CN106345224A - 生物质气体提纯尾气的净化装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质气体提纯尾气的净化装置,包括:两个并联的吸附热解器,分别为第一吸附热解器和第二吸附热解器,交替进行吸附‑脱附热解工作,所述吸附热解器为一个管状结构,吸附热解器内纵向贯穿有若干根空心管,所述空心管与管状结构之间形成吸附腔体;燃烧器,所述燃烧器内设置有具有稳焰燃烧功能的整体式填料,所述燃烧器还连接有风机;本发明将有机组分吸附净化处理与部分原料气掺混燃烧进行了有机结合,可根据原料气组成状况进行最优方式下的运行;将催化氧化与燃烧处理进行了有机结合,保证了在较低浓度下的高效氧化处理;将吸附气体再生脱附与气态热解进行了有机结合,提高了对吸附有机组分气体的再生品质及燃烧处理效果。
Description
技术领域
本发明属于气体净化技术领域,特别涉及一种生物质气体提纯尾气的净化装置及其方法。
背景技术
将垃圾填埋气、沼气等生物质气体提纯成生物甲烷,作为车用压缩天然气或城市管道天然气加以利用,是一种高效的生物质气体资源化利用方式。在生物质气体提纯处理中,主要采用的提纯技术包括有机胺吸收、变压吸附、高压水吸收、膜分离等方法,其共性原理是基于对甲烷与二氧化碳组分进行分离,以获得在产品气中的高浓度甲烷。
由于上述技术属于分离技术,因此在生物质气体提纯过程中会产生以二氧化碳为主要成分的排放气释放到大气环境中,与此同时也会少量的甲烷以及生物质气体中的挥发性有机物(VOCs)一并随着排放气散逸到大气环境中,不仅带来爆炸隐患,也造成挥发性有机物环境污染。上述问题尤其在变压吸附、高压水吸收、膜分离提纯中表现突出,而目前生物质气体提纯技术实际应用中还没有相应的净化技术,导致在生产过程中的二次污染排放问题较为突出。从技术角度分析,生物质气体提纯尾气的特点是二氧化碳和水蒸气含量高,其中二氧化碳含量可高达80%-90,水蒸气高达5%-10%,这种气体氛围给净化其中的少量甲烷(含量在0.5%~12%)以及VOCs(含量在数千~数万mg/m3)带来了困难。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题,本发明提供一种生物质气体提纯尾气的净化装置及其方法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种生物质气体提纯尾气的净化装置,包括:
两个并联的吸附热解器,分别为第一吸附热解器和第二吸附热解器,交替进行吸附-脱附热解工作,所述吸附热解器为一个管状结构,吸附热解器内纵向贯穿有若干根空心管,所述空心管与管状结构之间形成吸附腔体;
燃烧器,所述燃烧器内设置有具有稳焰燃烧功能的整体式填料,所述燃烧器还连接有风机;
其中,两个吸附热解器中吸附腔体的顶端通过管道接原料气进气管,两个吸附热解器中吸附腔体的底部通过阀门切换连接排放气管或燃烧器,所述燃烧器的底部通过管道分别接原料气进气管和吸附热解器的吸附腔体,所述燃烧器的顶部通过排烟管分别与两个吸附热解器内的空心管的底部接通,所述空心管的顶部通过管道接排放气管;两个吸附热解器的吸附腔体内均填充有填充物,所述填充物包括吸附材料和热解催化材料,且所述吸附材料在吸附腔体内位于热解催化材料的顶上,即气体流动的上游。
所述原料气进气管与第一吸附热解器的吸附腔体之间的管道上设置有第一阀门,第一吸附热解器的吸附腔体的出气总管上设置有第五阀门,进而通过两个阀门将出气总管分为两路,其中与排放气管之间的管道上设置有第九阀门,第一吸附热解器的吸附腔体与燃烧器之间的管道上设置有第十一阀门,燃烧器的排烟管与第一吸附热解器的空心管之间的管道上设置有第七阀门,第一吸附热解器的空心管与排放气管之间的管道上设置有第三阀门,所述原料气进气管与第二吸附热解器的吸附腔体之间的管道上设置有第二阀门,第二吸附热解器的吸附腔体的出气总管上设置有第六阀门,进而通过两个阀门将出气总管分为两路,其中与排放气管之间的管道上设置有第十阀门,第二吸附热解器的吸附腔体与燃烧器之间的管道上设置有第十二阀门,燃烧器的排烟管与第二吸附热解器的空心管之间的管道上设置有第八阀门,第二吸附热解器的空心管与排放气管之间的管道上设置有第四阀门。
所述原料气进气管与燃烧器之间的管道上设置有流量传感器F,两个吸附热解器的吸附腔体与燃烧器之间的管道上设置有流量传感器FT,所述原料气进气管与燃烧器之间的管道上设置有流量调节阀,所述流量传感器F和流量传感器FT分别通过信号线连接流量调节阀和风机。
所述吸附材料包括活性炭颗粒和活性炭纤维中的一种或两种的混合物;所述热解催化材料为含有Na、K、Ca中的任意一种碱金属氧化物与Co、Mo、Ni、Cu中的任意一种过渡金属氧化物的混合物,其中碱金属氧化物与过渡金属氧化物的摩尔比范围为0.25:1~2.8:1。
所述燃烧器自下而上分别为气体混合段、点火段和整体式填料段,所述气体混合段分别接原料气进气管、两个吸附热解器的吸附腔体和风机鼓入的空气,再生热解气、原料气与空气分别通过三根管道从燃烧器空腔的下部进入,三股气流在燃烧器内由下向上流动,分别流经气体混合段、点火段和整体式填料段,气体混合段为中空结构或设置气流扰动板增加气体混合强度,所述点火段内设置有点火电极,所述整体式填料段中填充有整体式填料,整体式填料为蜂窝陶瓷、金属蜂窝、金属丝网或波纹板填料,并在整体式填料表面涂覆氧化型催化剂;所述氧化型催化剂可以是Pt/γ-Al2O3、Pd/γ-Al2O3贵金属型催化剂,其中贵金属占γ-Al2O3的质量含量为0.1~0.8%,也可以是含有Ce、Zr、Cu、Fe等元素的钙钛矿结构(ABO3结构,A元素和B元素为上述元素中的一种)催化剂。
再生热解气流入燃烧器内,与部分原料气以及风机鼓入的空气混合后被点燃,并且在由表面涂覆了氧化型催化剂(含贵金属Pt、Pd等贵金属氧化物或钙钛矿型催化剂等)的整体式填料(蜂窝陶瓷、金属蜂窝、金属丝网或波纹板等)上进行稳焰型燃烧,也就是该区域能够形成稳定的氧化放热过程。
一种生物质气体提纯尾气的净化方法,所述方法包括:
第一工作状态:第一吸附热解器处于吸附状态,第二吸附热解器处于再生热解状态,此时,开启第一阀门、第五阀门、第九阀门、第四阀门、第六阀门、第八阀门和第十二阀门,其余阀门呈闭合状态,则原料气进入进气管后分为两路,其中一路原料气通过第一阀门进入第一吸附热解器的吸附腔体,经过填充物部分有机物质被吸附,剩余气体通过第五阀门和第九阀门排向排放气管,另一路原料气经过流量调节阀控制设定的流量直接进入燃烧器,经过燃烧器的高温气体再经过第八阀门进入第二吸附热解器的空心管内,在高温气体的作用下,位于第二吸附热解器吸附腔体内被吸附的气体再生出来,再生气体经过第六阀门和第十二阀门进入燃烧器也成为高温气体经过第八阀门进入第二吸附热解器的空心管内,第二吸附热解器的空心管内的气体经过第四阀门再排向排放气管,经过第一吸附热解器吸附净化后的气体与第二吸附热解器中再生热解出来并进一步经过燃烧器燃烧净化后的气体在通向排放气管的途中混合,再一同排出;
第二工作状态:第一吸附热解器处于再生热解状态,第二吸附热解器处于吸附状态,此时,开启第二阀门、第六阀门、第十阀门、第三阀门、第五阀门、第七阀门和第十一阀门,其余阀门呈闭合状态,则原料气进入进气管后分为两路,其中一路通过第二阀门进入第二吸附热解器的吸附腔体,经过填充物部分有机物质被吸附,剩余气体通过第六阀门和第十阀门排向排放气管,另一路经过流量调节阀控制设定的流量直接进入燃烧器,经过燃烧器的高温气体再经过第七阀门进入第一吸附热解器的空心管内,在高温气体的作用下,位于第一吸附热解器吸附腔体内被吸附的气体再生出来,再生气体经过第五阀门和第十一阀门进入燃烧器也成为高温气体经过第七阀门进入第一吸附热解器的空心管内,
第一吸附热解器的空心管内的气体经过第三阀门再排向排放气管,经过第二吸附热解器中吸附净化后的气体与第一吸附热解器中再生热解出来并进一步经过燃烧器燃烧净化后的气体在通向排放气管的途中混合,再一同排出。
原料气进入进气管后分为两路,其中一路通过第一阀门和第二阀门的切换进入第一吸附热解器的吸附腔体或第二吸附热解器的吸附腔体,另一路经过流量调节阀控制设定的流量直接进入燃烧器,经过燃烧器的高温气体再经过第七阀门和第八阀门的切换进入第一吸附热解器的空心管或第二吸附热解器的空心管内。
两个吸附热解器周期性工作,包括吸附状态和再生热解状态,其中一个处于吸附状态,则另一个处于再生热解状态;所述吸附状态为原料气进入吸附腔体内,原料气中的有机组分被吸附在吸附材料上,完成对原料气的吸附净化处理;所述再生热解状态为经过燃烧器的高温气体进入空心管,在高温气体传热的作用下,吸附在吸附材料的有机组分被再生出来,并向燃烧器流动,流动过程中,在具有更高温度的热解催化剂的作用下发生热解反应,生成小分子有机组分,且发生水煤气反应,提高再生气的热值,从而使再生气的燃烧性能得到显著改善。
所述燃烧器自下而上分别为气体混合段、点火段和整体式填料段,所述气体混合段分别接原料气进气管、两个吸附热解器的吸附腔体和风机鼓入的空气,再生热解气、原料气与空气分别通过三根管道从燃烧器空腔的下部进入,三股气流在燃烧器内由下向上流动,分别流经气体混合段、点火段和整体式填料段,气体混合段为中空结构或设置气流扰动板增加气体混合强度,所述点火段内设置有点火电极,所述整体式填料段中填充有整体式填料,整体式填料为蜂窝陶瓷、金属蜂窝、金属丝网或波纹板填料,并在整体式填料表面涂覆氧化型催化剂;所述氧化型催化剂可以是Pt/γ-Al2O3、Pd/γ-Al2O3贵金属型催化剂,其中贵金属占γ-Al2O3的质量含量为0.1~0.8%,也可以是含有Ce、Zr、Cu、Fe等元素的钙钛矿结构(ABO3结构,A元素和B元素为上述元素中的一种)催化剂。
再生热解气流入燃烧器内,与部分原料气以及风机鼓入的空气混合后被点燃,并且在由表面涂覆了氧化型催化剂(含贵金属Pt、Pd等贵金属氧化物或钙钛矿型催化剂等)的整体式填料(蜂窝陶瓷、金属蜂窝、金属丝网或波纹板等)上进行稳焰型燃烧,也就是该区域能够形成稳定的氧化放热过程;风机的鼓风量由流量传感器FT及流量传感器F所测量的再生气体气量和直接进入燃烧器的部分原料气的气量联合反馈控制。
由燃烧器燃烧产生的高温气体,通过阀门和阀门的切换,进入处于再生热解状态的吸附热解器,高温气体在吸附热解器完成加热再生热解后,流出该吸附热解器,并与经过吸附状态的吸附热解器排出的气体混合,自排放气管以排放气排出。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
本发明将有机组分吸附净化处理与部分原料气掺混燃烧进行了有机结合,可根据原料气组成状况进行最优方式下的运行;将催化氧化与燃烧处理进行了有机结合,保证了在较低浓度下的高效氧化处理;将吸附气体再生脱附与气态热解进行了有机结合,提高了对吸附有机组分气体的再生品质及燃烧处理效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
其中:1-第一阀门,2-第二阀门,3-第三阀门,4-第四阀门,5-第五阀门,6-第六阀门,7-第七阀门,8-第八阀门,9-第九阀门,10-第十阀门,11-第十一阀门,12-第十二阀门,13-第一吸附热解器,14-第二吸附热解器,15-填充物,16-燃烧器,17-整体式填料,18-风机,19-流量调节阀,20-原料气进气管,21-排放气管。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示,一种生物质气体提纯尾气的净化装置,包括:
两个并联的吸附热解器,分别为第一吸附热解器13和第二吸附热解器14,交替进行吸附-脱附热解工作,所述吸附热解器为一个管状结构,吸附热解器内纵向贯穿有若干根空心管,所述空心管与管状结构之间形成吸附腔体;
燃烧器16,所述燃烧器16内设置有具有稳焰燃烧功能的整体式填料17,所述燃烧器16还连接有风机18;
其中,两个吸附热解器中吸附腔体的顶端通过管道接原料气进气管20,两个吸附热解器中吸附腔体的底部通过阀门切换连接排放气管21或燃烧器16,所述燃烧器16的底部通过管道分别接原料气进气管20和吸附热解器的吸附腔体,所述燃烧器16的顶部通过排烟管分别与两个吸附热解器内的空心管的底部接通,所述空心管的顶部通过管道接排放气管21;两个吸附热解器的吸附腔体内均填充有填充物15,所述填充物15包括吸附材料和热解催化材料,且所述吸附材料在吸附腔体内位于热解催化材料的顶上,即气体流动的上游。
所述原料气进气管20与第一吸附热解器13的吸附腔体之间的管道上设置有第一阀门1,第一吸附热解器13的吸附腔体的出气总管上设置有第五阀门5,进而通过两个阀门将出气总管分为两路,其中与排放气管21之间的管道上设置有第九阀门9,第一吸附热解器13的吸附腔体与燃烧器之间的管道上设置有第十一阀门11,燃烧器16的排烟管与第一吸附热解器13的空心管之间的管道上设置有第七阀门7,第一吸附热解器13的空心管与排放气管21之间的管道上设置有第三阀门3,所述原料气进气管20与第二吸附热解器14的吸附腔体之间的管道上设置有第二阀门2,第二吸附热解器14的吸附腔体的出气总管上设置有第六阀门6,进而通过两个阀门将出气总管分为两路,其中与排放气管21之间的管道上设置有第十阀门10,第二吸附热解器14的吸附腔体与燃烧器16之间的管道上设置有第十二阀门12,燃烧器的排烟管与第二吸附热解器14的空心管之间的管道上设置有第八阀门8,第二吸附热解器14的空心管与排放气管21之间的管道上设置有第四阀门4。
所述原料气进气管20与燃烧器16之间的管道上设置有流量传感器F,两个吸附热解器的吸附腔体与燃烧器16之间的管道上设置有流量传感器FT,所述原料气进气管20与燃烧器21之间的管道上设置有流量调节阀19,所述流量传感器F和流量传感器FT分别通过信号线反馈控制流量调节阀19和风机18。
所述吸附材料包括活性炭颗粒和活性炭纤维中的一种或两种的混合物;所述热解催化材料为含有Na、K、Ca中的任意一种碱金属氧化物与Co、Mo、Ni、Cu中的任意一种过渡金属氧化物的混合物,其中碱金属氧化物与过渡金属氧化物的摩尔比范围为0.25:1~2.8:1。
所述燃烧器16自下而上分别为气体混合段、点火段和整体式填料段,所述气体混合段分别接原料气进气管21、两个吸附热解器的吸附腔体和风机18鼓入的空气,再生热解气、原料气与空气分别通过三根管道从燃烧器16空腔的下部进入,三股气流在燃烧器16内由下向上流动,分别流经气体混合段、点火段和整体式填料段,气体混合段为中空结构或设置气流扰动板增加气体混合强度,所述点火段内设置有点火电极,所述整体式填料段中填充有整体式填料17,整体式填料17为蜂窝陶瓷、金属蜂窝、金属丝网或波纹板填料,并在整体式填料17表面涂覆氧化型催化剂;所述氧化型催化剂可以是Pt/γ-Al2O3、Pd/γ-Al2O3贵金属型催化剂,其中贵金属占γ-Al2O3的质量含量为0.1~0.8%,也可以是含有Ce、Zr、Cu、Fe等元素的钙钛矿结构(ABO3结构,A元素和B元素为上述元素中的一种)催化剂。
再生热解气流入燃烧器16内,与部分原料气以及风机18鼓入的空气混合后被点燃,并且在由表面涂覆了氧化型催化剂(含贵金属Pt、Pd等贵金属氧化物或钙钛矿型催化剂等)的整体式填料(蜂窝陶瓷、金属蜂窝、金属丝网或波纹板等)上进行稳焰型燃烧,也就是该区域能够形成稳定的氧化放热过程。
一种生物质气体提纯尾气的净化方法,所述方法包括:
第一工作状态:第一吸附热解器13处于吸附状态,第二吸附热解器14处于再生热解状态,此时,开启第一阀门1、第五阀门5、第九阀门9、第四阀门4、第六阀门6、第八阀门8和第十二阀门12,其余阀门呈闭合状态,则原料气进入进气管后分为两路,其中一路原料气通过第一阀门1进入第一吸附热解器13的吸附腔体,经过填充物部分有机物质被吸附,剩余气体通过第五阀门5和第九阀门9排向排放气管21,另一路原料气经过流量调节阀19控制设定的流量直接进入燃烧器16,经过燃烧器16的高温气体再经过第八阀门8进入第二吸附热解器的14空心管内,在高温气体的作用下,位于第二吸附热解器14吸附腔体内被吸附的气体再生出来,再生气体经过第六阀门6和第十二阀12门进入燃烧器16也成为高温气体经过第八阀门8进入第二吸附热解器14的空心管内,第二吸附热解器14的空心管内的气体经过第四阀门4再排向排放气管21,经过第一吸附热解器13吸附净化后的气体与第二吸附热解器14中再生热解出来并进一步经过燃烧器16燃烧净化后的气体在通向排放气管21的途中混合,再一同排出;
第二工作状态:第一吸附热解器13处于再生热解状态,第二吸附热解器14处于吸附状态,此时,开启第二阀门2、第六阀门6、第十阀门10、第三阀门3、第五阀门5、第七阀门7和第十一阀门11,其余阀门呈闭合状态,则原料气进入进气管后分为两路,其中一路通过第二阀门2进入第二吸附热解器14的吸附腔体,经过填充物部分有机物质被吸附,剩余气体通过第六阀门6和第十阀门10排向排放气管21,另一路经过流量调节阀19控制设定的流量直接进入燃烧器16,经过燃烧器16的高温气体再经过第七阀门7进入第一吸附热解器13的空心管内,在高温气体的作用下,位于第一吸附热解器13吸附腔体内被吸附的气体再生出来,再生气体经过第五阀门5和第十一阀门11进入燃烧器16也成为高温气体经过第七阀门7进入第一吸附热解器13的空心管内,
第一吸附热解器13的空心管内的气体经过第三阀门3再排向排放气管21,经过第二吸附热解器14中吸附净化后的气体与第一吸附热解器13中再生热解出来并进一步经过燃烧器16燃烧净化后的气体在通向排放气管21的途中混合,再一同排出。
原料气进入进气管后分为两路,其中一路通过第一阀门1和第二阀门2的切换进入第一吸附热解器13的吸附腔体或第二吸附热解器14的吸附腔体,另一路经过流量调节阀19控制设定的流量直接进入燃烧器16,经过燃烧器16的高温气体再经过第七阀门7和第八阀门8的切换进入第一吸附热解器13的空心管或第二吸附热解器14的空心管内。
两个吸附热解器周期性工作,包括吸附状态和再生热解状态,其中一个处于吸附状态,则另一个处于再生热解状态;所述吸附状态为原料气进入吸附腔体内,原料气中的有机组分被吸附在吸附材料上,完成对原料气的吸附净化处理;所述再生热解状态为经过燃烧器的高温气体进入空心管,在高温气体传热的作用下,吸附在吸附材料的有机组分被再生出来,并向燃烧器流动,流动过程中,在具有更高温度的热解催化剂的作用下发生热解反应,生成小分子有机组分,且发生水煤气反应,提高再生气的热值,从而使再生气的燃烧性能得到显著改善。
所述燃烧器16自下而上分别为气体混合段、点火段和整体式填料段,所述气体混合段分别接原料气进气管、两个吸附热解器的吸附腔体和风机18鼓入的空气,再生热解气、原料气与空气分别通过三根管道从燃烧器空腔的下部进入,三股气流在燃烧器内由下向上流动,分别流经气体混合段、点火段和整体式填料段,气体混合段为中空结构或设置气流扰动板增加气体混合强度,所述点火段内设置有点火电极,所述整体式填料段中填充有整体式填料,整体式填料为蜂窝陶瓷、金属蜂窝、金属丝网或波纹板填料,并在整体式填料表面涂覆氧化型催化剂;所述氧化型催化剂可以是Pt/γ-Al2O3、Pd/γ-Al2O3贵金属型催化剂,其中贵金属占γ-Al2O3的质量含量为0.1~0.8%,也可以是含有Ce、Zr、Cu、Fe等元素的钙钛矿结构(ABO3结构,A元素和B元素为上述元素中的一种)催化剂。
再生热解气流入燃烧器内,与部分原料气以及风机鼓入的空气混合后被点燃,并且在由表面涂覆了氧化型催化剂(含贵金属Pt、Pd等贵金属氧化物或钙钛矿型催化剂等)的整体式填料(蜂窝陶瓷、金属蜂窝、金属丝网或波纹板等)上进行稳焰型燃烧,也就是该区域能够形成稳定的氧化放热过程;风机的鼓风量由流量传感器FT及流量传感器F所测量的再生气体气量和直接进入燃烧器的部分原料气的气量联合反馈控制。
由燃烧器16燃烧产生的高温气体,通过阀门和阀门的切换,进入处于再生热解状态的吸附热解器,高温气体在吸附热解器完成加热再生热解后,流出该吸附热解器,并与经过吸附状态的吸附热解器排出的气体混合,自排放气管以排放气排出。
本发明中在吸附热解器吸附时,原料气中的少量甲烷以及挥发性有机物(VOCs,VOCs中主要含有C2-C5低碳烃、C6以上的高碳烃、硅氧烷、卤代烃类组分)被吸附在活性炭或活性炭纤维材料上,经过吸附净化后的气体以及经过燃烧后的气体由二氧化碳、氮气、氧气、水蒸气等组成,通过排放气管排放。吸附材料经加热后再生出吸附的甲烷以及挥发性有机物(主要含有低碳烃、高碳烃、硅氧烷、卤代烃类组分),再生气经过热解反应其中的高碳烃、硅氧烷、卤代烃类组分被分解为CO、H2、低碳烃以及低分子量的含氧有机物,这些组分的燃烧性能好,能够在燃烧器中充分燃烧,提高燃烧净化效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种生物质气体提纯尾气的净化装置,其特征在于,包括:
两个并联的吸附热解器,分别为第一吸附热解器和第二吸附热解器,所述吸附热解器为一个管状结构,吸附热解器内纵向贯穿有若干根空心管,所述空心管与管状结构之间形成吸附腔体;
燃烧器,所述燃烧器内设置有整体式填料,所述燃烧器还连接有风机;
其中,两个吸附热解器中吸附腔体的顶端通过管道接原料气进气管,两个吸附热解器中吸附腔体的底部通过阀门切换连接排放气管或燃烧器,所述燃烧器的底部通过管道分别接原料气进气管和吸附热解器的吸附腔体,所述燃烧器的顶部通过排烟管分别与两个吸附热解器内的空心管的底部接通,所述空心管的顶部通过管道接排放气管;两个吸附热解器的吸附腔体内均填充有填充物,所述填充物包括吸附材料和热解催化材料,且所述吸附材料在吸附腔体内位于热解催化材料的顶上。
2.根据权利要求1所述的生物质气体提纯尾气的净化装置,其特征在于:所述原料气进气管与第一吸附热解器的吸附腔体之间的管道上设置有第一阀门,第一吸附热解器的吸附腔体的出气总管上设置有第五阀门,进而通过两个阀门将出气总管分为两路,其中与排放气管之间的管道上设置有第九阀门,第一吸附热解器的吸附腔体与燃烧器之间的管道上设置有第十一阀门,燃烧器的排烟管与第一吸附热解器的空心管之间的管道上设置有第七阀门,第一吸附热解器的空心管与排放气管之间的管道上设置有第三阀门,所述原料气进气管与第二吸附热解器的吸附腔体之间的管道上设置有第二阀门,第二吸附热解器的吸附腔体的出气总管上设置有第六阀门,进而通过两个阀门将出气总管分为两路,其中与排放气管之间的管道上设置有第十阀门,第二吸附热解器的吸附腔体与燃烧器之间的管道上设置有第十二阀门,燃烧器的排烟管与第二吸附热解器的空心管之间的管道上设置有第八阀门,第二吸附热解器的空心管与排放气管之间的管道上设置有第四阀门。
3.根据权利要求1所述的生物质气体提纯尾气的净化装置,其特征在于:所述原料气进气管与燃烧器之间的管道上设置有流量传感器F,两个吸附热解器的吸附腔体与燃烧器之间的管道上设置有流量传感器FT,所述原料气进气管与燃烧器之间的管道上设置有流量调节阀,所述流量传感器F和流量传感器FT分别通过信号线连接流量调节阀和风机。
4.根据权利要求1所述的生物质气体提纯尾气的净化装置,其特征在于:所述吸附材料包括活性炭颗粒和活性炭纤维中的一种或两种的混合物;所述热解催化材料为含有Na、K、Ca中的任意一种碱金属氧化物与Co、Mo、Ni、Cu中的任意一种过渡金属氧化物的混合物,其中碱金属氧化物与过渡金属氧化物的摩尔比范围为0.25:1~2.8:1。
5.根据权利要求1所述的生物质气体提纯尾气的净化装置,其特征在于:所述燃烧器自下而上分别为气体混合段、点火段和整体式填料段,所述气体混合段分别接原料气进气管、两个吸附热解器的吸附腔体和风机鼓入的空气,再生热解气、原料气与空气分别通过三根管道从燃烧器空腔的下部进入,三股气流在燃烧器内由下向上流动,分别流经气体混合段、点火段和整体式填料段,气体混合段为中空结构或设置气流扰动板增加气体混合强度,所述点火段内设置有点火电极,所述整体式填料段中填充有整体式填料,整体式填料为蜂窝陶瓷、金属蜂窝、金属丝网或波纹板填料,并在整体式填料表面涂覆氧化型催化剂。
6.根据权利要求1-5任一所述的生物质气体提纯尾气的净化方法,其特征在于,所述方法包括:
第一工作状态:第一吸附热解器处于吸附状态,第二吸附热解器处于再生热解状态,此时,开启第一阀门、第五阀门、第九阀门、第四阀门、第六阀门、第八阀门和第十二阀门,其余阀门呈闭合状态,则原料气进入进气管后分为两路,其中一路原料气通过第一阀门进入第一吸附热解器的吸附腔体,经过填充物部分有机物质被吸附,剩余气体通过第五阀门和第九阀门排向排放气管,另一路原料气经过流量调节阀控制设定的流量直接进入燃烧器,经过燃烧器的高温气体再经过第八阀门进入第二吸附热解器的空心管内,在高温气体的作用下,位于第二吸附热解器吸附腔体内被吸附的气体再生出来,再生气体经过第六阀门和第十二阀门进入燃烧器也成为高温气体经过第八阀门进入第二吸附热解器的空心管内,第二吸附热解器的空心管内的气体经过第四阀门再排向排放气管,经过第一吸附热解器吸附净化后的气体与第二吸附热解器中再生热解出来并进一步经过燃烧器燃烧净化后的气体在通向排放气管的途中混合,再一同排出;
第二工作状态:第一吸附热解器处于再生热解状态,第二吸附热解器处于吸附状态,此时,开启第二阀门、第六阀门、第十阀门、第三阀门、第五阀门、第七阀门和第十一阀门,其余阀门呈闭合状态,则原料气进入进气管后分为两路,其中一路通过第二阀门进入第二吸附热解器的吸附腔体,经过填充物部分有机物质被吸附,剩余气体通过第六阀门和第十阀门排向排放气管,另一路经过流量调节阀控制设定的流量直接进入燃烧器,经过燃烧器的高温气体再经过第七阀门进入第一吸附热解器的空心管内,在高温气体的作用下,位于第一吸附热解器吸附腔体内被吸附的气体再生出来,再生气体经过第五阀门和第十一阀门进入燃烧器也成为高温气体经过第七阀门进入第一吸附热解器的空心管内,
第一吸附热解器的空心管内的气体经过第三阀门再排向排放气管,经过第二吸附热解器中吸附净化后的气体与第一吸附热解器中再生热解出来并进一步经过燃烧器燃烧净化后的气体在通向排放气管的途中混合,再一同排出。
7.根据权利要求6所述的生物质气体提纯尾气的净化方法,其特征在于:原料气进入进气管后分为两路,其中一路通过第一阀门和第二阀门的切换进入第一吸附热解器的吸附腔体或第二吸附热解器的吸附腔体,另一路经过流量调节阀控制设定的流量直接进入燃烧器,经过燃烧器的高温气体再经过第七阀门和第八阀门的切换进入第一吸附热解器的空心管或第二吸附热解器的空心管内。
8.根据权利要求6所述的生物质气体提纯尾气的净化方法,其特征在于:两个吸附热解器周期性工作,包括吸附状态和再生热解状态,其中一个处于吸附状态,则另一个处于再生热解状态;所述吸附状态为原料气进入吸附腔体内,原料气中的有机组分被吸附在吸附材料上,完成对原料气的吸附净化处理;所述再生热解状态为经过燃烧器的高温气体进入空心管,在高温气体传热的作用下,吸附在吸附材料的有机组分被再生出来,并向燃烧器流动,流动过程中,在具有更高温度的热解催化剂的作用下发生热解反应,生成小分子有机组分,且发生水煤气反应,提高再生气的热值,从而使再生气的燃烧性能得到显著改善。
9.根据权利要求6所述的生物质气体提纯尾气的净化方法,其特征在于:所述燃烧器自下而上分别为气体混合段、点火段和整体式填料段,所述气体混合段分别接原料气进气管、两个吸附热解器的吸附腔体和风机鼓入的空气,再生热解气、原料气与空气分别通过三根管道从燃烧器空腔的下部进入,三股气流在燃烧器内由下向上流动,分别流经气体混合段、点火段和整体式填料段,气体混合段为中空结构或设置气流扰动板增加气体混合强度,所述点火段内设置有点火电极,所述整体式填料段中填充有整体式填料,整体式填料为蜂窝陶瓷、金属蜂窝、金属丝网或波纹板填料,并在整体式填料表面涂覆氧化型催化剂;风机的鼓风量由流量传感器FT及流量传感器F所测量的再生气体气量和直接进入燃烧器的部分原料气的气量联合反馈控制。
10.根据权利要求6所述的生物质气体提纯尾气的净化方法,其特征在于:由燃烧器燃烧产生的高温气体,通过阀门和阀门的切换,进入处于再生热解状态的吸附热解器,高温气体在吸附热解器完成加热再生热解后,流出该吸附热解器,并与经过吸附状态的吸附热解器排出的气体混合,自排放气管以排放气排出。
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