CN208949214U - 一种炭化尾气回收、净化分离系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种炭化尾气回收、净化分离系统，包括冲击水浴分离器、污水泵和沉淀器；冲击水浴分离器上方设有炭化尾气回收管，右侧通过管道依次连接冷却器、罗茨风机和输气管；冲击水浴分离器下方和冷却器底部分别通过回收管与回收池连通；污水泵进水口通过管道与回收池连通，其出水口通过管道与沉淀器顶部的木焦油和木醋液进口连接；沉淀器左侧上部设有排水阀，下部设有木焦油阀，右侧中部设有木醋液阀，底部设有炭泥阀。本实用新型结构简单、安全可靠、操作方便、造价低廉，有效地从炭化尾气中分离出炭泥、木焦油、木醋液、水和清洁的炭化尾气，既节能环保，又能提高炭化尾气的利用价值。

Description

一种炭化尾气回收、净化分离系统

技术领域

本实用新型涉及环保炭化设备领域，特别是涉及一种炭化尾气回收、净化分离系统。

背景技术

人们利用干馏原理，将棒状、块状和颗粒状生物质含碳原料送进炭化炉内点火升温到300℃以上，含碳原料在炉内经过脱水，初始热解和强烈热分解的炭化过程，生成除炭以外的木焦油及含有一氧化碳、氢气、甲烷等物质的可燃气体，若将它们直接排放到大气中去，不但浪费了资源，而且也造成对大气的污染。

目前炭化尾气净化、分离的常用处理方法及其不足简介如下：

1、湿式分离法让炭化尾气通过依次连接的喷淋塔、气液(或油水)分离器和引风机。当炭化尾气进入喷淋塔内自下而上流动时，与向下喷洒的水滴反复接触，使粉尘颗粒和焦油雾滴与水混合，得到含有木焦油、木醋液、水分和粉尘颗粒的洗涤液，落到喷淋塔底部并排放到木焦油回收池内；经过喷淋的炭化尾气从喷淋塔上部排出进入气液(或油水)分离器内，使炭化尾气所含的木焦油雾滴、木醋液雾滴、水和粉尘颗粒得到了进一步分离，分别得到气液(或油水)分离器底部的含有木焦油、木醋液、水分和粉尘颗粒的混合液及净化后的炭化尾气。存在的不足是：喷淋塔的耗水量大，排出的含有木焦油、木醋液和粉尘颗粒的洗涤液虽经过滤多次重复使用，但还有相当数量的洗涤液排出系统外，加重后续系统的处理成本，若处理不当，还容易产生二次污染。此外，该方法还不能有效地分离出木焦油、木醋液、水和炭泥，因此降低了炭化尾气的利用价值。

2、冷却分离法让炭化尾气通过依次连接的冷却塔(或冷却器)、气液(或油水)分离器和引风机。当炭化尾气从冷却塔的一侧底部进入到冷却塔内，与同时进入冷却塔内的循环冷却水进行间接逆流传热，炭化尾气中的大部分木焦油汽、木醋液汽、水蒸气和粉尘颗粒一起被冷凝成液珠，落到冷却塔底部并进入木焦油、木醋液回收池内。经冷却净化的炭化尾气从冷却塔右侧进入气液(或油水)分离器，进一步分离出炭化尾气中的木焦油雾滴等杂质，提高了炭化尾气的清洁度。存在的不足是：200℃～300℃的炭化尾气通过冷却塔的冷凝管内壁(或外壁)时，其所含的木焦油汽遇冷后会与粉尘颗粒凝结在一起，容易附着在冷凝管的内壁(或外壁)上，造成冷凝管的堵塞或降低冷凝管的冷却效果。此外，该方法同样也不能将木焦油、木醋液、水和炭泥有效分离，给后续处理增加了负担，同时降低了炭化尾气的利用价值。

3、静电分离法采用的设备包括喷淋塔、冷却器、电捕焦油器和沉淀器。炭化尾气经喷淋塔洗涤和冷却器冷却净化后，分别得到含有木焦油、木醋液、水分和粉尘颗粒的混合溶液及含有木焦油雾滴等杂质的冷却后的炭化尾气。当冷却后的炭化尾气通过电捕焦油器内腔的电场时，吸附了负离子和电子的杂质在电场库伦力的作用下，移动到由金属管壁(或平板) 构成的沉淀极后释放所带的电荷，并被沉淀极吸附，从而达到净化炭化尾气的目的。当吸附于沉淀极上的杂质量增加到大于其附着力时，会自动落到电捕焦油器底部并进入木焦油的回收池内，与上述含有木焦油、木醋液、水分和粉尘颗粒的混合溶液一起被抽送到沉淀器内沉淀分离出炭泥、木焦油、木醋液和水。经处理后的炭化尾气从电捕焦油器上部离开进入后续系统。存在的不足是：设备比较复杂，造价高，操作不便，需要用专门的措施来保证电极的清洁，而且要求炭化尾气中的氧气含量极低，否则有高压电晕引爆冷却后的炭化尾气的危险。

实用新型内容

基于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种炭化尾气回收、净化分离系统，该系统既能有效地回收炭化尾气、减少水资源的消耗和降低木焦油污水处理的成本，又能将炭化尾气有效地分离出炭泥、木焦油、木醋液、水和清洁的炭化尾气，以供后续系统处理利用，提高了炭化尾气的利用价值，避免了废气、污水对周围环境的污染，从而达到了节能环保的目的。

本实用新型的技术方案为：一种炭化尾气回收、净化分离系统，包括冲击水浴分离器、污水泵和沉淀器；所述冲击水浴分离器上方设有炭化尾气回收管，右侧通过管道依次连接冷却器、罗茨风机和输气管；所述冲击水浴分离器下方和冷却器底部分别通过回收管与回收池连通；所述污水泵进水口通过管道与回收池连通，其出水口通过管道与沉淀器顶部的木焦油和木醋液进口连接；所述沉淀器左侧上部设有排水阀，下部设有木焦油阀，右侧中部设有木醋液阀，底部设有炭泥阀。

所述回收管为木焦油和木醋液回收管，所述回收池为木焦油和木醋液回收池。

所述冲击水浴分离器包括顶部钢板、挡水板和喷管；所述挡水板设置在所述冲击水浴分离器的内腔上部，以便从炭化尾气中分离水滴和气泡；所述挡水板与所述冲击水浴分离器的所述顶部钢板的距离为250～300mm；所述喷管一端端口设置在所述冲击水浴分离器的所述顶部钢板上方，该端口通过法兰盘与所述炭化尾气回收管连接；所述喷管的另一端端口穿过所述冲击水浴分离器的所述顶部钢板和所述挡水板的中央进入所述冲击水浴分离器的内腔，且让该端口面离所述挡水板的距离为300～500mm；所述冲击水浴分离器的所述顶部钢板上设置有补水进口，以便通过补充水来调节冲击水浴分离器内腔的液面高度和水浴液的温度，以利于木焦油、木醋液和粉尘颗粒从炭化尾气中分离出来，达到提高炭化尾气净化效率的目的；所述补水进口与输水管一端连接，所述输水管另一端与潜水污水泵的出水口连接，所述潜水污水泵设置在补水池内，其进水口与所述补水池连通；所述冲击水浴分离器中部一侧设有考克玻璃管液位计，另一侧设有热电偶温度计，以便观察冲击水浴分离器内腔的液面高度和水浴液温度；所述冲击水浴分离器底部设有木焦油和木醋液控制阀，所述木焦油和木醋液控制阀与回收管连接。

所述挡水板为圆形带筛孔的钢板，筛孔径为Φ3～5mm，相邻筛孔中心距为10～20mm；所述挡水板外圆直径比所述冲击水浴分离器的内壁直径小3～5mm；所述挡水板固定在角钢支架上，所述角钢支架焊接在所述冲击水浴分离器的内壁上，数量为3～4个。

所述冷却器为壳管式冷却器，包括一级冷却器和二级冷却器，以便进一步除去炭化尾气中的木焦油、木醋液、粉尘颗粒及水分，提高炭化尾气的清洁度；所述一级冷却器和所述二级冷却器的一侧分别设有循环冷却水进口，另一侧分别设有循环冷却水出口；所述一级冷却器和所述二级冷却器的外部设有一个公用的循环水池，所述循环水池内分别设有与所述一级冷却器和所述二级冷却器相对应的循环水泵；所述一级冷却器和所述二级冷却器的所述循环冷却水进口分别通过管道连接本级的所述循环水泵出口，所述循环水泵进口与所述循环水池连通，所述循环水泵为潜水清水泵；所述一级冷却器和所述二级冷却器的所述循环冷却水出口分别通过管道与所述循环水池连通。

所述沉淀器左侧上部的所述排水阀与排水管一端连接，所述排水管另一端与所述补水池连通，所述沉淀器左侧下部的所述木焦油阀与木焦油管连接；所述沉淀器右侧中部的所述木醋液阀与木醋液管连接；所述沉淀器底部的所述炭泥阀与炭泥管一端连接，所述炭泥管另一端通过法兰盘与螺杆泵连接。

所述沉淀器可以用钢板焊接而成，其内壁喷涂耐酸材料，也可以全部用耐酸水泥制作；所述沉淀器的数量可以是一台，也可以是多台。

所述污水泵为干式PWF型耐酸衬氟污水泵，其功率为0.75KW，工作温度为-85℃～150℃。

本实用新型的有益效果在于：

1、冲击水浴分离器的突出优点是耗水少，一般为每净化1方炭化尾气耗水0.1～0.3 升，远低于其它湿式净化器，除外，还将沉淀分离出来的水循环使用，因此降低了污水处理的成本，节约了用水。

2、水浴后的炭化尾气进入冷却器内与进入冷却器内的循环冷却水进行间接逆流换热，其中木焦油、木醋液与水的混合雾滴被冷凝成以水为主要成分的混合液珠，顺畅落到冷却器底部并进入回收池内，从而有效避免了200℃～300℃的木焦油汽遇冷后与粉尘颗粒粘结在一起而容易附着在冷凝器内壁上的现象发生，确保了冷却器的正常运行。

3、本实用新型结构简单、安全可靠、操作方便、造价低廉；与静电分离法相比，有效地避免了高压电晕引爆冷却后的炭化尾气的危险。

4、既能有效地回收炭化过程中所产生的尾气，又能有效地分离出炭泥、木焦油、木醋液、水和清洁的炭化尾气，避免因炭化尾气直接排放到大气中去而造成的污染，又防止含有木焦油和木醋液的污水对外排放而造成对周围环境的污染。

5、净化分离出来的清洁的炭化尾气热值高，可作为气体燃料；此外，沉淀分离出来的木焦油和木醋液可直接出售或经后续系统处理后利用，其中木焦油可提取化工、医药等行业的原料；木醋液可用在农业上改良土壤，或制造植物生长调节剂、杀虫剂、除臭剂等；这样就有效地提高了炭化尾气的经济价值。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是冲击水浴分离器应用结构示意图。

图3是冲击水浴分离器挡水板结构示意图。

图4是沉淀器应用结构示意图。

图中标号说明：1、炭化尾气回收管；2、冲击水浴分离器；2-1、喷管；2-2、补水进口；2-3、挡水板；2-4、角钢支架；2-5、考克玻璃管液位计；2-6、木焦油和木醋液控制阀； 2-7、热电偶温度计；2-8、炭化尾气出口；2-9、顶部钢板；3、一级冷却器；4、二级冷却器； 5、罗茨风机；6、输气管；7、沉淀器；7-1、排水阀；7-2、木焦油和木醋液进口；7-3、木醋液阀；7-4、炭泥阀；7-5、木焦油阀；8、木醋液管；9、炭泥管；10、螺杆泵；11、木焦油管； 12、排水管；13、循环水池；14、循环水泵；15、回收管；16、回收池；17、污水泵；18、补水池；19、潜水污水泵；20、输水管。

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的技术内容，结构特点和所能达到的效果，特配合附图并结合实施方式予以说明。此处所描述的具体实施方式仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

结合上述图1～图4给出了一种炭化尾气回收、净化分离系统的具体实施方式，包括冲击水浴分离器2、污水泵17和沉淀器7；冲击水浴分离器2上方设有炭化尾气回收管1，右侧通过管道依次连接冷却器、罗茨风机5和输气管6；冲击水浴分离器2下方和冷却器底部分别通过回收管15与回收池16连通；污水泵17进水口通过管道与回收池16连通，其出水口通过管道与沉淀器7顶部的木焦油和木醋液进口7-2连接；沉淀器7左侧上部设有排水阀7-1，下部设有木焦油阀7-5，右侧中部设有木醋液阀7-3，底部设有炭泥阀7-4。

回收管15为木焦油和木醋液回收管，回收池16为木焦油和木醋液回收池。

冲击水浴分离器2包括顶部钢板2-9、挡水板2-3和喷管2-1；挡水板2-3设置在冲击水浴分离器2的内腔上部，以便从炭化尾气中分离水滴和气泡；挡水板2-3与冲击水浴分离器2的顶部钢板2-9的距离为250～300mm；喷管2-1一端端口设置在冲击水浴分离器2 的顶部钢板2-9上方，该端口通过法兰盘(图中未标示出)与炭化尾气回收管1连接；喷管 2-1的另一端端口穿过冲击水浴分离器2的顶部钢板2-9和挡水板2-3的中央进入冲击水浴分离器2的内腔，且让该端口面离挡水板2-3的距离为300～500mm；冲击水浴分离器2的顶部钢板2-9上设置有补水进口2-2，以便通过补充水来调节冲击水浴分离器2内腔的液面高度和水浴液的温度，以利于木焦油、木醋液和粉尘颗粒从炭化尾气中分离出来，达到提高炭化尾气净化效率的目的；补水进口2-2与输水管20一端连接，输水管20另一端与潜水污水泵19的出水口连接，潜水污水泵19设置在补水池18内，其进水口与补水池18连通；冲击水浴分离器2中部一侧设有考克玻璃管液位计2-5，另一侧设有热电偶温度计2-7，以便观察冲击水浴分离器2内腔的液面高度和水浴液温度；冲击水浴分离器2底部设有木焦油和木醋液控制阀2-6，木焦油和木醋液控制阀2-6与回收管15连接。

挡水板2-3为圆形带筛孔的钢板，筛孔径为Φ3～5mm，相邻筛孔中心距为10～20mm；挡水板2-3外圆直径比冲击水浴分离器2的内壁直径小3～5mm；挡水板2-3固定在角钢支架 2-4上，角钢支架2-4焊接在冲击水浴分离器2的内壁上，数量为3～4个。

冷却器为壳管式冷却器，包括一级冷却器3和二级冷却器4，以便进一步除去炭化尾气中的木焦油、木醋液、粉尘颗粒及水分，提高炭化尾气的清洁度；一级冷却器3和二级冷却器4的一侧分别设有循环冷却水进口(图中未画出)，另一侧分别设有循环冷却水出口(图中未画出)；一级冷却器3和二级冷却器4的外部设有一个公用的循环水池13，循环水池13内分别设有与一级冷却器3和二级冷却器4相对应的循环水泵14；一级冷却器3和二级冷却器4的循环冷却水进口分别通过管道连接本级的循环水泵14出口，循环水泵14进口与循环水池13连通，循环水泵14为潜水清水泵；一级冷却器3和二级冷却器4的循环冷却水出口分别通过管道与循环水池13连通。

沉淀器7左侧上部的排水阀7-1与排水管12一端连接，排水管12另一端与补水池18连通，沉淀器7左侧下部的木焦油阀7-5与木焦油管11连接；沉淀器7右侧中部的木醋液阀7-3与木醋液管8连接；沉淀器7底部的炭泥阀7-4与炭泥管9一端连接，炭泥管9另一端通过法兰盘(图中未标示出)与螺杆泵10连接。

沉淀器7可以用钢板焊接而成，其内壁喷涂耐酸材料，也可以全部用耐酸水泥制作；沉淀器7的数量可以是一台，也可以是多台。

污水泵17为干式PWF型耐酸衬氟污水泵，其功率为0.75KW，工作温度为-85℃～150℃。

生产时，调整罗茨风机5转速，让罗茨风机5回收的炭化尾气以5～14m/s的速度通过冲击水浴分离器2的喷管2-1并对水层产生冲击后折返向上，炭化尾气中的一部分粉尘颗粒、木焦油和木醋液由于惯性进入水层，另一部分与冲击溅起的水滴和汽泡混合后受到挡水板2-3的阻挡而得到进一步分离，分别得到冲击水浴分离器2内腔的含有木焦油、木醋液和粉尘颗粒的水浴液A及水浴后的炭化尾气。

水浴后的炭化尾气，经冲击水浴分离器2右侧上部的炭化尾气出口2-8依次进入一级冷却器3和二级冷却器4内，同时一级冷却器3和二级冷却器4相对应的循环水泵14将循环水池13内的循环冷却水分别抽送到本级的冷却器内；水浴后的炭化尾气分别在一级冷却器3和二级冷却器4内与送入本级的循环冷却水进行间接的逆流传热，分别得到一级冷却器3底部的含有木焦油、木醋液和水分的冷凝液B与二级冷却器4底部的含有木焦油、木醋液和水分的冷凝液C、受热后的循环冷却水及经一级冷却器3和二级冷却器4冷却后的炭化尾气；冷凝液B与C分别通过本级冷却器底部的回收管15进入回收池16内；受热后的循环冷却水分别在本级循环水泵14的推动下通过管道回到循环水池13内；冷却后的炭化尾气依次通过罗茨风机5和输气管6进入后续系统。

启动污水泵17，将回收池16内的水浴液A、冷凝液B和C的混合溶液经污水泵17 通过管道和沉淀器7顶部的木焦油和木醋液进口7-2进入沉淀器7内。

进入沉淀器7内的混合溶液经静置沉淀，由于粉尘颗粒、木焦油、木醋液和水的比重不同而分层得到水、木醋液、木焦油和炭泥；首先打开排水阀7-1，将水通过排水管12进入补水池18内作冲击水浴分离器2的补充水；其次打开木醋液阀7-3，将木醋液通过木醋液管8进入后续系统；然后打开木焦油阀7-5，将木焦油通过木焦油管11进入后续系统；最后打开炭泥阀7-4，将炭泥通过炭泥管9和螺杆泵10进入后续系统。

Claims (8)

1.一种炭化尾气回收、净化分离系统，其特征在于：包括冲击水浴分离器、污水泵和沉淀器；所述冲击水浴分离器上方设有炭化尾气回收管，右侧通过管道依次连接冷却器、罗茨风机和输气管；所述冲击水浴分离器下方和冷却器底部分别通过回收管与回收池连通；所述污水泵进水口通过管道与回收池连通，其出水口通过管道与沉淀器顶部的木焦油和木醋液进口连接；所述沉淀器左侧上部设有排水阀，下部设有木焦油阀，右侧中部设有木醋液阀，底部设有炭泥阀。

2.根据权利要求1所述的一种炭化尾气回收、净化分离系统，其特征在于：所述回收管为木焦油和木醋液回收管，所述回收池为木焦油和木醋液回收池。

3.根据权利要求1所述的一种炭化尾气回收、净化分离系统，其特征在于：所述冲击水浴分离器包括顶部钢板、挡水板和喷管；所述挡水板设置在所述冲击水浴分离器的内腔上部，所述挡水板与所述冲击水浴分离器的所述顶部钢板的距离为250～300mm；所述喷管一端端口设置在所述冲击水浴分离器的所述顶部钢板上方，该端口通过法兰盘与所述炭化尾气回收管连接；所述喷管的另一端端口穿过所述冲击水浴分离器的所述顶部钢板和所述挡水板的中央进入所述冲击水浴分离器的内腔，且让该端口面离所述挡水板的距离为300～500mm；所述冲击水浴分离器的所述顶部钢板上设置有补水进口，所述补水进口与输水管一端连接，所述输水管另一端与潜水污水泵的出水口连接，所述潜水污水泵设置在补水池内，其进水口与所述补水池连通；所述冲击水浴分离器中部一侧设有考克玻璃管液位计，另一侧设有热电偶温度计；所述冲击水浴分离器底部设有木焦油和木醋液控制阀，所述木焦油和木醋液控制阀与回收管连接。

4.根据权利要求3所述的一种炭化尾气回收、净化分离系统，其特征在于：所述挡水板为圆形带筛孔的钢板，筛孔径为Φ3～5mm，相邻筛孔中心距为10～20mm；所述挡水板外圆直径比所述冲击水浴分离器的内壁直径小3～5mm；所述挡水板固定在角钢支架上，所述角钢支架焊接在所述冲击水浴分离器的内壁上，数量为3～4个。

5.根据权利要求1所述的一种炭化尾气回收、净化分离系统，其特征在于：所述冷却器为壳管式冷却器，包括一级冷却器和二级冷却器；所述一级冷却器和所述二级冷却器的一侧分别设有循环冷却水进口，另一侧分别设有循环冷却水出口；所述一级冷却器和所述二级冷却器的外部设有一个公用的循环水池，所述循环水池内分别设有与所述一级冷却器和所述二级冷却器相对应的循环水泵；所述一级冷却器和所述二级冷却器的所述循环冷却水进口分别通过管道连接本级的所述循环水泵出口，所述循环水泵进口与所述循环水池连通，所述循环水泵为潜水清水泵；所述一级冷却器和所述二级冷却器的所述循环冷却水出口分别通过管道与所述循环水池连通。

6.根据权利要求3所述的一种炭化尾气回收、净化分离系统，其特征在于：所述沉淀器左侧上部的所述排水阀与排水管一端连接，所述排水管另一端与所述补水池连通，所述沉淀器左侧下部的所述木焦油阀与木焦油管连接；所述沉淀器右侧中部的所述木醋液阀与木醋液管连接；所述沉淀器底部的所述炭泥阀与炭泥管一端连接，所述炭泥管另一端通过法兰盘与螺杆泵连接。

7.根据权利要求1或6所述的一种炭化尾气回收、净化分离系统，其特征在于：所述沉淀器可以用钢板焊接而成，其内壁喷涂耐酸材料，也可以全部用耐酸水泥制作；所述沉淀器的数量可以是一台，也可以是多台。

8.根据权利要求1所述的一种炭化尾气回收、净化分离系统，其特征在于：所述污水泵为干式PWF型耐酸衬氟污水泵，其功率为0.75KW，工作温度为-85℃～150℃。