依据温度传感器的反馈值调整冷凝介质在筒体内的流量与停留时间以调控燃气处于不同的冷凝温度以析出不同的生物油，水冷气冷均可。本设计不仅可控性较强、生物油的获取效率较高，而且冷凝效果较强、应用范围较广，便于提高生物油与生物质燃气的质量。

Description

干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置及使用方法

技术领域

本发明涉及一种生物质燃气的冷凝设备，尤其涉及一种干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置及使用方法，具体适用于增强分级冷凝的可控性，提高生物油与生物质燃气的质量。

背景技术

目前，在生物质燃气的产生过程中，一般都配套有冷凝系统对高温的生物质燃气进行冷凝以收取生物油，但现有的冷凝系统主要由单组或多组换热器串联而成，高温生物质燃气经过换热器壁面冷却以实现冷凝，该种冷凝方式的主要缺陷如下：

首先，现有技术中冷凝设备的功能单一，缺乏可控性，只能在冷凝之前预先准备多组换热器，没法在冷凝过程中对换热器进行即时调整，操作工艺僵化，导致冷凝效果较差，生物油获取效率较低；

其次，现有技术的冷凝方式单一，不能同时实现气体、液体冷凝，应用范围较窄。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的可控性较弱、生物油获取效率较低的缺陷与问题，提供一种可控性较强、生物油获取效率较高的干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置及使用方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置，包括主筒体、燃气通管、冷凝腔与温度传感器，所述主筒体的顶部经上封板与上封头相连接，该上封头上开设有燃气出口，主筒体的底部经下封板与下封头相连接，该下封头上开设有燃气进口，主筒体的内部设置有多根相互平行的燃气通管，燃气通管的顶端经上封板后与上封头相通，燃气通管的底端经下封板后与下封头相通，燃气通管的外壁与主筒体的内壁之间形成有冷凝腔，且在主筒体的外壁上设置有与燃气相通的温度传感器；

所述主筒体包括上筒体、中筒体与下筒体，上封头依次经上封板、上筒体、中筒体、下筒体、下封板后与下封头相连接，上筒体、下筒体的内部对应设置有上通管、下通管，且上通管、下通管相互连通成燃气通管；所述上通管的外壁与上筒体的内壁之间形成有上冷腔，下通管的外壁与下筒体的内壁之间形成有下冷腔，上冷腔的顶部设置有上冷凝口，上冷腔的底部经位于主筒体外部的连通弯管与下冷腔的顶部相通，下冷腔的底部设置有下冷凝口，且上冷腔、下冷腔构成冷凝腔；

所述中筒体包括斜腔板以及相互平行的上腔板、下腔板，上腔板、下腔板的两端均与中筒体的内壁相连接，中筒体内壁上近上腔板、中筒体交接处的部位与斜腔板的顶端相连接，中筒体内壁上近下腔板、中筒体交接处的部位与斜腔板的底端相连接，斜腔板的中部设置有多个锥型通气台，该锥型通气台包括台侧部以及相互平行的台顶部、台底部，台顶部、台底部均为封闭结构，台侧部上与斜腔板相交接的部位开设有台侧进气口，台侧部上与台侧进气口相对的部位开设有台侧出气口，且上通管依次经上腔板、台侧出气口、台侧进气口、斜腔板、下腔板后与下通管相通；

所述斜腔板、下腔板及中筒体内壁所围成的上集油口与上集油管相通，所述下封头底部上设置的下集油口与下集油管相通。

所述温度传感器包括上温度传感器、中温度传感器与下温度传感器，上温度传感器的探针位于上通管的内部，中温度传感器的探针位于中筒体的内部，下温度传感器的探针位于下通管的内部。

所述上冷凝口经上气阀与进气管相通，进气管上设置有气体流量计，上冷凝口经上水阀与出水管相通；

所述下冷凝口依次经下气阀、出气管后与引风机相通，下冷凝口经下水阀与进水管相通，进水管上设置有水流量计。

所述上封头的内部设置有上冷箱罩，上冷箱罩的外壁与上封头的内壁之间围成有上冷气腔，该上冷气腔与上封头外壁上设置的上冷气口相通，且燃气出口依次经上冷箱罩内部、上封板后与燃气通管的顶端相通；

所述下封头的内部设置有下冷箱罩，下冷箱罩的外壁与下封头的内壁之间围成有下冷气腔，该下冷气腔与下封头外壁上设置的下冷气口相通，且燃气进口依次经下冷箱罩内部、下封板后与燃气通管的底端相通。

所述上冷箱罩、下冷箱罩的内壁上设置有多个交错排列的折流板，该折流板的固定端与上冷箱罩或下冷箱罩的内壁相连接，折流板的悬空端位于上冷箱罩或下冷箱罩的内部，且固定端高于悬空端。

所述上集油管的一端与上集油口相通，另一端经水封罐后与集油罐相通；

所述下集油管的一端与下集油口相通，另一端经水封罐后与集油罐相通。

所述油气分离装置还包括辅助筒组，该辅助筒组包括相互连接的辅助上筒体与辅助中筒体，辅助上筒体与上筒体结构一致，辅助中筒体与中筒体结构一致，且上筒体的顶部依次经上封板、辅助筒组后与上封头相连接；所述辅助筒组的数量至少为一个。

一种上述干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置的使用方法，所述使用方法包括以下工艺：

生物质燃气流通工艺：生物质燃气先从燃气进口进入，再依次通过下封头、下封板、下通管、下腔板、斜腔板、台侧进气口、台侧出气口、上腔板、上通管、上封板、上封头后与燃气出口相通；

冷凝介质流通工艺：在上述生物质燃气流通的同时，冷凝介质也进行流通，冷凝介质的流通途径为上冷凝口、上冷腔、连通弯管、下冷腔、下冷凝口；当冷凝介质为气体时，其流向为由上冷凝口向下冷凝口流通；当冷凝介质为液体时，其流向为由下冷凝口向上冷凝口流通；

温度调控及生物油收集工艺：在上述生物质燃气和冷凝介质流通的过程中，先通过温度传感器测得上通管、下通管、中筒体内燃气的温度，再依据所测温度对冷凝介质在上冷腔、连通弯管、下冷腔内的流量以及停留时间进行调整，调整后，再测上通管、下通管、中筒体内燃气的温度，依次循环，直至将上通管、下通管内燃气的温度调控至不同的冷凝温度，以将生物质燃气中的各种气态生物油分组富集析出来，其中，上通管中析出的生物油依次通过斜腔板、上集油口后流入上集油管中，下通管中析出的生物油依次通过下封头、下集油口后流入下集油管中。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置及使用方法中的主筒体包括上筒体、中筒体与下筒体，上、下筒体内对应设置有上、下通管以负责分级冷凝，中筒体内设置有斜腔板与锥型通气台以负责通气与导油，该设计的优点如下：首先，燃气由下至上流通，在自然流通状态，上、下通管内燃气的温度不同，析出的生物油不同，生物油的获取效率较高；其次，上、中、下筒体内的燃气都配有温度传感器监测，根据测得的温度，可对冷凝介质在上冷腔、连通弯管、下冷腔内的流量以及停留时间进行调整，以使上、下通管内的冷凝温度不断变化，从而将生物质燃气中的各种气态生物油分组富集析出来，可控性较强，进一步提高生物油的获取效率。因此，本发明不仅生物油的获取效率较高，而且可控性较强。

2、本发明一种干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置及使用方法中的中筒体内设置有斜腔板与锥型通气台以负责通气与导油，其中，锥型通气台包括台侧部、台顶部与台底部，台顶部宽于台底部，台顶部、台底部均为封闭结构，台侧部上与斜腔板相交接的部位开设有台侧进气口，台侧部上与台侧进气口相对的部位开设有台侧出气口，该设计的优点如下：首先，台侧进气口、台侧出气口确保了燃气的整体导通，便于上下筒体实现分级冷凝；其次，台侧进气口、台侧出气口所构成的气道与生物油的落向相垂直，且由于台顶部宽于台底部，不仅能够防止焦油堵住气道，而且能够防止上通管内析出的生物油流到下通管内；再次，斜腔板的倾斜设计便于将上通管内析出的生物油依次导进上集油口、上集油管中。因此，本发明不仅不易堵塞，而且便于收集上通管内的生物油。

3、本发明一种干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置及使用方法中冷凝介质的流通途径为上冷凝口、上冷腔、连通弯管、下冷腔、下冷凝口，且在上、下冷凝口上均连通有气、液两种管道，使用时，既可以用液体对生物质燃气进行冷凝，也可以用气体对生物质燃气进行冷凝，甚至可配合某些工艺的特殊需要，在不同的工艺阶段采用不同的冷凝工艺，不仅提高了冷凝效果，便于获取高质量的生物油与燃气，而且扩大了应用范围。因此，本发明不仅冷凝效果较强，而且应用范围较广。

4、本发明一种干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置及使用方法中在上、下封头的内部分别设置有上、下冷箱罩，冷箱罩外壁与封头内壁之间围成有冷气腔，使用时，在冷气腔中充入冷却气体，如氮气。该设计的优点如下：首先，上、下封头以及上、下冷箱罩能对生物质燃气起缓冲作用，提高设备运行的安全性；其次，下冷箱罩能对刚进设备的高温燃气进行预冷凝，便于后续上、下通管对燃气进行冷凝，提高分级冷凝的效果；再次，上、下冷箱罩在原有冷凝设计的基础上增加了两级冷凝，使得生物质燃气在进入上、下冷箱罩时也能析出生物油，再次提高了生物油的获取效率，尤其当冷箱罩内部设有向下倾斜的折流板时，不仅能增加燃气在冷箱罩内的流通路径，延长其在冷箱罩内的停留时间，以更好的降低燃气的温度，而且便于将析出的生物油以自然状态流向集油管中。因此，本设计不仅能提高冷凝效果，而且便于析出与收集生物油。

5、本发明一种干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置及使用方法中还包括辅助筒组，该辅助筒组包括相互连接的辅助上筒体与辅助中筒体，辅助上筒体与上筒体结构一致，辅助中筒体与中筒体结构一致，且上筒体的顶部依次经上封板、辅助筒组后与上封头相连接，在实际使用过程中，可根据需要调整辅助筒组的数量，如上中下三段式，上中下四段式等，增加辅助筒组的数量主要是根据不同的原料、前期热解或是干馏工艺的温度以及产物目标而定，辅助筒组数量增加，不仅能更好的析出燃气中的生物油，而且能更好的降低高温燃气的温度，提高燃气的品质。因此，本发明的可控性较强，能够提高生物油与生物质燃气的质量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中上筒体的结构示意图。

图3是图1中下筒体的结构示意图。

图4是图1中中筒体的结构示意图。

图5是本发明采用辅助筒组时的结构示意图。

图中：主筒体1、上筒体11、下筒体12、中筒体13、上腔板131、下腔板132、斜腔板133、上封板14、上封头15、燃气出口151、下封板16、下封头17、燃气进口171、燃气通管2、上通管21、下通管22、冷凝腔3、上冷腔31、下冷腔32、连通弯管33、上冷凝口34、上气阀341、进气管342、气体流量计343、上水阀344、出水管345、下冷凝口35、下气阀351、出气管352、引风机353、下水阀354、进水管355、水流量计356、锥型通气台4、台顶部41、台底部42、台侧部43、台侧进气口431、台侧出气口432、温度传感器5、上温度传感器51、中温度传感器52、下温度传感器53、上冷箱罩6、上冷气腔61、上冷气口62、下冷箱罩7、下冷气腔71、下冷气口72、折流板8、固定端81、悬空端82、上集油口9、上集油管91、下集油口10、下集油管101、辅助筒组A、辅助上筒体A1、辅助中筒体A2、水封罐X、集油罐Y。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1–图5，干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置，包括主筒体1、燃气通管2、冷凝腔3与温度传感器5，所述主筒体1的顶部经上封板14与上封头15相连接，该上封头15上开设有燃气出口151，主筒体1的底部经下封板16与下封头17相连接，该下封头17上开设有燃气进口171，主筒体1的内部设置有多根相互平行的燃气通管2，燃气通管2的顶端经上封板14后与上封头15相通，燃气通管2的底端经下封板16后与下封头17相通，燃气通管2的外壁与主筒体1的内壁之间形成有冷凝腔3，且在主筒体1的外壁上设置有与燃气相通的温度传感器5；

所述主筒体1包括上筒体11、中筒体13与下筒体12，上封头15依次经上封板14、上筒体11、中筒体13、下筒体12、下封板16后与下封头17相连接，上筒体11、下筒体12的内部对应设置有上通管21、下通管22，且上通管21、下通管22相互连通成燃气通管2；所述上通管21的外壁与上筒体11的内壁之间形成有上冷腔31，下通管22的外壁与下筒体12的内壁之间形成有下冷腔32，上冷腔31的顶部设置有上冷凝口34，上冷腔31的底部经位于主筒体1外部的连通弯管33与下冷腔32的顶部相通，下冷腔32的底部设置有下冷凝口35，且上冷腔31、下冷腔32构成冷凝腔3；

所述中筒体13包括斜腔板133以及相互平行的上腔板131、下腔板132，上腔板131、下腔板132的两端均与中筒体13的内壁相连接，中筒体13内壁上近上腔板131、中筒体13交接处的部位与斜腔板133的顶端相连接，中筒体13内壁上近下腔板132、中筒体13交接处的部位与斜腔板133的底端相连接，斜腔板133的中部设置有多个锥型通气台4，该锥型通气台4包括台侧部43以及相互平行的台顶部41、台底部42，台顶部41宽于台底部42，台顶部41、台底部42均为封闭结构，台侧部43上与斜腔板133相交接的部位开设有台侧进气口431，台侧部43上与台侧进气口431相对的部位开设有台侧出气口432，且上通管21依次经上腔板131、台侧出气口432、台侧进气口431、斜腔板133、下腔板132后与下通管22相通；

所述斜腔板133、下腔板132及中筒体13内壁所围成的上集油口9与上集油管91相通，所述下封头17底部上设置的下集油口10与下集油管101相通。

所述温度传感器5包括上温度传感器51、中温度传感器52与下温度传感器53，上温度传感器51的探针位于上通管21的内部，中温度传感器52的探针位于中筒体13的内部，下温度传感器53的探针位于下通管22的内部。

所述上冷凝口34经上气阀341与进气管342相通，进气管342上设置有气体流量计343，上冷凝口34经上水阀344与出水管345相通；

所述下冷凝口35依次经下气阀351、出气管352后与引风机353相通，下冷凝口35经下水阀354与进水管355相通，进水管355上设置有水流量计356。

所述上封头15的内部设置有上冷箱罩6，上冷箱罩6的外壁与上封头15的内壁之间围成有上冷气腔61，该上冷气腔61与上封头15外壁上设置的上冷气口62相通，且燃气出口151依次经上冷箱罩6内部、上封板14后与燃气通管2的顶端相通；

所述下封头17的内部设置有下冷箱罩7，下冷箱罩7的外壁与下封头17的内壁之间围成有下冷气腔71，该下冷气腔71与下封头17外壁上设置的下冷气口72相通，且燃气进口171依次经下冷箱罩7内部、下封板16后与燃气通管2的底端相通。

所述上冷箱罩6、下冷箱罩7的内壁上设置有多个交错排列的折流板8，该折流板8的固定端81与上冷箱罩6或下冷箱罩7的内壁相连接，折流板8的悬空端82位于上冷箱罩6或下冷箱罩7的内部，且固定端81高于悬空端82。

所述上集油管91的一端与上集油口9相通，另一端经水封罐X后与集油罐Y相通；

所述下集油管101的一端与下集油口10相通，另一端经水封罐X后与集油罐Y相通。

所述油气分离装置还包括辅助筒组A，该辅助筒组A包括相互连接的辅助上筒体A1与辅助中筒体A2，辅助上筒体A1与上筒体11结构一致，辅助中筒体A2与中筒体13结构一致，且上筒体11的顶部依次经上封板14、辅助筒组A后与上封头15相连接；所述辅助筒组A的数量至少为一个。

一种上述干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置的使用方法，所述使用方法包括以下工艺：

生物质燃气流通工艺：生物质燃气先从燃气进口171进入，再依次通过下封头17、下封板16、下通管22、下腔板132、斜腔板133、台侧进气口431、台侧出气口432、上腔板131、上通管21、上封板14、上封头15后与燃气出口151相通；

冷凝介质流通工艺：在上述生物质燃气流通的同时，冷凝介质也进行流通，冷凝介质的流通途径为上冷凝口34、上冷腔31、连通弯管33、下冷腔32、下冷凝口35；当冷凝介质为气体时，其流向为由上冷凝口34向下冷凝口35流通；当冷凝介质为液体时，其流向为由下冷凝口35向上冷凝口34流通；

温度调控及生物油收集工艺：在上述生物质燃气和冷凝介质流通的过程中，先通过温度传感器5测得上通管21、下通管22、中筒体13内燃气的温度，再依据所测温度对冷凝介质在上冷腔31、连通弯管33、下冷腔32内的流量以及停留时间进行调整，调整后，再测上通管21、下通管22、中筒体13内燃气的温度，依次循环，直至将上通管21、下通管22内燃气的温度调控至不同的冷凝温度，以将生物质燃气中的各种气态生物油分组富集析出来，其中，上通管21中析出的生物油依次通过斜腔板133、上集油口9后流入上集油管91中，下通管22中析出的生物油依次通过下封头17、下集油口10后流入下集油管101中。

本发明的原理说明如下：

1、分级冷凝与温度调控：

主筒体包括上筒体、中筒体与下筒体，上、下筒体内对应设置有上、下通管以负责分级冷凝，中筒体内设置有斜腔板与锥型通气台以负责通气与导油。实际使用中，高温燃气先进入下通管，温度会较高，而经过下通管进行冷热交换后，到达上通管时温度就下降了，这是自然流通状态下的温度差异，该温度差异可使上、下通管内的燃气到达不同的冷凝温度，以析出不同的生物油。在此基础之上，还可以人为调节冷凝介质在上冷腔、下冷腔、连通弯管内的流量与停留时间以对上、下通管内的燃气温度实现进一步的调控（燃气的具体温度可通过温度传感器即时反馈），使其能够达到更多的冷凝温度，从而析出更多种类、更多品质的生物油，即将生物质燃气中的各种气态生物油全部分组富集（分组富集就是生物质燃气中所含的气态生物油在不同冷凝的温度区间，冷凝成液态的生物油的过程）析出来，可控性较强，生物油的获取效率很高。

2、锥型通气台：

锥型通气台包括台侧部及与其两端相连接的台顶部与台底部，台顶部、台底部相互平行，台顶部宽于台底部，台顶部、台底部均为封闭结构，台侧部上与斜腔板相交接的部位开设有台侧进气口，即台侧部、斜腔板共用一台侧进气口（斜腔板上除台侧进气口以外，都是封闭结构；上腔板、下腔板上除与上、下通管的交接处以外，也全是封闭结构），台侧部上与台侧进气口相对的部位开设有台侧出气口，台侧部上的其余部位为封闭结构。使用时，台侧进气口进气，台侧出气口出气，从而确保生物质燃气在本装置中的整体导通，而且，由于锥型通气台建立在斜腔板上，而斜腔板需要将上通管内析出的生物油引导进上集油口中，锥型通气台的台型锥体结构能使被引导的生物油位于通气台的外部，从而避免生物油流入其内部，有效防止了生物油对气道的堵塞，此外，台侧进气口、台侧出气口所构成的气道与生物油的落向相垂直，且由于台顶部宽于台底部，因而能够避免生物油落进气道中，同时，台侧进气口、台侧出气口之间的气压效果也能防止上通管内析出的生物油直接落进下通管内，还能防止下通管内的燃气将上通管内析出的生物油反顶回去。

生物油依次经集油管、水封罐后流入集油罐内，由于生物油密度比水低，生物油进入水封罐后会浮在水面上，达到一定量后会从水封罐上的溢流管排出到集油罐内，同时，集油管因与水封罐相连，被水密封，燃气并不会泄漏。

3、干湿一体化冷凝：

本发明中冷凝介质的整个流通途径为：上冷凝口、上冷腔、连通弯管、下冷腔、下冷凝口。冷凝介质为空气时其流通方向为从上至下，空气从上至下，是因为燃气从下至上，到上部时温度会降低，而冷空气从上部进入，可以使冷热交换效果更好。冷凝介质为水时其流通方向为从下至上，若从上至下流通，则不能完全将燃气通管包围，不能起到热交换的作用，而从下至上流通，所有的间隙都会充满水，一直到全部装满后才会从出水管流出。

本装置既可以水冷也可以风冷，因此应用范围较广。，如夏天空气温度本来就很高，所以可用深井水冷却，而冬天则可以用冷空气冷却。

4、冷箱罩与折流板：

在燃气和冷凝介质流通过程中，让上、下冷箱罩与上下封头之间充满氮气，冷箱罩在氮气的包围中其温度会变成冰冷状态。高温燃气进入下冷箱罩后即被进行预冷凝，其热量被吸收预交换，在此会有一部分气态生物油冷凝成液态生物油析出来；然后生物燃气会依次通过下通管、上通管、上冷箱罩，在每个阶段，高温燃气都会与冷凝介质进行热交换，气态的生物油也会被冷凝成液态生物油。由于下冷箱、下通管、上通管、上冷箱罩中各个阶段的燃气温度不同，冷凝介质温度也不同，在不同的燃气温度和不同的冷凝介质温度下，析出的生物油也会有所区别，丰富了生物油的种类与质量，提高了生物油获取的效率。

冷箱罩内部设有向下倾斜的折流板，用于增加燃气在冷箱罩内的流通路径，延长其在冷箱罩内的停留时间，以更好的降低燃气的温度，同时便于析出的生物油以自然状态流向集油口。

5、辅助筒组：

辅助筒组的数量主要依据生物质热解的方法和反应参数及产物目标而定，如果热解条件为温度较低、加热速率较高、气体停留时间较短，则主要产物为生物油，那么针对此工艺则可以采用三段式或是四段式；若热解条件为温度较高、热速率较低、气体停留时间较长，那么其产物主要为可燃气体，那么针对此工艺则可以采用两段式或是三段式。

实施例1：

参见图1–图5，干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置，包括上筒体11、中筒体13、下筒体12以及上温度传感器51、中温度传感器52、下温度传感器53，上封头15依次经上封板14、上筒体11、中筒体13、下筒体12、下封板16后与下封头17相连接，上筒体11、下筒体12的内部对应设置有上通管21、下通管22，且上通管21、下通管22相互连通成燃气通管2；所述上通管21的外壁与上筒体11的内壁之间形成有上冷腔31，下通管22的外壁与下筒体12的内壁之间形成有下冷腔32，上冷腔31的顶部设置有上冷凝口34，上冷腔31的底部经位于主筒体1外部的连通弯管33与下冷腔32的顶部相通，下冷腔32的底部设置有下冷凝口35，且上冷腔31、下冷腔32构成冷凝腔3；所述上温度传感器51的探针位于上通管21的内部，中温度传感器52的探针位于中筒体13的内部，下温度传感器53的探针位于下通管22的内部；

所述中筒体13包括斜腔板133以及相互平行的上腔板131、下腔板132，上腔板131、下腔板132的两端均与中筒体13的内壁相连接，中筒体13内壁上近上腔板131、中筒体13交接处的部位与斜腔板133的顶端相连接，中筒体13内壁上近下腔板132、中筒体13交接处的部位与斜腔板133的底端相连接，斜腔板133的中部设置有多个锥型通气台4，该锥型通气台4包括台侧部43以及相互平行的台顶部41、台底部42，台顶部41宽于台底部42，台顶部41、台底部42均为封闭结构，台侧部43上与斜腔板133相交接的部位开设有台侧进气口431，台侧部43上与台侧进气口431相对的部位开设有台侧出气口432，且上通管21依次经上腔板131、台侧出气口432、台侧进气口431、斜腔板133、下腔板132后与下通管22相通；

所述斜腔板133、下腔板132及中筒体13内壁所围成的上集油口9依次经上集油管91、水封罐X后与集油罐Y相通，下封头17底部上设置的下集油口10依次经下集油管101、水封罐X后与集油罐Y相通；

所述上冷凝口34经上气阀341与进气管342相通，进气管342上设置有气体流量计343，上冷凝口34经上水阀344与出水管345相通；所述下冷凝口35依次经下气阀351、出气管352后与引风机353相通，下冷凝口35经下水阀354与进水管355相通，进水管355上设置有水流量计356；

所述上封头15的内部设置有上冷箱罩6，上冷箱罩6的外壁与上封头15的内壁之间围成有上冷气腔61，该上冷气腔61与上封头15外壁上设置的上冷气口62相通，且燃气出口151依次经上冷箱罩6内部、上封板14后与燃气通管2的顶端相通；所述下封头17的内部设置有下冷箱罩7，下冷箱罩7的外壁与下封头17的内壁之间围成有下冷气腔71，该下冷气腔71与下封头17外壁上设置的下冷气口72相通，且燃气进口171依次经下冷箱罩7内部、下封板16后与燃气通管2的底端相通；所述上冷箱罩6、下冷箱罩7的内壁上设置有多个交错排列的折流板8，该折流板8的固定端81与上冷箱罩6或下冷箱罩7的内壁相连接，折流板8的悬空端82位于上冷箱罩6或下冷箱罩7的内部，且固定端81高于悬空端82。

一种上述干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置的使用方法，所述使用方法包括以下工艺：

生物质燃气流通工艺：生物质燃气先从燃气进口171进入，再依次通过下封头17、下封板16、下通管22、下腔板132、斜腔板133、台侧进气口431、台侧出气口432、上腔板131、上通管21、上封板14、上封头15后与燃气出口151相通；

冷凝介质流通工艺：在上述生物质燃气流通的同时，冷凝介质也进行流通，冷凝介质的流通途径为上冷凝口34、上冷腔31、连通弯管33、下冷腔32、下冷凝口35；当冷凝介质为气体时，其流向为由上冷凝口34向下冷凝口35流通；当冷凝介质为液体时，其流向为由下冷凝口35向上冷凝口34流通；

温度调控及生物油收集工艺：在上述生物质燃气和冷凝介质流通的过程中，先通过温度传感器5测得上通管21、下通管22、中筒体13内燃气的温度，再依据所测温度对冷凝介质在上冷腔31、连通弯管33、下冷腔32内的流量以及停留时间进行调整，调整后，再测上通管21、下通管22、中筒体13内燃气的温度，依次循环，直至将上通管21、下通管22内燃气的温度调控至不同的冷凝温度，以将生物质燃气中的各种气态生物油分组富集析出来，其中，上通管21中析出的生物油依次通过斜腔板133、上集油口9后流入上集油管91中，下通管22中析出的生物油依次通过下封头17、下集油口10后流入下集油管101中。

实际使用中，可根据需要增设辅助筒组A，该辅助筒组A包括相互连接的辅助上筒体A1与辅助中筒体A2，辅助上筒体A1与上筒体11结构一致，辅助中筒体A2与中筒体13结构一致，且上筒体11的顶部依次经上封板14、辅助筒组A后与上封头15相连接；所述辅助筒组A的数量至少为一个。

本工艺技术稳定可靠，效果好，设备加工容易， 操作简单，产品材质为不锈钢，使用寿命长，是生物质燃气生产中必备的产品。

Claims (8)

1.干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置，包括主筒体（1）、燃气通管（2）、冷凝腔（3）与温度传感器（5），所述主筒体（1）的顶部经上封板（14）与上封头（15）相连接，该上封头（15）上开设有燃气出口（151），主筒体（1）的底部经下封板（16）与下封头（17）相连接，该下封头（17）上开设有燃气进口（171），主筒体（1）的内部设置有多根相互平行的燃气通管（2），燃气通管（2）的顶端经上封板（14）后与上封头（15）相通，燃气通管（2）的底端经下封板（16）后与下封头（17）相通，燃气通管（2）的外壁与主筒体（1）的内壁之间形成有冷凝腔（3），且在主筒体（1）的外壁上设置有与燃气相通的温度传感器（5），其特征在于：

所述主筒体（1）包括上筒体（11）、中筒体（13）与下筒体（12），上封头（15）依次经上封板（14）、上筒体（11）、中筒体（13）、下筒体（12）、下封板（16）后与下封头（17）相连接，上筒体（11）、下筒体（12）的内部对应设置有上通管（21）、下通管（22），且上通管（21）、下通管（22）相互连通成燃气通管（2）；所述上通管（21）的外壁与上筒体（11）的内壁之间形成有上冷腔（31），下通管（22）的外壁与下筒体（12）的内壁之间形成有下冷腔（32），上冷腔（31）的顶部设置有上冷凝口（34），上冷腔（31）的底部经位于主筒体（1）外部的连通弯管（33）与下冷腔（32）的顶部相通，下冷腔（32）的底部设置有下冷凝口（35），且上冷腔（31）、下冷腔（32）构成冷凝腔（3）；

所述中筒体（13）包括斜腔板（133）以及相互平行的上腔板（131）、下腔板（132），上腔板（131）、下腔板（132）的两端均与中筒体（13）的内壁相连接，中筒体（13）内壁上近上腔板（131）、中筒体（13）交接处的部位与斜腔板（133）的顶端相连接，中筒体（13）内壁上近下腔板（132）、中筒体（13）交接处的部位与斜腔板（133）的底端相连接，斜腔板（133）的中部设置有多个锥型通气台（4），该锥型通气台（4）包括台侧部（43）以及相互平行的台顶部（41）、台底部（42），台顶部（41）宽于台底部（42），台顶部（41）、台底部（42）均为封闭结构，台侧部（43）上与斜腔板（133）相交接的部位开设有台侧进气口（431），台侧部（43）上与台侧进气口（431）相对的部位开设有台侧出气口（432），且上通管（21）依次经上腔板（131）、台侧出气口（432）、台侧进气口（431）、斜腔板（133）、下腔板（132）后与下通管（22）相通；

所述斜腔板（133）、下腔板（132）及中筒体（13）内壁所围成的上集油口（9）与上集油管（91）相通，所述下封头（17）底部上设置的下集油口（10）与下集油管（101）相通。

2.根据权利要求1所述的干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置，其特征在于：所述温度传感器（5）包括上温度传感器（51）、中温度传感器（52）与下温度传感器（53），上温度传感器（51）的探针位于上通管（21）的内部，中温度传感器（52）的探针位于中筒体（13）的内部，下温度传感器（53）的探针位于下通管（22）的内部。

3.根据权利要求1或2所述的干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置，其特征在于：

所述上冷凝口（34）经上气阀（341）与进气管（342）相通，进气管（342）上设置有气体流量计（343），上冷凝口（34）经上水阀（344）与出水管（345）相通；

所述下冷凝口（35）依次经下气阀（351）、出气管（352）后与引风机（353）相通，下冷凝口（35）经下水阀（354）与进水管（355）相通，进水管（355）上设置有水流量计（356）。

4.根据权利要求1或2所述的干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置，其特征在于：

所述上封头（15）的内部设置有上冷箱罩（6），上冷箱罩（6）的外壁与上封头（15）的内壁之间围成有上冷气腔（61），该上冷气腔（61）与上封头（15）外壁上设置的上冷气口（62）相通，且燃气出口（151）依次经上冷箱罩（6）内部、上封板（14）后与燃气通管（2）的顶端相通；

所述下封头（17）的内部设置有下冷箱罩（7），下冷箱罩（7）的外壁与下封头（17）的内壁之间围成有下冷气腔（71），该下冷气腔（71）与下封头（17）外壁上设置的下冷气口（72）相通，且燃气进口（171）依次经下冷箱罩（7）内部、下封板（16）后与燃气通管（2）的底端相通。

5.根据权利要求4所述的干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置，其特征在于：所述上冷箱罩（6）、下冷箱罩（7）的内壁上设置有多个交错排列的折流板（8），该折流板（8）的固定端（81）与上冷箱罩（6）或下冷箱罩（7）的内壁相连接，折流板（8）的悬空端（82）位于上冷箱罩（6）或下冷箱罩（7）的内部，且固定端（81）高于悬空端（82）。

6.根据权利要求1或2所述的干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置，其特征在于：

所述上集油管（91）的一端与上集油口（9）相通，另一端经水封罐（X）后与集油罐（Y）相通；

所述下集油管（101）的一端与下集油口（10）相通，另一端经水封罐（X）后与集油罐（Y）相通。

7.根据权利要求1或2所述的干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置，其特征在于：所述油气分离装置还包括辅助筒组（A），该辅助筒组（A）包括相互连接的辅助上筒体（A1）与辅助中筒体（A2），辅助上筒体（A1）与上筒体（11）结构一致，辅助中筒体（A2）与中筒体（13）结构一致，且上筒体（11）的顶部依次经上封板（14）、辅助筒组（A）后与上封头（15）相连接；所述辅助筒组（A）的数量至少为一个。

8.一种权利要求1所述的干湿一体化生物质燃气分级冷凝油气分离装置的使用方法，其特征在于所述使用方法包括以下工艺：

生物质燃气流通工艺：生物质燃气先从燃气进口（171）进入，再依次通过下封头（17）、下封板（16）、下通管（22）、下腔板（132）、斜腔板（133）、台侧进气口（431）、台侧出气口（432）、上腔板（131）、上通管（21）、上封板（14）、上封头（15）后与燃气出口（151）相通；

冷凝介质流通工艺：在上述生物质燃气流通的同时，冷凝介质也进行流通，冷凝介质的流通途径为上冷凝口（34）、上冷腔（31）、连通弯管（33）、下冷腔（32）、下冷凝口（35）；当冷凝介质为气体时，其流向为由上冷凝口（34）向下冷凝口（35）流通；当冷凝介质为液体时，其流向为由下冷凝口（35）向上冷凝口（34）流通；

温度调控及生物油收集工艺：在上述生物质燃气和冷凝介质流通的过程中，先通过温度传感器（5）测得上通管（21）、下通管（22）、中筒体（13）内燃气的温度，再依据所测温度对冷凝介质在上冷腔（31）、连通弯管（33）、下冷腔（32）内的流量与停留时间进行调整，调整后，再测上通管（21）、下通管（22）、中筒体（13）内燃气的温度，依次循环，直至将上通管（21）、下通管（22）内燃气的温度调控至不同的冷凝温度，以将生物质燃气中的各种气态生物油分组富集析出来，其中，上通管（21）中析出的生物油依次通过斜腔板（133）、上集油口（9）后流入上集油管（91）中，下通管（22）中析出的生物油依次通过下封头（17）、下集油口（10）后流入下集油管（101）中。