CN201175634Y

CN201175634Y - 除焦过滤器

Info

Publication number: CN201175634Y
Application number: CNU2008200447941U
Authority: CN
Inventors: 陈平; 常厚春; 李祖芹; 马革
Original assignee: Guangzhou Devotion Thermal Technology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Devotion Thermal Technology Co Ltd
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2018-03-11

Abstract

本实用新型公开了一种除焦过滤器，包括内部设有密封空间的外壳、用于将密封空间分隔成上腔室和下腔室的分隔板、与上腔室连通的洁净燃气出口、与下腔室连通的粗燃气入口、以及从分隔板的开口延伸设置于下腔室内的内壳，其中，内壳的侧壁的中下部和/或底壁上设有若干透气孔，生物质颗粒滤芯填充在内壳内部并通过设有若干透气孔的压板压紧，生物质颗粒滤芯的上表面高于内壳的最上端的透气孔。本实用新型的除焦过滤器采用了价格低廉的生物质颗粒作为滤材，这种滤材对燃气中的焦油黏附性好，利于焦油的吸附，其成本低，来源广泛。

Description

除焦过滤器

技术领域

本实用新型涉及一种生物质滤材过滤器，尤其涉及一种用于生物质快速热解液化系统的过滤器。

背景技术

随着世界经济的不断发展，能源和环境问题日益突出。人类目前使用的主要能源有石油、天然气和煤炭3种。根据国际能源机构统计，地球上这3种能源供人类开采的年限分别只有40年、50年和240年。开发新能源已成关系人类社会可持续发展的重大课题。

生物质能是由植物与太阳能的光合作用而贮存于植物中的太阳能。据估计，植物每年贮存的能量相当于世界主要燃料消耗的10倍，而作为能源的利用量还不到其总量的1％。通过生物质能转换技术，可以高效地利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭、石油和天然气等燃料。

目前，世界各国，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术，以达到保护矿产资源，保障能源安全，实现CO₂减排，促进经济、社会的可持续发展。生物质能将成为未来能源重要组成部分，专家估计到2015年全球总能耗将有40％来自生物质能源，主要通过生物质能发电和生物质液体燃料的产业化发展实现。

目前，通过高温快速热解将生物质转变为液体燃料(生物油)是实现生物质能高效利用的重要途径之一。根据传热方式不同，生物质热裂解液化工艺一般可分为3类：(1)壁面间接加热式反应器。其主要通过灼热的反应器表面与生物质接触，将热量传递到生物质使其快速升温从而达到快速热裂解，如英国Aston大学的烧蚀热裂解反应器、NREL提出的涡流反应器及荷兰Twente大学设计的旋转锥生物质热裂解制油反应器等；(2)辐射换热式反应器，这类反应器的主要特征是由一高温的表面或热源提供生物质热裂解所需的热量，其主要通过热辐射进行热量传递，如美国Washington大学的热辐射反应器；(3)气固混合直接加热式反应器，其主要是借助热气流或气固两相流对生物质进行快速加热，其能提供高的加热速率以及相对均匀的反应温度，同时快速流动的载气便于热裂解一次产物及时析出，如加拿大Waterloo大学的流化床热裂解系统、加拿大Ensyn提出的循环流化床反应器和GTFJ的快速引射流反应器等。壁面间接加热式反应器的设备规模较为庞大，同时机械接触磨损厉害而使得运行维护成本也较高，因此在规模化应用中将受到限制，此类反应器一般主要提供机理性试验所需。而辐射式换热器换热效果较差，能耗大而难以规模化。相比于前两种类型，国外已开发并且试图规模化的生物质热裂解液化反应装置侧重于第三类。流化床(或循环流化床)热解液化工艺因能实现高的加热速率、较短的气体停留时间、简捷的温度控制、方便的炭回收、较低的投资以及成熟的设计方法而使得其成为目前最有发展潜力的热裂解制取液体燃料的工艺。

如中国专利第CN200510057215.8号所揭示的一种生物质热解液化的工艺方法及其双塔式装置系统。其工艺方法包括把生物质材料送入热解反应塔内让高温流化气和高温载热体与生物质材料混合以对生物质进行热裂解的步骤，在分离器中把热解气与残碳、灰份进行气固分离的步骤，以及在冷凝器中把热解气冷凝成生物油的步骤等。其中，载热体是与热解气、残碳等一道从热解反应塔内输出循环系统的；残碳被用来对载热体进行预加热。其装置系统还包括将载热体和残碳一道与其他物质先分离一次的初级分离器、燃烧残碳的载热体加热塔、以及用于将从载热体加热塔内出来的载热体-废气-灰分进行分离的载热体分离器。但是，从以上描述可以看出，第CN200510057215.8号专利具有以下不足之处：从冷凝器出来的不凝结气体和载气作为回收气，直接被循环用作热解反应塔的一部分流化气、载热体加热塔的一部分助燃气、以及送料机构内的一部分循环热载气，因此，一方面，可以作为气体燃料的不凝结气体没有形成可向外界输送的燃气产品，这导致了价值损失，另一方面，这种混合的回收气中含有大量的水分和焦油，然而却没有经过充分处理就直接用于后续流程，导致恶性循环，不但导致生物质能转化率降低，而且还将导致设备损坏，甚至发生安全事故。

因此，提供一种更换方便、结构简单、价格低廉、清洁环保的用于生物质快速热解液化系统的除焦过滤器成为急需解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可以广泛采用价格低廉的生物质颗粒作为滤材的除焦过滤器。

本实用新型的技术方案是这样实现的：提供一种除焦过滤器，包括内部设有密封空间的外壳、用于将密封空间分隔成上腔室和下腔室的分隔板、与上腔室连通的洁净燃气出口、与下腔室连通的粗燃气入口、以及从分隔板的开口延伸设置于下腔室内的内壳，其中，内壳的侧壁的中下部和/或底壁上设有若干透气孔，生物质颗粒滤芯填充在内壳内部并通过设有若干透气孔的压板压紧，生物质颗粒滤芯的上表面高于内壳的最上端的透气孔。

生物质快速热解液化系统一般包括热解反应器、与热解反应器的热解气出口相连的气固分离子系统、与气固分离子系统的气体出口相连的生物油冷凝储备子系统、以及与生物油冷凝储备子系统的不可凝气体出口相连的燃气净化储备子系统。从生物油冷却塔出来的不可凝气体总会挟带一定数量的水分和焦油，虽然经过高压静电除焦器可以除掉大部分焦油，但是还会有相当数量的水分和焦油不能彻底除去，这给后面的燃气输送设备和换热设备带来很大麻烦，不仅容易造成设备阻塞，还容易在高温换热器表面积炭，显著降低换热效率。

因此，本实用新型的除焦过滤器可以用于生物质快速热解液化系统的燃气净化储备子系统，可以显著降低可燃气中水分和焦油含量。

具体地，内壳的侧壁和/或底壁与外壳的内壁之间留有间隙，粗燃气入口通过间隙与内壳的若干透气孔连通。比如，内壳的侧壁和底壁与外壳的内壁之间都留有间隙，即内壳悬置在外壳内部；或者，只有内壳的侧壁与外壳的内壁之间留有间隙，即内壳与外壳共底壁；或者，只有内壳的底壁与外壳的内壁之间留有间隙，即内壳与外壳共侧壁。无论何种情况，只要保证粗燃气入口可以通过间隙与内壳的透气孔连通即可。

优选地，外壳顶部设有可拆卸的密封盖以便于更换内壳或滤材。更优选地，进一步在密封盖上设有可调节压紧螺杆机构，压紧螺杆的末端抵压在压板上。

优选地，内壳可拆卸固定于分隔板。更优选地，内壳的任何一处的横截面都小于分隔板的开口，以便于内壳可顺利地从分隔板取下来。具体地，内壳包括可支撑在分隔板的开口周缘的上端沿，以便将内壳固定于分隔板并在内壳侧壁与分隔板之间形成密封。

其中，外壳和内壳的形状可以为圆筒状、棱柱状或其它形状。其中，上腔室的高度小于等于外壳高度的五分之一。

其中，外壳和内壳的材料可以选择不锈钢。

本实用新型的除焦过滤器还可以用于其它需要过滤燃气的场合。

本实用新型的有益效果是：1.本实用新型的除焦过滤器采用了价格低廉的生物质颗粒作为滤材，这种滤材对燃气中的焦油黏附性好，利于焦油的吸附，其成本很低，来源广泛；2.本实用新型的除焦过滤器的滤材在丧失吸附作用后完全可以作为生物质液化的原料进行使用，避免了滤料频繁更换带来的浪费和后处理的困难；3.本实用新型的除焦过滤器结构简单，更换滤料方便，适应于含有一定粒径粉尘或者油类物质的气体，利于工业化应用。

以下结合附图和实施例，来进一步说明本实用新型，但本实用新型不局限于这些实施例，任何在本实用新型基本精神上的改进或替代，仍属于本实用新型权利要求书中所要求保护的范围。

附图说明

图1为本实用新型除焦过滤器实施例1的示意图。

具体实施方式

实施例1

请参照图1，本实用新型的除焦过滤器包括内部设有密封空间的外壳20、用于将密封空间分隔成上腔室23和下腔室25的分隔板24、与上腔室23连通的洁净燃气出口27、与下腔室25连通的粗燃气入口28、以及从分隔板24的开口244延伸设置于下腔室25内的内壳40。

其中，内壳40包括可支撑在分隔板24的开口244周缘的上端沿401，以便将内壳40可拆卸固定于分隔板24上并在内壳40侧壁与分隔板24之间形成密封。

内壳40的底壁404上设有若干透气孔444，生物质颗粒滤芯50填充在内壳40内部并通过设有若干透气孔333的压板30压紧。

如图1所示，内壳40的侧壁和底壁404与外壳20的内壁之间都留有间隙，即内壳40悬置在外壳20内部。

外壳20顶部设有可拆卸的密封盖21以便于更换内壳或滤材。密封盖21上设有可调节压紧螺杆机构211，压紧螺杆211的末端抵压在压板30上，以将滤材充分压实。

本实用新型系统除焦过滤器的工作流程如下：

携带水分和焦油的不可凝气体从粗燃气入口28进入下腔室25，通过内壳40底壁404上的透气孔444进入生物质颗粒过滤层，在过滤层内，焦油和水分被多孔生物质颗粒吸附后，洁净的气体从压板30的透气孔333流出过滤层，并经过上腔室23从洁净燃气出口27进入储气柜，以备下一步利用。当滤料运行一段时间后不再具有吸附作用时，可以方便地打开密封盖21更换滤料。

实施例2

作为本实用新型的另一种方案，其它部分与实施例1相同，不同之处在于：

只在内壳40的侧壁与外壳20的内壁之间留有间隙，即内壳40与外壳20共底壁。

此时，只在内壳40的侧壁的中下部设有若干透气孔，生物质颗粒滤芯填充在内壳40内部，并且生物质颗粒滤芯的上表面高于内壳40侧壁的最上端的透气孔。

实施例3

只在内壳40的底壁404与外壳20的内壁之间留有间隙，即内壳与外壳共侧壁。

此时，粗燃气入口28设置在外壳20的底壁上。

Claims

1、一种除焦过滤器，包括内部设有密封空间的外壳、用于将所述密封空间分隔成上腔室和下腔室的分隔板、与所述上腔室连通的洁净燃气出口、与所述下腔室连通的粗燃气入口、以及从所述分隔板的开口延伸设置于所述下腔室内的内壳，其特征在于，所述内壳的侧壁的中下部和/或底壁上设有若干透气孔，生物质颗粒滤芯填充在所述内壳内部并通过设有若干透气孔的压板压紧，所述生物质颗粒滤芯的上表面高于所述内壳的最上端的所述透气孔。

2、如权利要求1所述的除焦过滤器，其特征在于，所述外壳顶部设有可拆卸的密封盖。

3、如权利要求2所述的除焦过滤器，其特征在于，进一步在所述密封盖上设有可调节压紧螺杆机构，所述压紧螺杆的末端抵压在所述压板上。

4、如权利要求1～3之一所述的除焦过滤器，其特征在于，所述内壳可拆卸固定于所述分隔板。

5、如权利要求4所述的除焦过滤器，其特征在于，所述内壳的任何一处的横截面都小于所述分隔板的所述开口。

6、如权利要求5所述的除焦过滤器，其特征在于，所述内壳包括可支撑在所述分隔板的所述开口的周缘的上端沿。

7、如权利要求4所述的除焦过滤器，其特征在于，所述内壳的侧壁和/或底壁与所述外壳的内壁之间留有间隙，所述粗燃气入口通过所述间隙与所述内壳的若干透气孔连通。

8、如权利要求4所述的除焦过滤器，其特征在于，所述上腔室的高度小于或等于所述外壳高度的五分之一。