CN203382729U - 一种生物质燃气焦油过滤回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种生物质燃气焦油过滤回收装置，可实现焦油的回收利用，并可避免过滤废水对环境的二次污染。该回收装置包括一个容器，容器的底部设有沉淀腔，容器的上部设有水洗腔和过滤腔；水洗腔的上方设有燃气入口，下方分别与沉淀腔的顶部及过滤腔的底部相通，水洗腔内设有多个与循环水管连通的喷嘴；过滤腔设有燃气出口，过滤腔在燃气出口与水洗腔之间设有若干道过滤筛壁，并设有朝向过滤筛壁的与循环水管连通的喷嘴；沉淀腔在远离水洗腔的一侧的上方设有与所述循环水管相通的出水口，且沉淀腔在靠近水洗腔的一侧的底部设有第一焦油回收口及第一焦油回收阀，沉淀腔在第一焦油回收口与出水口之间设置有迷宫水道；所述循环水管设有水泵。

Description

一种生物质燃气焦油过滤回收装置

技术领域

 本实用新型属于生物质能源利用技术领域，特别涉及到一种生物质燃气焦油过滤回收装置。

背景技术

在生物质气化过程中，焦炭和焦油都是不可避免的副产物。焦油在高温时呈气态， 与可燃气体可以完全混合，而在低温（一般低于200℃）时凝结为液态。焦油的存在对生物质气化及其利用会产生不利的影响。首先它降低了气化炉气化效率，气化燃气中焦油产物的能量一般占总能量的5%～15%，这部分能量在低温时难以与可燃气体一道被利用，大部分被浪费；其次容易和水、炭粒等结合在一起，堵塞输气管道，卡住阀门、抽风机转子、腐蚀金属；另外，凝结为细小液滴的焦油难以燃尽，在燃烧时容易产生炭黑等颗粒，对锅炉等燃气利用设备的损害相当严重。这些问题大大降低了气化燃气的利用价值。因此说，焦油问题的解决与否也成为制约生物质气化技术发展与应用的关键性问题。

根据除焦过程中采用的原理不同，除焦方法可以分成物理法和热化学法两大类，其中物理法除焦油可分为湿法和干法两种。湿法去除焦油是生物质气化燃气净化技术中最为普通的方法。湿法净化系统一般采用多级湿法联合除焦油，系统成本较低，操作简单，生物质气化技术初期的净化系统一般均采用这种方式。但这种方式有以下缺点: 1、含焦油的废水的排出易造成二次环境污染；2、大量焦油不能利用，造成能源损失；3、实际净化效果不理想，只有70～80%。干法净化是为避免湿法净化带来的水污染问题，采用过滤技术净化燃气的方法。过滤法除焦油是将吸附性强的材料(如活性炭等)装在容器中，当燃气穿过吸附材料，或者穿过装有滤纸或陶瓷芯的过滤器时，把其中的焦油过滤出来。可根据生物质燃气中所含杂质较多的特点，采用多级过滤的净化方法，在实际过程中，由于其净化效果不好，焦油沉积严重且粘附焦油的滤料难以处理，几乎没有单独使用的，多与其他净化装置联合使用。

热化学法包括热裂解与催化裂解，就是使焦油在一定的反应条件下发生一系列的化学反应，使大分子的焦油转化成小分子的可燃气体。热裂解法除焦油是在很高温度(1000～1200℃)下，把焦油分解成小分子气体。在温度高于1100℃时，能得到很高的转化效率，但在裂解过程中易产生烟灰，而且如此高温环境，既难以获得，又容易对装置产生损坏。而催化裂解是在气化过程加入裂解催化剂，可大幅度降低裂解温度，在 750～900 ℃温度下，就能将绝大部分焦油裂解，焦油裂解后的产物与燃气成分相似。催化裂解法减少了燃气中焦油的含量，是目前最有效、最先进的方法，在大、中型气化炉中逐渐被采用。但是通常的催化裂解方式都是采用气化炉与裂解炉分离的方式进行，这就需要为裂解炉提供额外的750～900℃热源，因此限制了该方法在某些场合的应用。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种生物质燃气焦油过滤回收装置，可实现焦油的回收利用，并可避免过滤废水对环境的二次污染。

本实用新型的生物质燃气焦油过滤回收装置包括一个容器，所述容器的底部设有沉淀腔，容器的上部设有水洗腔和过滤腔；所述水洗腔的上方设有燃气入口，下方分别与沉淀腔的顶部及过滤腔的底部相通，所述水洗腔内设有多个与循环水管连通的喷嘴；所述过滤腔设有燃气出口，所述过滤腔在燃气出口与水洗腔之间设有若干道过滤筛壁，并设有朝向过滤筛壁的与循环水管连通的喷嘴；所述沉淀腔在远离水洗腔的一侧的上方设有与所述循环水管相通的出水口，且沉淀腔在靠近水洗腔的一侧的底部设有第一焦油回收口及第一焦油回收阀，沉淀腔在第一焦油回收口与出水口之间设置有迷宫水道，所述迷宫水道包括由沉淀腔顶部向下延伸的第一档板和由沉淀腔底部向上延伸的第二档板构成；所述循环水管设有水泵。

生物质燃气从燃气入口进入，并由水洗腔流向过滤腔，燃气在水洗腔的流动过程中，喷嘴对燃气进行喷淋水洗，使得燃气中含有的大部分焦油随水流入沉淀腔内，燃气经过水洗后，进入到过滤腔，并经过过滤筛壁的过滤和再次水洗后，沿燃气出口流出。过滤腔内的污水也会流入至沉淀腔内。流入到沉淀腔内的污水中含有较多的焦油，在沉淀腔内焦油与污水因重力作用而自然分层，大部分焦油沉淀在沉淀腔的底部，而炭灰会漂浮于水面上。沉淀腔内的水会经过迷宫水道流向出水口，在流向出水口的过程中，沉淀腔内漂浮于水面的焦油会被第一档板阻隔，而沉积在水下的焦油会被第二档板阻隔，进而使得出水口处的水变得清洁，焦油含量大大减少，可以在水泵的作用下，通过循环水管流向水洗腔和过滤腔，使水得到循环利用。

另外，过滤腔内的喷嘴朝向过滤筛壁，不仅可以对燃气进行水洗，还可以冲刷过滤筛壁的表面，使其表面积聚的焦油流下，避免过滤筛壁堵塞。

经过较长时间的使用后，沉淀腔的底部可能会积聚较多的焦油，此时打开第一焦油回收阀，在水的作用下，焦油即可沿第一焦油回收口流出，将焦油收集起来可以作为化工原料销售。

进一步地，为方便观察沉淀腔内的水位，所述沉淀腔还通过水管与一个水位观察腔相通，所述水位观察腔在高于所述出水口的位置设有超水位溢出口。根据连通器的原理，水位观察腔的水位高度即为沉淀腔的水位高度，当沉淀腔的水位过高时，沉淀腔内的水就会沿超水位溢出口流出。

进一步地，所述水位观察腔的底部设有第二焦油回收口及第二焦油回收阀，由于沉淀腔内的水会含有焦油，因此水位观察腔的底部可能也会有焦油沉积，在此处设置第二焦油回收口及第二焦油回收阀，可以对流入水位观察腔内的焦油进行回收。

进一步地，所述第二档板的顶端高于第一档板的底端且低于出水口，这样无论沉淀腔内的水位如何，在水流向出水口的过程中，沉淀腔内漂浮于水面的炭灰等都会被第一档板阻隔，而沉积在水下的焦油都会被第二档板阻隔，进而使得出水口处的水变得清洁，焦油含量及炭灰大大减少。

进一步地，所述过滤腔的底面为斜面，倾斜方向由燃气出口朝向水洗腔，这样就使得沉积在过滤腔的底面的焦油更容易流向沉淀腔。

进一步地，所述过滤筛壁填充有活性炭，活性炭不仅过滤效果好，而且在长期使用之后，更换掉的滤筛可以作为锅炉燃料烧掉，无需丢弃而污染环境。

本实用新型的生物质燃气焦油过滤回收装置经过多级水洗、过滤，使得焦油过滤效果达到98%以上；而过滤得到的含焦油废水通过沉淀分层，使得焦油可以方便地回收，避免了燃气热值的浪费；并使得废水得到循环使用，无需排放，避免了对环境的二次污染。过本实用新型装置过滤后的生物质燃气焦油含量大大降低，适合于集中供气等远距离传输，可扩大生物质燃气的应用范围。

附图说明

    图1是本实用新型的生物质燃气焦油过滤回收装置的结构示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

实施例1：

如图1所示（箭头为生物质燃气的运动方向），本实施例的生物质燃气焦油过滤回收装置包括一个容器，所述容器的底部设有沉淀腔1，容器的上部设有水洗腔2和过滤腔3；所述水洗腔2的上方设有燃气入口21，下方分别与沉淀腔1的顶部及过滤腔3的底部相通，所述水洗腔2内设有多个与循环水管4连通的喷嘴22；所述过滤腔3设有燃气出口31，所述过滤腔3在燃气出口31与水洗腔2之间设有若干道由活性炭填充的过滤筛壁32，并设有朝向过滤筛壁32的与循环水管4连通的喷嘴33；所述沉淀腔1在远离水洗腔2的一侧的上方设有与所述循环水管4相通的出水口11，且沉淀腔1在靠近水洗腔2的一侧的底部设有第一焦油回收口12及第一焦油回收阀13，沉淀腔1在第一焦油回收口12与出水口11之间设置有迷宫水道，所述迷宫水道包括由沉淀腔1顶部向下延伸的第一档板14和由沉淀腔1底部向上延伸的第二档板15构成，第二档板15的顶端高于第一档板14的底端且低于出水口11；所述循环水管4设有水泵5。

进一步地，为方便观察沉淀腔1内的水位，所述沉淀腔1还通过水管与一个水位观察腔6相通，所述水位观察腔6在高于所述出水口11的位置设有超水位溢出口61。根据连通器的原理，水位观察腔6的水位高度即为沉淀腔1的水位高度，当沉淀腔1的水位过高时，沉淀腔1内的水就会沿超水位溢出口61流出。

进一步地，所述水位观察腔6的底部设有第二焦油回收口62及第二焦油回收阀63，由于沉淀腔1内的水会含有焦油，因此水位观察腔6的底部可能也会有焦油沉积，在此处设置第二焦油回收口62及第二焦油回收阀63，可以对流入水位观察腔6内的焦油进行回收。

进一步地，所述过滤腔3的底面34为斜面，倾斜方向由燃气出口31朝向水洗腔2，这样就使得沉积在过滤腔3的底面的焦油更容易流向沉淀腔1。

生物质燃气从燃气入口21进入，并由水洗腔2流向过滤腔3，燃气在水洗腔2的流动过程中，喷嘴22对燃气进行喷淋水洗，使得燃气中含有的大部分焦油随水流入沉淀腔1内，燃气经过水洗后，进入到过滤腔3，并经过过滤筛壁32的过滤和再次水洗后，沿燃气出口31流出。过滤腔3内的污水也会流入至沉淀腔1内。流入到沉淀腔1内的污水中含有较多的焦油，在沉淀腔1内焦油与污水因重力作用而自然分层，大部分焦油沉淀在沉淀腔1的底部，而炭灰会漂浮于水面上。沉淀腔1内的水会经过迷宫水道流向出水口11，在流向出水口11的过程中，沉淀腔1内漂浮于水面的炭灰会被第一档板14阻隔，而沉积在水下的焦油会被第二档板15阻隔，进而使得出水口11处的水变得清洁，焦油含量大大减少，可以在水泵5的作用下，通过循环水管4流向水洗腔2和过滤腔3，使水得到循环利用。

另外，过滤腔3内的喷嘴22朝向过滤筛壁32，不仅可以对燃气进行水洗，还可以冲刷过滤筛壁32的表面，使其表面积聚的焦油流下，避免过滤筛壁32堵塞。

经过较长时间的使用后，沉淀腔1的底部可能会积聚较多的焦油，此时打开第一焦油回收阀13，在水的作用下，焦油即可沿第一焦油回收口12流出，将焦油收集起来可以作为化工原料销售。

Claims (6)

1.一种生物质燃气焦油过滤回收装置，其特征在于包括一个容器，所述容器的底部设有沉淀腔，容器的上部设有水洗腔和过滤腔；所述水洗腔的上方设有燃气入口，下方分别与沉淀腔的顶部及过滤腔的底部相通，所述水洗腔内设有多个与循环水管连通的喷嘴；所述过滤腔设有燃气出口，所述过滤腔在燃气出口与水洗腔之间设有若干道过滤筛壁，并设有朝向过滤筛壁的与循环水管连通的喷嘴；所述沉淀腔在远离水洗腔的一侧的上方设有与所述循环水管相通的出水口，且沉淀腔在靠近水洗腔的一侧的底部设有第一焦油回收口及第一焦油回收阀，沉淀腔在第一焦油回收口与出水口之间设置有迷宫水道，所述迷宫水道包括由沉淀腔顶部向下延伸的第一档板和由沉淀腔底部向上延伸的第二档板构成；所述循环水管设有水泵。

2.根据权利要求1所述的生物质燃气焦油过滤回收装置，其特征在于所述沉淀腔还通过水管与一个水位观察腔相通，所述水位观察腔在高于所述出水口的位置设有超水位溢出口。

3.根据权利要求2所述的生物质燃气焦油过滤回收装置，其特征在于所述水位观察腔的底部设有第二焦油回收口及第二焦油回收阀。

4.根据权利要求1或2或3所述的生物质燃气焦油过滤回收装置，其特征在于所述第二档板的顶端高于第一档板的底端且低于出水口。

5.根据权利要求1或2或3所述的生物质燃气焦油过滤回收装置，其特征在于所述过滤腔的底面为斜面，倾斜方向由燃气出口朝向水洗腔。

6.根据权利要求1或2或3所述的生物质燃气焦油过滤回收装置，其特征在于所述过滤筛壁填充有活性炭。

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