CN106497610A - 一种生物质燃气焦油除去系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质燃气焦油除去系统，至少包括：燃气输送管道和冷却机构；所述燃气输送管道至少包括燃气输送部分和冷却介质输送部分；所述冷却机构设置在所述燃气输送管道中，基于所述冷却介质输送部分中的冷却介质对所述燃气输送部分中燃气中的焦油进行冷凝，并将冷凝后的焦油从所述燃气中分离出来。本发明通过冷却机构对燃气输送管道中燃气中的焦油进行冷凝，并将冷凝后的焦油从燃气中分离出来，不仅工艺简单，而且不需要像现有技术那样更换过滤芯。而且，由于没有像现有技术那样使用水洗脱焦，因此无需对含焦油废水进行处理。

Description

一种生物质燃气焦油除去系统

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种生物质燃气焦油除去系统。

背景技术

我国的生物质资源十分丰富，其主要表现为包括农作物在内的植物类资源。充分利用农作物秸秆对于增加农民收入、减少环境污染具有重大意义。生物质碳化、气化及液化技术的开发日益得到了企业和政府的重视。

目前，将生物质气化和碳化以得到燃气是生物质能源利用的主要途径。但是，由于燃气中的焦油严重影响了燃气的应用，因此，将燃气中的焦油除去干净十分必要而且迫切。根据焦油除去原理，除焦的方法可分为化学方法和物理方法。其中，化学方法就是将焦油进一步分解，这种方法需要使用催化剂或其他热源且工艺较复杂，难于取得经济上的平衡。物理方法有湿法和干法两种。其中，湿法就是水洗脱焦，其主要缺点是含焦油废水处理困难。干法就是过滤法，即利用活性炭等吸附性强的材料吸收气体中的焦油，其主要缺点是过滤芯要定期更换，过滤芯也要处理。

发明内容

本发明提供了一种生物质燃气焦油除去系统，不仅工艺简单，而且无需对含焦油废水进行处理且无需更换过滤芯。

本发明提供了一种生物质燃气焦油除去系统，至少包括：燃气输送管道和冷却机构；所述燃气输送管道至少包括燃气输送部分和冷却介质输送部分；所述冷却机构设置在所述燃气输送管道中，基于所述冷却介质输送部分中的冷却介质对所述燃气输送部分中燃气中的焦油进行冷凝，并将冷凝后的焦油从所述燃气中分离出来。

进一步地，所述冷却机构至少包括：动力输出装置、转轴及叶轮；所述动力输出装置的动力输出轴与所述转轴连接；所述叶轮设置在所述转轴上；所述冷却介质输送部分中的冷却介质对所述叶轮进行降温，降温后的叶轮对所述燃气输送部分中燃气中的焦油进行冷凝，并将冷凝后的焦油从所述燃气中分离出来。

进一步地，所述叶轮为多级叶轮。

进一步地，所述多级叶轮中的叶轮在轴向方向上交错分布。

进一步地，所述多级叶轮中的叶轮等距设置在所述转轴上。

进一步地，所述冷却机构还至少包括：支撑件；所述支撑件对所述转轴进行支撑。

进一步地，在所述燃气输送管道上与所述叶轮相对应的部分为膨胀节结构；在所述膨胀节结构处设置有集油部件。

进一步地，在所述燃气输送管道中沿轴向设置有封板，所述封板将所述燃气输送管道分为所述燃气输送部分和所述冷却介质输送部分；所述叶轮贯穿所述封板，在所述燃气输送部分和所述冷却介质输送部分之间来回转动。

进一步地，还至少包括：用于对冷却前和冷却后的燃气输送部分中的燃气的温度进行监测的测温元件。

进一步地，所述冷却介质输送部分中的冷却介质为冷却液。

本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过冷却机构对燃气输送管道中燃气中的焦油进行冷凝，并将冷凝后的焦油从燃气中分离出来，不仅工艺简单，而且不需要像现有技术那样更换过滤芯。而且，由于没有像现有技术那样使用水洗脱焦，因此无需对含焦油废水进行处理。

附图说明

图1为本发明实施例提供的生物质燃气焦油除去系统的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图；

其中，1-动力输出装置，2-转轴，3-叶轮，4-支撑件，5-膨胀节结构，6-集油环，7-排油管，8-封板，9-第一测温元件，10-液位计，11-进水管，12-出水管，13-挡板，14-第一连接圆管，15-第二连接圆管，16-脱焦圆管，17-安装圆管，18-安装孔，19-第二测温元件。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种生物质燃气焦油除去系统，不仅工艺简单，而且无需对含焦油废水进行处理且无需更换过滤芯。

本发明实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

通过冷却机构对燃气输送管道中燃气中的焦油进行冷凝，并将冷凝后的焦油从燃气中分离出来，不仅工艺简单，而且不需要像现有技术那样更换过滤芯。而且，由于没有像现有技术那样使用水洗脱焦，因此无需对含焦油废水进行处理。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参见图1、图2和图3，本发明实施例提供的生物质燃气焦油除去系统，至少包括：燃气输送管道和冷却机构；燃气输送管道至少包括燃气输送部分和冷却介质输送部分；冷却机构设置在燃气输送管道中，基于冷却介质输送部分中的冷却介质对燃气输送部分中燃气中的焦油进行冷凝，并将冷凝后的焦油从燃气中分离出来。

对冷却机构的结构进行说明，冷却机构至少包括：动力输出装置1、转轴2及叶轮3；动力输出装置1的动力输出轴与转轴2连接；叶轮3设置在转轴2上；冷却介质输送部分中的冷却介质对叶轮3进行降温，降温后的叶轮3对燃气输送部分中燃气中的焦油进行冷凝，并将冷凝后的焦油从燃气中分离出来。

在本实施例中，动力输出装置1为电机，且旋转速度为200rpm左右。叶轮3为多级叶轮。

为了增加叶轮3与燃气中的焦油的接触概率，从而进一步提高本发明实施例的除焦效果，多级叶轮中的叶轮3在轴向方向上交错分布。

进一步地，多级叶轮中的叶轮3等距设置在转轴2上。

在本实施例中，转轴2的表面经过磨削加工后喷涂聚四氟乙烯。叶轮3为平直叶片，表面经过磨削加工后喷涂聚四氟乙烯。每级叶轮3有15-20片叶片，沿圆周均匀分布。8-10级叶轮的轴向间隔相等，前后级叶轮在圆周方向错开一定角度(36-45°)。

对冷却机构的结构进行进一步说明，冷却机构还至少包括：支撑件4；支撑件4对转轴2进行支撑。

对本发明实施例的结构进行进一步说明，在燃气输送管道上与叶轮3相对应的部分为膨胀节结构5；在膨胀节结构5处设置有集油部件。

在本实施例中，集油部件至少包括：集油环6和排油管7；集油环6设置在膨胀节结构5中，排油管7与集油环6疏通连接。

对本发明实施例的结构进行更进一步说明，在燃气输送管道中沿轴向设置有封板8，封板8将燃气输送管道分为燃气输送部分和冷却介质输送部分；叶轮3贯穿封板8，在燃气输送部分和冷却介质输送部分之间来回转动。

具体地，在本实施例中，燃气输送管道由第一连接圆管14、第二连接圆管15、脱焦圆管16及安装圆管17组成。第一连接圆管14和第二连接圆管15分别位于管道的前后两端，中间是脱焦圆管16和安装圆管17。第一连接圆管14和第二连接圆管15分别连接燃气管道的两头，从而将整个燃气输送管道串联于燃气管道中。第一连接圆管14和第二连接圆管15均由圆筒、偏心圆锥筒和法兰组成。具体地，圆筒的一端与偏心圆锥筒的小端连接，圆筒的另一端与燃气管道连接。偏心圆锥筒的大端与法兰的一端连接，法兰的另一端与脱焦圆管16的一端连接。脱焦圆管16的另一端与安装圆管17的一端连接。安装圆管17的另一端与第二连接圆管15中的法兰的一端连接。第二连接圆管15中的法兰的另一端与偏心圆锥筒的大端连接，偏心圆锥筒的小端与圆筒的一端连接，圆筒的另一端与燃气管道连接。在第一连接圆管14、第二连接圆管15、脱焦圆管16及安装圆管17的内部沿轴向设置有水平封板8，将燃气输送管道分为上下两部分，上部为燃气输送部分，下部为冷却介质输送部分。第一连接圆管14、第二连接圆管15、脱焦圆管16及安装圆管17的内表面经过磨削加工后喷涂聚四氟乙烯。

为了实现对冷却前和冷却后的燃气的温度的监测，还至少包括：用于对冷却前和冷却后的燃气输送部分中的燃气的温度进行监测的测温元件。

在本实施例中，测温元件至少包括：用于对冷却前的燃气输送部分中的燃气的温度进行监测的第一测温元件9和用于对冷却后的燃气输送部分中的燃气的温度进行监测的第二测温元件19。其中，第一测温元件9安装在第一连接圆管14上，在安装圆管17上有第二测温元件19和用于安装第二测温元件19的安装孔18。

在本实施例中，冷却介质输送部分中的冷却介质为冷却液。

具体地，在冷却介质输送部分中还设置有用于对冷却液的液位进行监测的液位监测元件；还可以设置有挡板13。

在本实施例中，液位监测元件为液位计10，液位计10安装在在脱焦圆管16上。在脱焦圆管16上安装有进水管11，在安装圆管17上安装有出水管12。

这里需要说明的是，为了提高本发明实施例的自动化水平，本发明实施例还可以包括：控制器；控制器的信号输入端与测温元件、液位监测元件的信号输出端通讯连接，控制器的信号输出端与动力输出装置1的信号输入端通讯连接。

本发明实施例的安装过程包括：

将与燃气管道连接的第一连接圆管14与脱焦圆管16的一端连接，将脱焦圆管16的另一端与安装圆管17的一端连接。将安装圆管17的另一端与第二连接圆管15连接，将第二连接圆管15与燃气管道连接。将冷却机构安装于脱焦圆管16和安装圆管17中，且转轴2与脱焦圆管16不同轴。脱焦圆管16的圆筒部分是一个带有U型膨胀节结构的圆筒，沿过中心轴的水平面一分为二，分开制作，在安装好内件(支撑件14、转轴2、叶轮3)后焊接成一个整圆筒，再焊接两端的管法兰。在安装圆管17的内部焊接好挡板13后，预安装电机。调整电机，使电机轴与转子轴对中后，将电机固定。从安装圆管17上的安装孔18将联轴器上的螺栓拧紧。这里需要说明的是，脱焦圆管16的内表面包括焊缝，及位于脱焦圆管16内的冷却机构应进行聚四氟乙烯的喷涂处理。还需要说明的是，启动电机，由低速向高速过渡试运转，转子应运转灵活，无摩擦碰撞声音。自此，本发明实施例安装完毕。

本发明实施例的脱焦原理是：

由气化炉产生的生物质燃气经过旋风分离器除尘后由第一连接圆管14进入本发明实施例，此时，燃气的温度略大于200℃，即第一测温元件9的温度监测值略大于200℃。燃气进入水平封板8上部的燃气输送部分。由于叶轮3在经过封板8下部的冷却介质输送部分时被冷却水冷却，因此，当进入水平封板8上部的燃气输送部分的燃气经过被冷却的旋转的叶轮3处时，不断与叶轮3碰撞冷却。气体中焦油的温度降到200℃以下变成微小液珠并被叶轮3截获，并在离心力的作用下甩到管道的膨胀节部分5中，并在重力作用下流进膨胀节中的集油环6中，经排油管7排出。当燃气离开本发明实施例时，温度在150℃左右，即第二测温元件19的温度监测值为150℃左右。这里需要说明的是，可以根据第二测温元件19的读数调节叶轮3的旋转速度和冷却水的流量大小，但是液位计10中液面高度不得高于第二测温元件19的安装位置。

【技术效果】

1、通过冷却机构对燃气输送管道中燃气中的焦油进行冷凝，并将冷凝后的焦油从燃气中分离出来，不仅工艺简单，而且不需要像现有技术那样更换过滤芯。而且，由于没有像现有技术那样使用水洗脱焦，因此无需对含焦油废水进行处理。

2、冷却机构中的叶轮3为多级叶轮，保证了其能够与燃气中的焦油接触，并对其进行冷凝，并将冷凝后的焦油从燃气中分离出来，从而提高了本发明实施例的除焦效果。

3、多级叶轮中的叶轮3在轴向方向上交错分布，增加了叶轮3与燃气中的焦油的接触概率，进一步提高了本发明实施例的除焦效果。

4、通过对测温元件的使用，实现了对冷却前和冷却后的燃气的温度的监测，从而可以根据监测到的温度值调节叶轮3的旋转速度和冷却介质的流量大小。

5、通过对控制器的使用，提高了本发明实施例的自动化水平。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种生物质燃气焦油除去系统，其特征在于，至少包括：燃气输送管道和冷却机构；所述燃气输送管道至少包括燃气输送部分和冷却介质输送部分；所述冷却机构设置在所述燃气输送管道中，基于所述冷却介质输送部分中的冷却介质对所述燃气输送部分中燃气中的焦油进行冷凝，并将冷凝后的焦油从所述燃气中分离出来。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷却机构至少包括：动力输出装置、转轴及叶轮；所述动力输出装置的动力输出轴与所述转轴连接；所述叶轮设置在所述转轴上；所述冷却介质输送部分中的冷却介质对所述叶轮进行降温，降温后的叶轮对所述燃气输送部分中燃气中的焦油进行冷凝，并将冷凝后的焦油从所述燃气中分离出来。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述叶轮为多级叶轮。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述多级叶轮中的叶轮在轴向方向上交错分布。

5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述多级叶轮中的叶轮等距设置在所述转轴上。

6.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述冷却机构还至少包括：支撑件；所述支撑件对所述转轴进行支撑。

7.如权利要求2所述的系统，其特征在于，在所述燃气输送管道上与所述叶轮相对应的部分为膨胀节结构；在所述膨胀节结构处设置有集油部件。

8.如权利要求2所述的系统，其特征在于，在所述燃气输送管道中沿轴向设置有封板，所述封板将所述燃气输送管道分为所述燃气输送部分和所述冷却介质输送部分；所述叶轮贯穿所述封板，在所述燃气输送部分和所述冷却介质输送部分之间来回转动。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还至少包括：用于对冷却前和冷却后的燃气输送部分中的燃气的温度进行监测的测温元件。

10.如权利要求1-9中任一项所述的系统，其特征在于，所述冷却介质输送部分中的冷却介质为冷却液。