CN204981787U - 一种生物质热解气梯级冷凝分离回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种生物质热解气梯级冷凝分离回收装置，该装置主要由一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器、四级冷凝器与五级冷凝器组成，且具有相同的结构型式，主要包括热解气体入口、热解气出口、冷凝介质入口、冷凝介质出口、冷凝液体回收口、进气口开关、出气口开关、热解气进口温度传感器、热解气出口温度传感器、冷空气出口温度传感器、回收瓶；高温热解气体从一级冷凝器热解气入口进入系统，经过多级冷凝后从五级冷凝器热解气出口排出，冷凝物质分别从各个冷凝回收口排出并进行回收；本实用新型可对生物质热解气体冷凝物进行分级回收，以研究各个冷凝段的冷凝产物组分，有助于研究生物质热解烟气的谱系式冷凝过程。

Description

一种生物质热解气梯级冷凝分离回收装置

技术领域

本实用新型属于生物质热解炭化气体冷却净化领域，适用于热解气中可冷凝物质的冷凝分离，可以得到不同温度下的冷凝产物。

背景技术

生物质在慢速热解炭化过程中会产生焦油、木醋液等副产物，其中过高的焦油含量会引起管道结垢、堵塞与腐蚀，既造成了能量的浪费、又污染了环境。焦油、木醋液也是良好的化工原料，如何将其进行有效的回收也是一种重要的处理方法。虽然目前对于如何清除热解中的副产物有了一定的研究，如采用水洗、过滤、高温催化裂解等方法，并取得了良好的成果，但是对于可冷凝物质在不同温度下的冷凝特性的研究还很鲜见。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决背景技术中所述的将热解气中的可冷凝物质进行分级冷凝，以求获得不同温度下的冷凝物质，为研究更小间隔温度段内冷凝物质的不同，甚至达到谱系式的冷凝产物做准备。

本实用新型生物质热解气的分级冷凝回收装置，包括一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器、四级冷凝器及五级冷凝器五部分组成，每级冷凝器具有相同的结构型式，其特征在于，包括热解气体入口、热解气出口、冷凝介质入口、冷凝介质出口、冷凝液体回收口、进气口开关、出气口开关、热解气进口温度传感器、热解气出口温度传感器、冷空气出口温度传感器、回收瓶，其中，冷却气体外壳与热解气体管道采用焊接方式组合在一起，温度传感器采用三通的方式将其安装到管道上，冷空气从圆柱体的切线方向通入外管内部。

进一步的，每级冷凝器回收装置均采用带螺纹口的回收瓶将其固定到各个冷凝物质出口处。

进一步的，每相邻两级冷凝器之间的连接部分均采用一般性保温材料对管道进行包覆，以减少热量的散失。

进一步的，从热解炭化炉出来的约550℃左右的气体直接通入热解气体入口，依次经过一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器、四级冷凝器、五级冷凝器五个冷凝器进行逐级冷凝；其中从各个冷凝器出来后所要达到的冷凝温度分别为：一级冷凝器约380℃，二级冷凝器约260℃、三级冷凝器约140℃、四级冷凝器约20℃、五级冷凝器约-70℃。

进一步的，可冷凝气在一级冷凝器冷凝后附着在一级冷凝器内表面的物质，在关闭一级冷凝器阀门与一二级冷凝器阀门后，向冷凝介质入口通入高温气体将热解气管道加热到约400℃将粘着物脱离内管壁，通过冷凝液体回收口排到冷凝器外并进行回收。

本实用新型的优点在于，可以同时回收到不同温度下不同的生物质热解气中的冷凝产物，利于研究不同温度下冷凝产物的组分及性质。

附图说明

图1为生物质热解气梯级冷凝分离回收装置结构示意图；

图2为生物质热解气梯级冷凝分离回收装置一级冷凝器示意图；

图3为生物质热解气梯级冷凝分离回收装置冷凝气体进口示意图；

图4为生物质热解气梯级冷凝分离回收装置温度传感器三通连接示意图；

图中，101--一级冷凝器，102--二级冷凝器，103--三级冷凝器，104--四级冷凝器，105--五级冷凝器，01--二级冷凝器冷凝气出口，02--三级冷凝器冷凝气出口，03--四级冷凝器冷凝气出口，04--五级冷凝器冷凝气出口，05--热解气出口，06--五级冷凝器冷凝气入口，07--四级冷凝器冷凝气入口，08--三级冷凝器冷凝气入口，09--二级冷凝器冷凝气入口，1--二级冷凝器热解气出口温度传感器，2--二三级换热器阀门，3--三级冷凝器热解气出口温度传感器，4--三四级换热器阀门，5--四级冷凝器热解气出口温度传感器，6--四五级换热器阀门，7--五级冷凝器热解气出口温度传感器，8--五级冷凝产物出口，9--五级冷凝物回收瓶，10--四级冷凝物回收瓶，11--四级冷凝产物出口，12--三级冷凝物回收瓶，13--三级冷凝产物出口，14--二级冷凝物回收瓶，15--二级冷凝产物出口，201--热解气入口，202--一级冷凝器阀门，203--一级冷凝器热解气进口温度传感器，204--一级冷凝器冷凝气出口，205--一级冷凝器冷凝气出口传感器，206--一级冷凝器热解气出口温度传感器，207--一级冷凝器热解气出口，208--一二级换热器阀门，209--一级冷凝产物出口，210--一级冷凝物回收瓶，211--一级冷凝器冷凝气入口，301--冷凝气体流动通道，401--连接螺纹，402--三通。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的具体实施方法作详细的说明：

参见附图1，生物质热解气的分级冷凝回收装置主要包括一级冷凝器101、二级冷凝器102、三级冷凝器103、四级冷凝器104及五级冷凝器105。

以附图2一级冷凝器101为例，主要包括热解气入口201，一级冷凝器阀门202，一级冷凝器热解气进口温度传感器203，一级冷凝器冷凝气出口204，一级冷凝器冷凝气出口温度传感器205，一级冷凝器热解气出口温度传感器206，一级冷凝器热解气出口207，一二级换热器阀门208，一级冷凝产物出口209，一级冷凝物回收瓶210，一级冷凝器冷凝气入口211，一级冷却气体管道212，一级热解气体管道213。

所述的整个换热器系统通过一级冷凝器阀门202两端的螺纹连接到热解炉上，一级冷凝器101与二级冷凝器102通过一二级换热器阀门208控制热解气的流通与关闭，其他几个冷凝器具有一样的结构。

热解气的流动过程：热解气通过一级冷凝器热解气入口201进入内管中，依次经过一级冷凝器101，二级冷凝器102，三级冷凝器103，四级冷凝器104，最后经过五级冷凝器105后从五级冷凝器热解气出口05排出整个系统。

冷凝产物回收过程：高温热解气体在流过每一个冷凝器时会有不同质量的物质冷凝下来，顺着倾斜的内壁向下流动，像第一级冷凝产物流入一级冷凝物回收瓶210中，后面的几级具有相同的结构型式。

本实用新型采用气气交换的形式进行换热，对内管内的热解气在各个冷凝器的进出口进行实时监控，通过反馈信号调节冷空气的进气流量与流速以达到最初设定的温度，其中第一级热解气可从约550℃降到约350℃，第二级是从约350℃降到约200℃，第三级是从约200℃降到约100℃，第四级是从约100℃降到约25℃，第五级是从约25℃降到约-70℃，保证回收到各个温度段内的冷凝产物，以便分析各个冷凝段的产物的组分。

上述详细说明是针对本实用新型的可实施方式的具体说明，上述实施方式并未用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型的等效实施或变更，均应包含于本实用新型的专利范围。

Claims (7)

1.一种生物质热解气梯级冷凝分离回收装置，包括一级冷凝器(101)、二级冷凝器(102)、三级冷凝器(103)、四级冷凝器(104)、五级冷凝器(105)，其特征在于，所述的五个冷凝器具有相同的结构型式，采用串联逆流的形式进行冷却换热。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，一级冷凝器(101)包括一级热解气体入口(201)、一级热解气出口(207)、一级冷凝介质入口(211)、一级冷凝介质出口(204)、一级冷凝液体回收口(209)、一级冷凝器阀门(202)、一二级换热器阀门(208)、一级热解气进口温度传感器(203)、一级热解气出口温度传感器(206)、一级冷空气出口温度传感器(205)、一级冷凝物回收瓶(210)、一级冷却气体管道(212)、一级热解气体管道(213)，其中，一级冷却气体管道(212)与一级热解气体管道(213)采用焊接方式组合在一起。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，一级热解气进口温度传感器(203)通过连接螺纹(401)连接到管道三通(402)上，其余的传感器具有相同的安装方式。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其特征在于，一级冷凝器(101)所用的冷空气从其外表面的切线方向通入外层冷凝气体流动通道(301)。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，一级冷凝器(101)采用耐高温密封胶将带锥螺纹的一级冷凝物回收瓶(210)固定到一级冷凝产物出口(209)处。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每相邻两级冷凝器之间的连接部分均采用保温材料对管道进行包覆，以减少热量的散失。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，冷凝后附着在一级冷凝器(101)内表面的物质，在关闭一级冷凝器阀门(202)、一二级换热器阀门(208)后，向一级冷凝介质入口(211)通入高温气体将热解气管道加热到约400℃的温度将粘着物脱离内管壁，通过一级冷凝液体回收口(209)排到一级冷凝器(101)外并进行回收。