CN105861020B - 生物质热解气液化处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生物质热解液化技术领域，具体涉及一种生物质热解气液化处理系统，包括依次连接的气固分离系统、热解气冷凝器、气溶胶捕集系统。本发明中，热解气通过旋风分离器分离后，含有相当数量碳颗粒的热解气进入热解气净化器后，在热解气冷却前，对热解气中的微小颗粒炭进行有效分离，提高生物油品质。本发明系统整体结构紧凑简单，成本低廉，运行稳定性好，适合放大推广使用。

Description

生物质热解气液化处理系统
技术领域
本发明涉及生物质热解液化技术领域，具体涉及一种生物质热解气液化处理系统。
背景技术
目前生物质热解液化技术是指在中等热解温度(大约500℃)，较高的升温速率下，实现生物质的快速热解，热解气与碳粉通过旋风分离器进行分离，进入冷凝器，经过淬冷形成生物油。
由于目前一般采用旋风分离器分离热解气中的碳粉，但仅对10μm以下的碳颗粒有效，仍有大量微小碳颗粒混于热解气中，造成了冷凝后生物油流动性差、无法直接使用、深加工困难等问题。
同时碳颗粒和焦油等形成气溶胶，对不可冷凝气体后续风机、管道等设备产生阻塞腐蚀，影响设备正常使用，缩短寿命，同时为不可冷凝气体的直接使用造成困难以及排放产生严重环境污染。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种可实现生物质热解气净化、冷凝和气溶胶捕集功能的生物质热解气液化处理系统。
本发明采用如下技术方案：
一种生物质热解气液化处理系统，包括依次连接的气固分离系统、热解气冷凝器、气溶胶捕集系统，其中，气固分离系统可以在热解气冷却前，对热解气中的微小颗粒炭进行有效分离；热解气冷凝器用来将热解气液化；气溶胶捕集系统实现对含有气溶胶无法冷凝的气体净化，防止焦油等气溶胶对后续设备的使用和寿命产生影响。
所述气固分离系统包括旋风分离器，旋风分离器首先进行一级净化处理，旋风分离器连接热解气净化器，热解气净化器对微小颗粒进行处理。热解气净化器设有保温层，防止因温度过低造成热解气冷凝，热解气净化器分别设有热烟气入口、热烟气出口，热烟气入口、热烟气出口与保温层连接；保温层内设有多层挡板，挡板可增加热烟气滞留时间，提高能量利用效率。
所述热解气净化器内设有多组滤网和与滤网对应设置的多孔喷管，多孔喷管连接贫氧发生器，通过滤网对微小颗粒碳粉进行过滤，多孔喷管内采用惰性气体间接喷吹的方式去除吸附在滤网上的碳粉。
所述多孔喷管与贫氧发生器之间设有压缩机、脉冲电磁阀，增加气体压力。
所述热解气净化器下部一侧连接旋风分离器，底部设有闭风器。
所述热解气冷凝器包括冷却箱，冷却箱内充满冷却剂，通常采用铵盐溶液作为热解气冷却剂，螺旋冷凝管穿过冷却箱内部，螺旋冷凝管连接冷却箱下部的生物油收集箱，螺旋冷凝管长度可变，结构简单，冷却的生物油可及时排出，冷却效果好。
所述气溶胶捕集系统包括气溶胶捕集器，气溶胶捕集器内依次设有气体预分布层、填料吸附层和静电捕集层，所述静电捕集层设有多组阳极捕集板和电晕极，电晕极和外部接线端子连接。阳极捕集板和电晕极采用多组平行排列，采用静电捕集气溶胶的方式，增加捕集面积，提高捕集效率，产生的液滴经累积进入下方收集罐。
所述填料吸附层中设有颗粒状活性炭作为吸附剂，进行一级吸附过滤。
所述气体预分布层为设有多个孔的布风板，将气体均匀分布。
所述气溶胶捕集器出气端连接燃烧器，所述燃烧器的烟气送入气固分离系统，气溶胶捕集器中送出的不可冷凝气在燃烧器中燃烧产生高温烟气，高温烟气送入热解气净化器的保温层，提高能量利用效率，产生的气体无污染。
本发明的优点及有益效果为：
本发明中，热解气通过旋风分离器分离后，含有相当数量碳颗粒的热解气进入热解气净化器后，在热解气冷却前，对热解气中的微小颗粒炭进行有效分离，提高生物油品质；
经过滤得到洁净的热解气，进入螺旋管式冷凝器，进行淬冷，该方式不会对热解气流动产生阻力，在流动过程中不断冷凝，并通过下方出口进入生物油收集器，提高了生物油品质；
含有气溶胶的气体经一级填料吸附和二级静电捕集后，净化气体，防止焦油等气溶胶对后续设备的使用和寿命产生影响，相比传统处理方式，产生的不可冷凝气体中气溶胶含量明显减少。
同时采用洁净的热解气燃烧加热热解气净化器，防止热解气因温度过低而冷凝液化，提高了能量的利用率以及生物有产率，减少了气体排放保护环境。
本发明系统整体结构紧凑简单，成本低廉，运行稳定性好，适合放大推广使用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1-旋风分离器；2-热解气净化器；3-保温层；4-挡板；5-贫氧发生器；6-压缩机；7-脉冲电磁阀；8-热烟气出口；9-多孔喷管；10-不锈钢滤网；11-检修口；12-热烟气入口；13-闭风器；14-冷却箱；15-螺旋冷凝管；16-生物油收集箱；17-气溶胶捕集器；18-阳极捕集板；19-电晕极；20-填料吸附层；21-气体预分布层；22-接线端子，23-燃烧器。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种生物质热解气液化处理系统，包括气固分离系统、热解气冷凝器、气溶胶捕集系统。
所述气固分离系统设有旋风分离器1、热解气净化器2，热解气净化器2内设有保温层3，热烟气从热烟气入口12进入热解气净化器保温层3，从上方热烟气出口8排出，保温层3内部增设多层挡板4。热解气净化器2内部设有不锈钢滤网10、多孔喷管9，底部设有闭风器13，多孔喷管9连接外部贫氧发生器5、压缩机6、脉冲电磁阀7。所述热解气净化器2同时设有检修口11，方便对设备进行维修。
所述热解气冷凝器设有螺旋冷凝管15、冷却箱14、密封生物油收集箱16，冷却箱14内充满冷却剂，采用铵盐溶液作为热解气冷却剂。
所述气溶胶捕集器17内依次设有气体预分布层21、填料吸附层20和静电捕集层，静电捕集层设有阳极捕集板18、电晕极19，电晕极19连接外部接线端子22。
使用时，热解气经一级旋风分离器1分离，进入热解气净化器2，通过上方不锈钢滤网10，进行二级过滤，同时在净化器外层设有保温层3，采用不可冷凝气体燃烧产生的热烟气对热解气净化器2进行保温，防止热解气发生冷凝或二次裂解反应。采用贫氧发生器5、压缩机6、脉冲电磁阀7、多孔喷管9相组合，对粘附在不锈钢滤网10上的碳粉进行间歇式喷吹分离。
干净的热解气进入螺旋冷凝管15，在流动过程中，经冷却箱14中的铵盐溶液降温冷凝形成生物油，通过导管进入下方密封生物油收集箱16。
含有部分气溶胶的不可冷凝气体进入气溶胶捕集器17，首先气体经预分布板21进行均匀分布，经一级填料吸附层20吸收，经二级静电捕集层设有阳极捕集板18、电晕极19、接线端子22，进行静电吸附，从而达到气溶胶捕集净化不可冷凝气体的目的。部分洁净的不可冷凝气体经可控阀门进入燃烧器23燃烧或经压缩储存于储气罐。

Claims (6)

1.一种生物质热解气液化处理系统，其特征是，包括依次连接的气固分离系统、热解气冷凝器、气溶胶捕集系统，
所述气固分离系统包括旋风分离器，旋风分离器连接热解气净化器，热解气净化器设有保温层，热解气净化器分别设有热烟气入口、热烟气出口，热烟气入口、热烟气出口与保温层连接，保温层内设有多层挡板，
所述热解气冷凝器包括冷却箱，冷却箱内充满冷却剂，螺旋冷凝管穿过冷却箱内部，螺旋冷凝管连接冷却箱下部的生物油收集箱，
所述气溶胶捕集系统包括气溶胶捕集器，气溶胶捕集器内依次设有气体预分布层、填料吸附层和静电捕集层，所述静电捕集层设有多组阳极捕集板和电晕极，电晕极和外部接线端子连接，所述气溶胶捕集器出气端连接燃烧器，所述燃烧器的烟气送入气固分离系统。
2.根据权利要求1所述的生物质热解气液化处理系统，其特征是，所述热解气净化器内设有多组滤网和与滤网对应设置的多孔喷管，多孔喷管连接贫氧发生器。
3.根据权利要求2所述的生物质热解气液化处理系统，其特征是，所述多孔喷管与贫氧发生器之间设有压缩机、脉冲电磁阀。
4.根据权利要求1所述的生物质热解气液化处理系统，其特征是，所述热解气净化器下部一侧连接旋风分离器，底部设有闭风器。
5.根据权利要求1所述的生物质热解气液化处理系统，其特征是，所述填料吸附层中设有颗粒状活性炭。
6.根据权利要求1所述的生物质热解气液化处理系统，其特征是，所述气体预分布层为设有多个孔的布风板。
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