CN201077830Y - 生物质热解气除尘—洗涤—分馏—脱焦净化—贮存装置 - Google Patents

生物质热解气除尘—洗涤—分馏—脱焦净化—贮存装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种生物环保技术，特别涉及一种生物质热解气除尘—洗涤—分馏—脱焦净化—贮存装置。经过裂解的高温生物质热解气，在热解气的除尘、冷凝后分馏出木醋液和木焦油、再洗涤深度脱焦油保证发动机气缸正常运行和安全地贮存，是一项较完善、科学、效果好和安全的工艺方法及装置。这种生物质热解气除尘—洗涤—分馏—脱焦净化—贮存装置，其带有生物质热解气进口及与其垂直开设有出灰口的除尘器、洗涤箱、设有冷却循环水进水口和冷却循环水出水口且与其垂直的底部设有水封桶的冷凝分馏罐、设有若干级喷淋水进口和与其垂直的底部设有喷淋水出口的洗涤塔、真空泵、水封式自动恒压柜相互间经管路连通。

Description

生物质热解气除尘-洗涤-分馏-脱焦净化-贮存装置
技术领域
本实用新型涉及一种生物环保技术，特别涉及一种生物质热解气除尘-洗涤-分馏-脱焦净化-贮存装置。
背景技术
经检索，本申请案最为接近的技术是哈尔滨工业大学的科技成果项目“生物废料燃气热力联产装置”，它由两部分构成：即供热的流化床锅炉和干馏煤气发生炉。当生物废料进入干馏煤气发生炉，用煤气将自循环流化床锅炉分离下来的高温热载体(循环物料)及生物废料流化，后者被高温载体加热，在缺氧条件下热解气化，分解出燃气、焦油和半焦。半焦送入循环流化床锅炉作为燃料燃烧，产生蒸汽供热。此装置既可供燃气，又可供蒸气或热水。性能指标如下：各类生物废料在流化床中干馏制气的气化效率不同。以木质素为主的木屑等气化效率可大于75％，稻壳约为50％。在最佳制气温下稻壳、木屑、葵瓜子壳等的热解燃气发热值均大于12MJ/Nm。以木质素为主的生物废料燃烧效率可达99％以上，稻壳半焦燃烬较困难，燃烧效率略低。生物废料量大，为可再生能源，燃烧产生有害气体少，并且二氧化碳零排放的特点。
本实用新型不是生物质热解技术及装置，而是不同方式产生的热解气如何处理和贮存的技术装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种在热解气的除尘、冷却后分馏出木醋液和木焦油，再洗涤深度脱焦油以保证发动机气缸正常运行和安全检查贮存的生物质热解气除尘-洗涤-分馏-脱焦净化-贮存装置。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：
这种生物质热解气除尘-洗涤-分馏-脱焦净化-贮存装置，其特殊之处在于：带有生物质热解气进口及与其垂直开设有出灰口的除尘器、洗涤箱、设有冷却循环水进水口和冷却循环水出水口且与其垂直的底部设有水封桶的冷凝分馏罐、设有若干级喷淋水进口和与其垂直的底部设有喷淋水出口的洗涤塔、真空泵、水封式自动恒压柜相互间经管路连通。
本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到：
所述洗涤箱由箱体、箱体底部设有与水平面平行的喷淋循环出水口、箱体底部两侧分别平行设有的进气管、出气管组成。
所述进气管由上小、下大的喇叭状管体、其喉部收缩部侧边开设的喷淋循环进水口、其下端喇叭状扩散区底端所设的连接端组成。
所述出气管由底部入口处设置的气水分离填料层、顶部的出气口组成。
所述冷凝分馏塔由罐体、罐体顶部分别连通的进气口、出气口、罐体底部设有供管路插入液面的水封桶、罐内顶部中间设有用于分隔进气口、出气口的上封头隔板，上封头隔板下部连接的筛孔板与列管组合件、罐体侧面分别对应开设的冷却循环水进水口、出水口组成。
所述水封桶由桶体、桶体液位上部开设的与水平面平行设置的木醋液和木焦油出口组成。
所述筛孔板与列管组合件由上、下两块置套在罐体内的筛孔板、上、下两筛孔板之间连接的若干根列管组成。
所述洗涤塔由中间柱状、其两端分别设有出气口与喷淋循环出水口的锥体状塔筒、塔筒内与出气口方向垂直设置的由若干格栅分隔的填料层、填料层中间设有与格栅方向平行的喷淋管、位于若干填料层的塔筒侧壁分别设置的喷凝循环进水口、塔筒下部柱状与锥状交接部位设有的进气口、进气口与塔筒内填料层下端之间设置的雾化喷头组成。
所述水封式自动恒压柜由水池、经水池底部穿设并至水池内与地面垂直方向延伸出水池液面的进气管、有间隙地倒扣入水池中的筒、筒顶部中间穿设至水池液面以下的卸压水管、筒顶部卸压水管两侧的安全阀、压力表以及从筒顶穿设至筒内接软管供气的阻火阀组件组成。
所述阻火阀组件由经筒体穿出的阻火阀、该阻火阀经三通管所分别连通至燃烧炉的阻火阀及其软管、连通至发电机的阻火阀及其软管组成。
本实用新型相比现有技术具有如下优点：
1.生物质热解气产生的方法和炉型较多，但是对于产生的热解气的处理技术尚不完善。首先是除尘后的冷凝分馏，其后是较彻底地脱焦油，保证发动机气缸不“结焦”、“拉缸”。燃气的贮存也需要简单、价廉和安全的方法和装置；
2.简单、安全、压力恒定，喷出的水夏天可以使筒降温。比之用巨大的压力容器罐来说价廉物美。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型洗涤箱的结构意图。
图3是本实用新型列管式冷凝分馏罐的结构示意图。
图4是本实用新型列管式冷凝分馏罐筛孔板与列管组合件的结构示意图。
图5是本实用新型三相流化洗涤塔的结构示意图。
图6是本实用新型水封式自动恒压柜的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型下面将结合附图作进一步详述：
请参阅图1所示，该生物质热解气除尘-洗涤-分馏-脱焦净化-贮存装置，包括：带有生物质热解气进口11及与其垂直开设有出灰口12的除尘器1、洗涤箱2、设有冷却循环水进水口313和冷却循环水出水口314且与其垂直的底部设有水封桶32的冷凝分馏罐3、设有若干级喷淋水进口413和与其垂直的底部设有喷淋水出口414的洗涤塔4、真空泵5、水封式自动恒压柜6相互间经管路7连通。
请参阅图2所示，所述洗涤箱2由箱体21、箱体21底部设有与水平面平行的喷淋循环出水口22、箱体21底部两侧分别平行设有的进气管(文丘里管)23、出气管24组成。
所述进气管23由上小、下大的喇叭状管体231、其喉部2311收缩部侧边开设的喷淋循环进水口2312、其下端喇叭状扩散区2313底端所设的连接端2314组成。
所述出气管24由底部入口处设置的气、水分离填料层241、顶部的出气口242组成。
请参阅图3所示，所述冷凝分馏塔3由罐体31、罐体31顶部分别连通的进气口311、出气口312、罐体31底部设有供管路插入液面的水封桶32、罐内顶部中间设有用于分隔进气口311、出气口312的上封头隔板33，上封头隔板33下部连接的筛孔板与列管组合件34、罐体31侧面分别对应开设的冷却循环水进水口313、出水口314组成。
所述水封桶32由桶体321、桶体321液位上部开设的与水平面平行设置的木醋液和木焦油出口322组成。
请参阅图4所示，所述筛孔板与列管组合件34由上、下两块置套在罐体31内的筛孔板341、上、下两筛孔板341之间连接的若干根列管342组成。所述列管342按圆环形状排布。
请参阅图5所示，所述洗涤塔4由中间柱状411、其两端分别设有出气口413与喷淋循环出水口414的锥体状412塔筒41、塔筒41内与出气口413方向垂直设置的由若干格栅42分隔的填料层43、填料层43之间设有与格栅42方向平行的喷淋管44、位于若干填料层43的塔筒41侧壁分别设置的喷凝循环进水口415、塔筒41下部柱状411与锥体状412交接部位设有的进气口416、进气口416与塔筒41内填料层43下端之间设置的雾化喷头45组成。
请参阅图6所示，所述水封式自动恒压柜6由水封池61、经水封池61底部穿设并至水池内与地面垂直方向延伸出水封池液面的进气管62、有间隙地倒扣入水封池61中的筒63、筒63顶部中间穿设至水池61液面以下的卸压水管64、筒63顶部卸压水管64两侧的安全阀65、压力表66以及从筒63顶穿设至筒外接软管供气的阻火阀组件67组成。
所述阻火阀组件67由经筒体63穿出的阻火阀671、该阻火阀671经三通管672所分别连通至燃烧炉的阻火阀673及其软管675、连通至发电机的阻火阀674及其软管675组成。
使用过程：
请参阅图1所示，生物质热解气先经过旋风除尘器1，离心力作用下固、气两相分离，粗大的灰尘被甩到塔体四周，因比重大落入除尘器1塔体下方灰斗12里。经过旋风除尘还有细小的灰尘被气流带走，因此采用湿法除尘。请参阅图2所示，生物质热解气先从进气管(文丘里管)23上方被吸入，在喉颈2311因直径收缩变细，气流速度很大形成负压，把泵打来的喷淋循环水抽进去，与生物质热解气混合，然后又在下端喇叭状扩散区2313形成涡流和湍流状态混合，到了箱体21内，体积扩大，气、水两相会分离，把生物质热解气内的灰尘绝大多数地洗涤掉，洗涤水从箱体21下方管子22收集由高而低自流到循环水池里。净化后的生物质热解气被抽吸到箱体21的右上方气、水分离填料层241，带走的水分被填料截留滴落到箱底，净化后的生物质热解气进入列管式冷凝分馏罐3。请参阅图3所示，生物质热解气经过前面两级净化，不仅没有灰尘，而且温度已降低了许多。进入罐31内，首先是进入上封头的左侧空间，它被上封头隔板33隔开，生物质热解气只能沿左半边的列管流到罐体31下部封头空间，再沿右半边列管流向罐体31上部上封头隔板33的右侧空间。罐体31有从冷却循环水池泵过来的清水把全部列管内的生物质气冷却，根据需要可串联2-3个这种装置。冷却后的生物质热解气就可以把木醋液和木焦油分离出来。为了不让外界空气带进去，下置水封桶32，其侧面接管让分馏的产物流走收集。这里的列管与筛孔板组合件34是若干根列管342和上、下两块筛孔板341组合后再密封焊在罐体31上成为一个整体，保证气、水各走各的路。再进入三相流化洗涤塔4，请参阅图5所示，该洗涤塔4可以根据具体情况2台串联。生物质热解气分馏出木醋液和木焦油后，仍然需要深度地去除木焦油和木醋液，否则进入发动机气缸会发生“结焦”、“拉缸”和腐蚀。生物质热解气是从洗涤塔4的下方被抽吸进去的，首先受到雾化喷头45喷出的雾化水喷淋洗涤，继而由下而上经过2层轻质填料层43，和上、下2排喷淋管44喷淋水在填料层43中混合、传质，将生物质热解气中的木焦油和木醋液溶于喷淋水中，使其净化。气、液和填料(固)三相相对运动，形成三相流化状态。净化后的生物质热解气流会带走少量水分，在第三层填料层中把大部分水截留下来，滴到洗涤塔4底。喷淋水是循环使用并做到环保净化处理，用泵把水打入到塔中如图5所示的上、中、下三个部位，回水是从洗涤塔4底由高而下自流到循环水池。真空泵5设置在三相流化洗涤塔4之后，使全系统在此泵5之前所有设施都在负压下抽吸式工作，否则每个处理单元设备之前都要安装离心风机，这是不合理的，而且前面的刚出裂解炉生物质热解气温度高达650℃，一般离心风机无法承受如此高温。因为24小时工作，该泵必须设置2台，一用一备交替使用。串联在2台真空泵5之后的是水封式自动恒压气柜6，请参阅图6所示，由筒63、水封池61、进气管62、卸压水管64、三只标准阻火阀67、压力表66和安全阀65组成。净化后生物质热解气必须用气柜贮存调节供气量和压力，保证发动机供气持续不断。净化后的生物质热解气，是由真空泵5泵入水封式自动恒压柜6的，是正压力下贮气。经过进气管62穿过水封池61进入筒63，筒63向上的压力是和作用在筒内水封池61水面的压力大小相等方向相反的，这时卸压吸水管64就会有水在筒63顶喷出，始终保持筒63内部气压恒定。刚刚开始没有生物质热解气时，筒63重量使其落入池底部某一设计的高度，筒63内空气被压缩到某一程度保持平衡。当生物质热解气输入，筒63受气体向上压力向上浮起来，气体越多浮得越高，当浮起高度使卸压吸水管64超出水面时，生物质热解气就会全部从卸压吸水管64跑到外界大气中去，自动卸压到原来初始状态，筒63马上落入水封池61的底部原来位置。只要有了生物质热解气，可以经过装有3只阻火阀67管路输出供气，其中一股供燃烧炉自用气；另一股供发动机发电。都用橡胶软管接到用气地点，用阀门调节。为了更加安全，设置压力表66显示，也可连接报警系统。同时设置安全阀65。水封池61用钢筋混凝土结构，设置在地下某设计深度，减少筒63的抬升高度，否则太高。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种生物质热解气除尘-洗涤-分馏-脱焦净化-贮存装置，其特征在于：带有生物质热解气进口及与其垂直开设有出灰口的除尘器、洗涤箱、设有冷却循环水进水口和冷却循环水出水口且与其垂直的底部设有水封桶的冷凝分馏罐、设有若干级喷淋水进口和与其垂直的底部设有喷淋水出口的洗涤塔、真空泵、水封式自动恒压柜相互间经管路连通。
2.根据权利要求1所述的生物质热解气除尘-洗涤-分馏-脱焦净化-贮存装置，其特征在于：所述洗涤箱由箱体、箱体底部设有与水平面平行的喷淋循环出水口、箱体底部两侧分别平行设有的进气管、出气管组成。
3.根据权利要求2所述的生物质热解气除尘-洗涤-分馏-脱焦净化-贮存装置，其特征在于：所述进气管由上小、下大的喇叭状管体、其喉部收缩部侧边开设的喷淋循环进水口、其下端喇叭状扩散区底端所设的连接端组成。
4.根据权利要求2所述的生物质热解气除尘-洗涤-分馏-脱焦净化-贮存装置，其特征在于：所述出气管由底部入口处设置的气水分离填料层、顶部的出气口组成。
5.根据权利要求1所述的生物质热解气除尘-洗涤-分馏-脱焦净化-贮存装置，其特征在于：所述冷凝分馏罐由罐体、罐体顶部分别连通的进气口、出气口、罐体底部设有供管路插入液面的水封桶、罐内顶部中间设有用于分隔进气口、出气口的上封头隔板，上封头隔板下部连接的筛孔板与列管组合件、罐体侧面分别对应开设的冷却循环水进水口、出水口组成。
6.根据权利要求5所述的生物质热解气除尘-洗涤-分馏-脱焦净化-贮存装置，其特征在于：所述水封桶由桶体、桶体液位上部开设的与水平面平行设置的木醋液和木焦油出口组成。
7.根据权利要求5所述的生物质热解气除尘-洗涤-分馏-脱焦净化-贮存装置，其特征在于：所述筛孔板与列管组合件由上、下两块置套在罐体内的筛孔板、上、下两筛孔板之间连接的若干根列管组成。
8.根据权利要求1所述的生物质热解气除尘-洗涤-分馏-脱焦净化-贮存装置，其特征在于：所述洗涤塔由中间柱状、其两端分别设有出气口与喷淋循环出水口的锥体状塔筒、塔筒内与出气口方向垂直设置的由若干格栅分隔的填料层、填料层中间设有与格栅方向平行的喷淋管、位于若干填料层的塔筒侧壁分别设置的喷凝循环进水口、塔筒下部柱状与锥状交接部位设有的进气口、进气口与塔筒内填料层下端之间设置的雾化喷头组成。
9.根据权利要求1所述的生物质热解气除尘-洗涤-分馏-脱焦净化-贮存装置，其特征在于：所述水封式自动恒压柜由水池、经水封池底部穿设并至水封池内与地面垂直方向延伸出水封池液面的进气管、有间隙地倒扣入水封池中的筒、筒顶部中间穿设至水封池液面以下的卸压水管、筒顶部卸压水管两侧的安全阀、压力表以及从筒顶穿设至筒内接软管供气的阻火阀组件组成。
10.根据权利要求9所述的生物质热解气除尘-洗涤-分馏-脱焦净化-贮存装置，其特征在于：所述阻火阀组件由经筒体穿出的阻火阀、该阻火阀经三通管所分别连通至燃烧炉的阻火阀及其软管、连通至发电机的阻火阀及其软管组成。
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