CN105925320A - 一种适用于气化气中焦油的分离回收系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于气化气中焦油的分离回收系统及方法，属于煤气化及生物质气化相关技术设备领域。分离回收系统主要包括依次连通的冷却机构、输送单元和分离机构；所述分离机构具有外壳，外壳内部具有多根竖向设置的混合管；所述混合管从外向内依次为外层管、中间管和内层管；外层管、中间管和内层管的顶部平齐，且中间管和内层管的顶部封闭，外层管与中间管之间的内腔与输送单元相连通；其中，冷却机构将气化气中的焦油冷却成固液混合物，固液混合物经输送单元进入混合管中进行渗透分离。本发明通过设计全新的结构，可以令气化气中的焦油进行冷却、泵送和分离，极大的降低了分离焦油的成本。

Description

一种适用于气化气中焦油的分离回收系统及方法

技术领域

本发明涉及煤气化及生物质气化相关技术设备领域，具体的说，是涉及一种适用于气化气中焦油的分离回收系统及方法。

背景技术

焦油是煤或生物质在气化反应过程的产物，它伴随着气化气而存在，基本分为重质焦油和轻质焦油，其成分复杂，微溶于水，溶于苯、乙醇、乙醚、氯仿、丙酮等多数有机溶剂。焦油在高温下可以发生裂解，与气化气一起呈气体状态，但在低于200℃的情况下，就可以凝结为液体，成为黑色粘稠油状物，影响气化设备稳定和安全运行，造成能量浪费，降低气化效率。

焦油成分中的多核芳香族在气化气的净化及燃烧过程中存在一定量的析出，对环境及人类健康构成严重危害。

对气化气中焦油采取适宜的处理方法，降低焦油在气化气中的组分，提高气化气质量，是生物质气化技术的一个重要研究课题。

目前，气化气中焦油的处理方法有物理法和化学法。物理法有旋风分离、湿式净化、干式净化等。化学法有化学高温热解转化和化学催化裂解转化等。目前，国内气化工程采用较多的是物理方法中的多级湿法联合。

高温气化气常见的冷却净化过程为：物料经气化工艺后产出高温气化气，如果需要净化处理，则高温气化气需要冷却净化，冷却净化通常情况下采用的工艺是喷淋水洗+电捕焦油器，使用电捕焦油器对处理的气的氧含量有严格的要求，通常情况下不能大于2％，以防止在电捕焦油器内爆炸。而气化气中一般都含有一定量的焦油，在水洗和电捕焦油器的双作用下可以除去95％以上，但去除下来的焦油通常附着于灰上，如果加以利用还需要进行后续的分离工序。

现有技术的不足之处在于：焦油废水造成二次污染；大量焦油不能利用，造成能源损失；去除下来的焦油通常附着于灰上，如果加以利用需要经过多级分离工序，回收及循环设备庞大。

因此，有必要设计一种新的焦油回收系统，来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种适用于气化气中焦油的分离回收系统及方法。本发明通过设计全新的结构，可以令气化气中的焦油进行冷却、泵送和分离。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于气化气中焦油的分离回收系统，包括：

冷却机构；

冷却机构与输送单元和分离机构依次连通；

所述分离机构具有外壳，外壳内部具有多根竖向设置的混合管；

所述混合管从外向内依次为外层管、中间管和内层管；

外层管、中间管和内层管的顶部平齐，且中间管和内层管的顶部封闭，外层管与中间管之间的内腔与输送单元相连通；

其中，冷却机构将气化气中的焦油冷却成固液混合物，固液混合物经输送单元进入混合管中进行渗透分离。

优选的，所述输送单元为高压泵。

优选的，所述冷却机构包括冷却壁，冷却壁的下方设置有混合收集器，混合收集器与输送单元相连通。

优选的，所述外壳的顶部具有混合管接头，外层管与中间管形成的内腔与所述混合管相连通。

优选的，每根混合管中，外层管、中间管和内层管的长度依次增大；

所述外壳的底部具有至少三个收集仓，外层管、中间管和内层管分别与一个收集仓相连通。

优选的，所述中间管的内壁上安装有压力传感器。

优选的，所述内层管的内壁上安装有液位传感器。

优选的，所述外层管为不锈钢管，中间管为亲水纳米陶瓷纤维管，内层管为憎水纳米陶瓷纤维管。

优选的，所述冷却壁的外表面具有憎水涂层。

在提供上述结构方案的同时，本发明还提供了一种应用上述分离回收系统进行焦油分离回收的方法，步骤如下：

A、冷却机构启动，含有焦油的气化气冲接触冷却机构，则焦油降温成为固液混合物；

B、固液混合物经输送单元输送至混合管；

C、固液混合物在混合管内渗透分离；

D、收集分离产物。

本发明的有益效果是:

(1)通过冷却装置将焦油降温形成固液混合物，然后利用现有材质制成的混合管进行渗透分离，使混合物中的灰分、水和焦油得以分离，便于对焦油进行后续回收利用。

(2)装置整体结构简单，造价成本低廉，能够极大的降低焦油回收成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中分离机构的俯视图；

其中，1、气化气通道，2、冷却机构，3、混合收集器，4、输送单元，5、混合管接头，6、封闭堵板，7、外壳，8、混合管，9、第一收集仓，10、第二收集仓，11、第三收集仓，12、外层管，13、中间管，14、内层管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行详细说明。

实施例1：一种适用于气化气中焦油的分离回收系统，其结构如图1和图2所示，包括：

依次连通的冷却机构2、输送单元4和分离机构。

所述冷却机构2包括冷却壁，冷却壁的下方设置有混合收集器3，混合收集器3与输送单元4相连通。所述混合收集器3，与气化气通道1相连通，冷却机构2位于气化气通道1之间。作为较佳的选择，可以令气化气通道1的左侧为高温气化气通道，右侧为低温气化气通道。

根据不同的需要，所述输送单元4可以选择为高压泵，或其他浓浆泵送装置。

分离机构主要包括外壳7，外壳7的顶部与混合管接头5密闭连接，外壳7的底部自上之下依次与第一收集仓9、第二收集仓10和第三收集仓11密闭连接。

外壳内具有多根竖直设置的混合管8及用于固定混合管8的骨架，每根混合管8的结构相同。混合管8从外之内依次为外层管12、中间管13和内层管14，外层管12、中间管13和内层管14的长度依次增大；所述外层管12与中间管13之间的空腔与第一收集仓9相连通，中间管13与内层管14所形成的空腔与第二收集仓10相连通，内层管14的内腔与第三收集仓11相连通。

作为另一种结构，外层管12、中间管13和内层管14的整体长度也可以相同，然后只在底部收集时独立收集透析物。

值得注意的是，所述中间管13和内层管14的顶部被封闭堵板6封闭，这样的结构可以仅使外层管12与中间管13的内腔与混合管接头5相连通。

为了便于监测，在中间管13的内壁上安装有压力传感器，还在内层管14的内壁上安装有液位传感器，内层管14的内部具有机械收取装置。

三个的管体的材质，具体为：外层管12为不锈钢管，中间管13为亲水纳米陶瓷纤维管，内层管14为憎水纳米陶瓷纤维管。

冷却机构2的主要作用是将高温气化气急降到水冷凝和焦油析出的温度，所采用的设备表面材料为憎水陶瓷材质，飞灰、焦油随冷凝水落入下方的混合收集器3中。

实施例2：一种应用实施例1所述的分离回收系统进行气化气中焦油分离回收的方法，主要步骤如下：

A、冷却机构2启动，冷却壁降温，含有焦油的气化气冲接触冷却壁，则焦油降温成为固液混合物，落入混合收集器3；

B、固液混合物从混合收集器3的出料口经输送单元4输送至混合管接头5，然后进入外层管12与中间管13(中间管13也可称为水与焦油透析层)之间的空腔；在与中间管13不同压差的作用下，固液混合物向中间管13与内层管14(内层管14也可称为焦油透析呼吸层)所形成的空腔透析水和焦油，则灰分就留在了外层管12与中间管13之间，然后落入第一收集仓9；随后采用高压吹气排出；

C、在内层管14的作用下，水和焦油的混合物达到一定压力时，焦油开始大量透过内层管14的外表面进入内层管14的内部，从而实现焦油与水的分离，然后流入第二收集仓10；与之同时，根据水压定时将第二收集仓10内的水通过泵进行外排；

D、焦油顺着内层管14的内壁，向下流动至第三收集仓11，收集过程中通过液位传感器实时获知焦油的体积，最终实现焦油的捕集。

本发明中，通过三个不同材质的渗透管，来利用每一层的材料特性及物质通过率来透析分离混合物，

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种适用于气化气中焦油的分离回收系统，其特征在于，包括：

冷却机构；

冷却机构与输送单元和分离机构依次连通；

所述分离机构具有外壳，外壳内部具有多根竖向设置的混合管；

所述混合管从外向内依次为外层管、中间管和内层管；

外层管、中间管和内层管的顶部平齐，且中间管和内层管的顶部封闭，外层管与中间管之间的内腔与输送单元相连通；

其中，冷却机构将气化气中的焦油冷却成固液混合物，固液混合物经输送单元进入混合管中进行渗透分离。

2.根据权利要求1所述的分离回收系统，其特征在于，所述输送单元为高压泵。

3.根据权利要求1所述的分离回收系统，其特征在于，所述冷却机构包括冷却壁，冷却壁的下方设置有混合收集器，混合收集器与输送单元相连通。

4.根据权利要求1所述的分离回收系统，其特征在于，所述外壳的顶部具有混合管接头，外层管与中间管形成的内腔与所述混合管相连通。

5.根据权利要求1所述的分离回收系统，其特征在于，每根混合管中，外层管、中间管和内层管的长度依次增大；

所述外壳的底部具有至少三个收集仓，外层管、中间管和内层管分别与一个收集仓相连通。

6.根据权利要求1所述的分离回收系统，其特征在于，所述中间管的内壁上安装有压力传感器。

7.根据权利要求1所述的分离回收系统，其特征在于，所述内层管的内壁上安装有液位传感器。

8.根据权利要求1所述的分离回收系统，其特征在于，所述外层管为不锈钢管，中间管为亲水纳米陶瓷纤维管，内层管为憎水纳米陶瓷纤维管。

9.根据权利要求3所述的分离回收系统，其特征在于，所述冷却壁的外表面具有憎水涂层。

10.一种应用权利要求1-9任一项所述的分离回收系统进行焦油分离回收的方法，其特征在于，步骤如下：

A、冷却机构启动，含有焦油的气化气冲接触冷却机构，则焦油降温成为固液混合物；

B、固液混合物经输送单元输送至混合管；

C、固液混合物在混合管内渗透分离；

D、收集分离产物。