CN108034467A - 一种用于生物质热解液化多联产的吸附装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于吸附装置领域，并具体公开了一种用于生物质热解液化多联产的吸附装置，包括方形塔体以及间隔设置在该塔体内的多层抽屉式吸附层，该方形塔体的底部设置有粗燃气进气口，顶部设置有洁净燃气出气口，待净化的粗燃气从粗燃气进气口进入，经塔体内的多层抽屉式吸附层的吸附处理后从洁净燃气出气口排出；该方形塔体的外部与吸附层对应位置处还设置有置换室，当吸附层内的吸附剂达到饱和状态时，吸附层滑入对应置换室内实现吸附剂的在线更换。本发明可实现吸附剂的实时在线置换，并可对粗燃气中CO、CO2等杂质进行吸附实现其富甲烷化，具有吸附效率高、可操作性强等优点。

Description

一种用于生物质热解液化多联产的吸附装置
技术领域
本发明属于吸附装置领域，更具体地，涉及一种用于生物质热解液化多联产的吸附装置。
背景技术
热解是生物质高效转化的一种方式，采用热解技术可迅速地将生物质转化为炭、气、油三种有利用价值的产品。目前，有关生物质热解的技术开发更多的是关注其中单一产品的最优利用，而对其他产物缺乏足够的重视，其经济性往往难以保证。发展基于生物质热解的炭、气、油多联产技术生产多种高附加值产品，可有效实现整个转化过程的经济最大化，是生物质资源全面利用的重要方向。
生物质热解产生的粗燃气中含有大量的二氧化碳和一氧化碳，这会使得燃气的品质下降，热解燃气热值依然偏低，难以直接满足广大用户和电厂的使用需求。以往的粗燃气吸附装置虽然能够对粗燃气进行一定程度的净化，但是这些吸附装置大都难以进行在线置换，吸附剂的置换需进行停机操作，这样会极大影响系统的运行效率。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于生物质热解液化多联产的吸附装置，其通过研究设计带吸附层及置换室的新型吸附装置，实现吸附剂的实时在线置换，并可对粗燃气中CO、CO2等杂质进行吸附实现其富甲烷化，具有吸附效率高、可操作性强等优点。
为实现上述目的，本发明提出了一种用于生物质热解液化多联产的吸附装置，包括方形塔体以及间隔设置在该塔体内的多层抽屉式吸附层，其中，该方形塔体的底部设置有粗燃气进气口，顶部设置有洁净燃气出气口，待净化的粗燃气从粗燃气进气口进入，经塔体内的多层抽屉式吸附层的吸附处理后从洁净燃气出气口排出；该方形塔体的外部与吸附层对应位置处还设置有置换室，当吸附层内的吸附剂达到饱和状态时，吸附层滑入对应置换室内实现吸附剂的在线更换。
作为进一步优选的，所述吸附层整体呈方形结构，该方形结构的前面、后面、左侧面与塔体的内壁紧密接触，该方形结构的右侧面与塔体的外壁平齐。
作为进一步优选的，所述吸附层包括网格型底板、左密封板和右密封板，左密封板和右密封板分别与底板的左右两端相连，左密封板和右密封板之间通过连杆相连，左密封板与塔体内壁紧密接触，右密封板与塔体外壁平齐，该右密封板上还设置有拉杆。
作为进一步优选的，所述置换室与吸附层的形状适应，由四块密封板拼合而成，其中三块密封板与塔体外壁相连，另一密封板可旋转打开，便于置换吸附层内已达到饱和状态的吸附剂。
作为进一步优选的，所述塔体内设置有便于吸附层滑动的滑槽。
作为进一步优选的，所述吸附层上方的塔壁上设有浓度传感器。
作为进一步优选的，塔体内最上层的吸附层上方还设有除污器。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1.本发明的吸附装置通过抽屉式吸附层及对应置换室之间的相互配合，可有效解决在线置换吸附层过程中产生的漏气问题，实现吸附剂的实时在线置换，进一步保证了装置运行的连续性，提高吸附处理效率。
2.本发明通过设置多层吸附层以同时吸附粗燃气中的CO和CO2，实现粗燃气的甲烷富集化，使粗燃气的利用更加便利，具有吸收效率高，处理便利的优点。
3.本发明采用方形塔体以及方形结构的吸附层和置换层，通过三者之间的紧密配合，保证塔体的整体密封性，利于吸附层在塔内的滑动以及吸附层的实时在线置换。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种用于生物质热解液化多联产的吸附装置的结构示意图；
图2是吸附层的结构示意图；
图3是置换室的结构示意图；
图4是图1中A-A剖面图；
图5是图1中B-B剖面图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明实施例提供的一种用于生物质热解液化多联产的吸附装置，包括方形塔体9以及间隔设置在该塔体内的多层抽屉式吸附层2，其中，该方形塔体的底部侧面设置有粗燃气进气口1，顶部设置有洁净燃气出气口5，待净化的粗燃气从粗燃气进气口进入，经塔体内的多层抽屉式吸附层的吸附处理后从洁净燃气出气口排出；该方形塔体的外部与吸附层对应位置处还设置有置换室7，当吸附层内的吸附剂达到饱和状态时，吸附层滑入对应置换室内实现吸附剂的在线更换。
具体的，吸附层具体设置有3～8层，其内装有吸附剂，该吸附层整体呈方形结构，该方形结构的前面、后面、左侧面与塔体的内壁紧密接触，该方形结构的右侧面与塔体的外壁平齐，通过上述结构使得吸附层与塔体完全贴合，保证塔体的密封性。为了进一步保证密封效果，在吸附层与塔体外壁之间利用橡胶进行进一步的密封。
如图2所示，吸附层包括网格型底板、左密封板和右密封板，左密封板和右密封板分别与网格型底板的左右两端相连，左密封板和右密封板之间通过连杆相连。使用时，左密封板与塔体内壁紧密接触，右密封板与塔体外壁平齐，该右密封板上还设置有拉杆8，拉动拉杆8可使吸附层从塔内滑动至置换室内，最终将吸附层内吸附剂取出并置换。
如图5所示，置换室与吸附层的位置对应，即每一吸附层均对应有一置换室，并且置换室与吸附层的形状适应，以使吸附层刚好能够滑入置换室内，具体的，置换室内部的高度和长度分别与吸附层的高度和长度一致。
如图3所示，该置换室由四块密封板拼合而成，其中三块密封板(例如上、下、前面三块密封板)与塔体外壁譬如通过螺栓相连，并采用密封橡胶片对连接边进行密封，另一密封板(例如后面一块密封板)可以绕其相邻的密封板旋转开启，通过打开该密封板实现吸附层内已达到饱和状态的吸附剂的置换，此外，置换室各密封板连接处均采用密封橡胶片进行密封，保证其密封性。
为了便于吸附层的滑动，如图4所示，塔体内设置有对吸附层起支撑作用且使吸附层能在塔内滑动的滑槽4，具体为安装在塔体内部的水平布置的四块滑板，其中两块滑板组成一对，设于塔体内部的一侧，例如前侧，并且上下对称布置，另两块滑板组成一对，设于塔体内部的另一侧，例如后侧，同样上下对称布置，如此四块滑板构成一滑道，吸附层嵌装在该滑道内，并可沿滑道滑动。
为了便于对吸附层中吸附剂的浓度进行监测，吸附层上方的塔壁上设有浓度传感器3，浓度传感器能够有效检测气体中CO、CO2的浓度，当其中一个的浓度较高时，如当CO体积浓度高于45vol％或CO2体积浓度高于60vol％时，可提醒其下方的吸附剂已经达到饱和，需进行置换。为了去除气体中的吸附剂颗粒，塔体内最上层的吸附层上方还设有除污器6。
具体的，塔体长高比为1:3，粗燃气进气口设计高度为0.1H～0.2H(H为吸附装置的整体高度)；所述吸附剂优选为改性活性炭吸附剂，以吸附热解尾气中的CO和CO2，由于热解尾气主要成分是CO、CO2和CH4，其中CH4的浓度较低，改性活性炭吸附剂吸附CO、CO2后，会提高尾气中CH4的浓度，实现尾气中CH4富集化，方便后续利用。
实际应用时，粗燃气首先通过粗燃气进气口进入塔体内，然后通过多层活性炭吸附层，在此过程中粗燃气中的CO、CO2被活性炭吸附，然后通过除污器除去通过活性炭吸附层时被气流带出的活性炭颗粒，最后由洁净燃气出气口排出，从而实现对粗燃气的吸附作用，使其富甲烷化；在吸附过程中通过对塔壁上的浓度传感器的观察，观测活性炭吸附层内活性炭吸附剂是否达到饱和状态，具体通过浓度传感器检测气体中CO、CO2的体积浓度，如CO体积浓度是否高于45vol％或CO2体积浓度是否高于60vol％；当某个浓度传感器提示其下方的活性炭吸附层达到饱和状态时，对该活性炭吸附层进行置换；此时，拉动拉杆像拉开抽屉式地将活性炭吸附层拉至置换室内，然后打开可旋转开启的密封板，将活性炭取出，补充新的活性炭材料，再推动吸附层使其进入塔体内，完成活性炭的实时在线置换。在整个置换过程中，拉出的吸附层的左密封板仍然与塔体配合，因此此时塔体仍然处于密封状态，故吸附装置无需停机，可继续进行吸附工作，即本发明无需进行停机操作即可实现吸附剂的在线置换，大大提高粗燃气的吸附处理效率。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于生物质热解液化多联产的吸附装置，其特征在于，包括方形塔体以及间隔设置在该塔体内的多层抽屉式吸附层，其中，该方形塔体的底部设置有粗燃气进气口，顶部设置有洁净燃气出气口，待净化的粗燃气从粗燃气进气口进入，经塔体内的多层抽屉式吸附层的吸附处理后从洁净燃气出气口排出；该方形塔体的外部与吸附层对应位置处还设置有置换室，当吸附层内的吸附剂达到饱和状态时，吸附层滑入对应置换室内实现吸附剂的在线更换。
2.如权利要求1所述的用于生物质热解液化多联产的吸附装置，其特征在于，所述吸附层整体呈方形结构，该方形结构的前面、后面、左侧面与塔体的内壁紧密接触，该方形结构的右侧面与塔体的外壁平齐。
3.如权利要求2所述的用于生物质热解液化多联产的吸附装置，其特征在于，所述吸附层包括网格型底板、左密封板和右密封板，左密封板和右密封板分别与网格型底板的左右两端相连，左密封板和右密封板之间通过连杆相连，左密封板与塔体内壁紧密接触，右密封板与塔体外壁平齐，该右密封板上还设置有拉杆。
4.如权利要求1或2所述的用于生物质热解液化多联产的吸附装置，其特征在于，所述置换室与吸附层的形状适应，由四块密封板拼合而成，其中三块密封板与塔体外壁相连，另一密封板可旋转打开，便于置换吸附层内已达到饱和状态的吸附剂。
5.如权利要求1所述的用于生物质热解液化多联产的吸附装置，其特征在于，所述塔体内设置有便于吸附层滑动的滑槽。
6.如权利要求1所述的用于生物质热解液化多联产的吸附装置，其特征在于，所述吸附层上方的塔壁上设有浓度传感器。
7.如权利要求1-6任一项所述的用于生物质热解液化多联产的吸附装置，其特征在于，塔体内最上层的吸附层上方还设有除污器。
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