CN209945085U - 一种生物质燃气的冷却装置及冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物质燃气的冷却装置及冷却系统，所述冷却装置设于气化炉的燃气排出管道上，所述冷却装置包括：介质入口管道、介质出口管道和换热板组；换热板组包括间隔布置的至少两块换热板，所述换热板具有两端分别与所述介质入口管道和所述介质出口管道连通的介质通道，相邻两块所述换热板之间形成有供所述燃气排出管道内的燃气通过、以使燃气与所述换热板进行热交换的燃气通道。采用板壳式的换热结构，导热的效果较好，介质通道两端的介质温差较小，对应换热板两端的温差也较小，因此换热板上不易出现局部结焦的现象。

Description

一种生物质燃气的冷却装置及冷却系统

技术领域

本实用新型涉及生物质燃气处理技术领域，具体涉及一种生物质燃气的冷却装置及冷却系统。

背景技术

目前，高温生物质气化炉的燃气出口温度为700～750℃，要利用这部分燃气必须采用通过除尘及降温处理，才能进入增压风机增压输送到锅炉使用。

生物质制气系统中高温燃气的冷却过程中容易产生低温结焦的现象，采用传统换热器时，受换热效率的影响，需要采用温度过低的冷却介质去冷却燃气，才能保证燃气的降温效果。

但是，冷却介质的温度过低也存在以下风险：1.局部换热器金属表面温度与冷却介质几乎相同，金属表面的温度过低容易产生结焦。2.系统惯性非常大，存在过冷时间段，这个时间段容易产生结焦。结焦一旦形成，就不可逆，结焦部分没有传热，温度越来越低，从而结焦区域变得非常大，直至整个系统堵塞。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的生物质燃气的冷却系统中换热器容易出现局部结焦而影响传热效果甚至造成系统堵塞的问题，从而提供一种生物质燃气的冷却装置及冷却系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种生物质燃气的冷却装置，所述冷却装置设于气化炉的燃气排出管道上，所述冷却装置包括：

介质入口管道；

介质出口管道；

换热板组，包括间隔布置的至少两块换热板，所述换热板具有两端分别与所述介质入口管道和所述介质出口管道连通的介质通道，相邻两块所述换热板之间形成有供所述燃气排出管道内的燃气通过、以使燃气与所述换热板进行热交换的燃气通道。

进一步地，至少两块所述换热板的排布方向垂直于所述燃气通道的径向方向。

进一步地，所述介质通道的口径小于相邻两所述换热板之间间隙的大小。

进一步地，至少两块所述换热板均匀布置且形状大小相同。

进一步地，所述介质通道呈U型。

进一步地，所述介质通道上设有至少一个膨胀节，所述膨胀节的直径大于所述介质通道的直径。

本实用新型还提供了一种生物质燃气的冷却系统，包括设有燃气排出管道的气化炉、以及设于所述燃气排出管道上如上所述的生物质燃气的冷却装置。

进一步地，所述燃气排出管道上设有中间隔板，所述中间隔板将所述燃气排出管道分为第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道内均设有所述冷却装置，所述燃气排出管道内还活动安装有第一转动板和第二转动板，所述第一转动板绕第一转轴转动以阻断或开启所述第一通道，所述第二转动板绕第二转轴转动以阻断或开启所述第二通道。

进一步地，所述第一通道和所述第二通道内的所述冷却装置均至少有两个，且沿所述燃气排出管道的燃气排出方向径向排布。

进一步地，还包括用于对所述冷却装置进行冲洗的冲洗装置。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的生物质燃气的冷却装置，通过将介质通道设置在换热板内，且在相邻两块换热板之间形成供燃气通过的燃气管道，可以提高燃气与换热板之间的热交换效率，从而使得介质通道两端的介质温差较小，对应换热板两端的温差也较小，因此换热板上不易出现局部结焦而影响传热效果甚至造成系统堵塞的现象。

2.本实用新型提供的生物质燃气的冷却装置，采用多层换热板间隔排布的板壳式结构，与传统热管式换热器相比，大大缩小了换热器的体积大小。

3.本实用新型提供的生物质燃气的冷却装置，介质通道采用U型结构，介质通道和燃气通道上的燃气形成逆流换热，换热效果好，也克服了高温换热容易出现热膨胀应力的问题。

4.本实用新型提供的生物质燃气的冷却装置，介质通道的口径小于燃气通道的口径，介质通道内的导热介质走流道小的部分，生物燃气走流道大的部分，可以保证介质通道内各处导热介质的合理换热流速，又减小了导热介质的流动阻力。

5.本实用新型提供的生物质燃气的冷却装置，在介质通道上设置膨胀节，可以补偿介质通道内导热介质因温度变化而发生的位移量。

6.本实用新型提供的生物质燃气的冷却系统，采用模块化的结构设计，可以任意增减换热单元体，降低了技术难度和工程成本。

7.本实用新型提供的生物质燃气的冷却系统，采用板壳式的冷却装置，由于体积小，可以在燃气排出管道上设置两条相互独立的第一通道和第二通道，在系统中两条通道可以轮流使用，可以延长维护周期。

8.本实用新型提供的生物质燃气的冷却系统，在第一通道或第二通道内设置多级冷却装置，可以提高生物燃气的冷却效果。

9.本实用新型提供的生物质燃气的冷却系统，在燃气排出管道上设置清洗装置对冷却装置进行清洗，可以减少换热板表面的附着物，从而进一步提高冷却装置对燃气的冷却效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中冷却装置的结构示意图，其中外壳体已影藏以展示其内部结构；

图2为本实用新型实施例中燃气通道和介质通道之间的关系示意图；

图3为本实用新型实施例中生物质燃气的冷却系统的结构示意图。

附图标记说明：1、气化炉；2、燃气排出管道；21、中间隔板；22、第一通道；23、第二通道；24、第一转动板；25、第二转动板；3、冷却装置；31、介质入口管道；32、介质出口管道；33、换热板；4、介质通道；41、膨胀节； 5、燃气通道；6、冲洗装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示的一种生物质燃气的冷却装置，设置在气化炉1的燃气排出管道2上，冷却装置3包括介质入口管道31、介质出口管道32和换热板组，换热板组包括间隔布置的多块换热板33，换热板33内设有两端分别与介质入口管道31和介质出口管道32连通的介质通道4，相邻两块换热板33之间形成有供燃气排出管道2内的燃气通过、以使燃气与换热板33进行热交换的燃气通道 5。在本实施例中，采用导热油作为冷却介质，导热油通过介质入口管道31进入换热板33内的介质通道4，在介质通道4内与燃气通道5上流过的高温燃气进行热交换后，从介质出口管道32流出。这种结构的冷却装置3，可以提高燃气与换热板33之间的热交换效率，从而使得介质通道4两端的介质温差较小，对应换热板33两端的温差也较小，因此换热板33上不易出现局部结焦而影响传热效果甚至造成系统堵塞的现象。而且采用多层换热板33间隔排布的板壳式结构，与传统热管式换热器相比，大大缩小了换热器的体积大小。

在本实施例的一种优选实施方式中，多块换热板33的排布方向垂直于燃气排出管道2的燃气流动方向，如此设置，方便高温燃气径向通过燃气通道5，燃气中的有机物不易在换热板33积聚的现象，可以确保换热板33与高温燃气之间的高效热交换。此处可以理解的是，在其他实施方式中，换热板33的排布方向与燃气流动方向具有小于45度的夹角也是可行的。具体的，多块换热板 33是均匀布置的，且形状大小相同。

在本实施例中，结合图2所示，介质通道4的口径小于相邻两换热板33 之间间隙的大小。介质通道4内的导热油走流道小的部分，生物燃气走流道大的部分，这样可以保证介质通道4内各处导热油的合理换热流速，又减小了导热油的流动阻力。

在本实施例中，换热板33内的介质通道4呈U型，可以方便介质通道4 和燃气通道5上的燃气形成逆流换热，既具有换热效果好的优点，也克服了高温换热容易出现热膨胀应力的问题。

在本实施例中，介质通道4上设有两个间隔布置的膨胀节41，膨胀节41 的直径大于介质通道4的直径，膨胀节41的设置可以补偿介质通道4内导热介质因温度变化而发生的位移量。

如图3所示，本实施例还提供了一种生物质燃气的冷却系统，包括设有燃气排出管道2的气化炉1、以及设于燃气排出管道2上如上述实施例所述的生物质燃气的冷却装置3。燃气排出管道2上设有中间隔板21，中间隔板21将燃气排出管道2分为第一通道22和第二通道23，第一通道22和第二通道23内均设有冷却装置3，燃气排出管道2内还活动安装有第一转动板24和第二转动板25，第一转动板24绕第一转轴转动以阻断或开启第一通道22，第二转动板 25绕第二转轴转动以阻断或开启第二通道23。冷却系统采用板壳式的冷却装置 3，由于体积小，可以在燃气排出管道2上设置两条相互独立的第一通道22和第二通道23，在冷却系统中两条通道可以轮流使用，可以延长维护周期。

在本实施例中，第一通道22和第二通道23内的冷却装置3均设置有两个，且沿燃气排出管道2的燃气排出方向径向排布。在其他实施方式中，冷却装置 3的数量是可以根据需要选取三个甚至多个，多个冷却装置3的设置可以形成多级换热，提高生物燃气的冷却效果。进一步的，为了方便将冷却装置3的装卸，冷却装置3采用抽屉式结构活动安装在燃气排出管道2上；而且这种模块化的结构设计，可以任意增减冷却装置3，降低了技术难度和工程成本。

在本实施例中，燃气排出管道2上还安装有清洗装置，清洗装置用于清洗换热板33表面附着的附着物，以进一步提高冷却装置3对高温燃气的冷却效果。具体的清洗装置包括与外界水源接通的水管，水管伸入燃气排出管道2内的部分设置有多个并排布置且开口方向与燃气流动方向相同的喷嘴。

综上所述，本实施例提供的生物质燃气的冷却系统，采用不对称设置的板壳式结构的冷却装置3，可以提高燃气与换热板33之间的热交换效率，从而使得介质通道4两端的介质温差较小，对应换热板33两端的温差也较小，因此换热板33上不易出现局部结焦而影响传热效果甚至造成系统堵塞的现象，这样就可以利用高温的冷却介质(如导热油)将燃气温度降到安全温度范围以内。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种生物质燃气的冷却装置，所述冷却装置(3)设于气化炉(1)的燃气排出管道(2)上，其特征在于，所述冷却装置(3)包括：

介质入口管道(31)；

介质出口管道(32)；

换热板组，包括间隔布置的至少两块换热板(33)，所述换热板(33)具有两端分别与所述介质入口管道(31)和所述介质出口管道(32)连通的介质通道(4)，相邻两块所述换热板(33)之间形成有供所述燃气排出管道(2)内的燃气通过、以使燃气与所述换热板(33)进行热交换的燃气通道(5)。

2.根据权利要求1所述的生物质燃气的冷却装置，其特征在于，至少两块所述换热板(33)的排布方向垂直于所述燃气通道(5)的径向方向。

3.根据权利要求1所述的生物质燃气的冷却装置，其特征在于，所述介质通道(4)的口径小于相邻两所述换热板(33)之间间隙的大小。

4.根据权利要求1所述的生物质燃气的冷却装置，其特征在于，至少两块所述换热板(33)均匀布置且形状大小相同。

5.根据权利要求1所述的生物质燃气的冷却装置，其特征在于，所述介质通道(4)呈U型。

6.根据权利要求1所述的生物质燃气的冷却装置，其特征在于，所述介质通道(4)上设有至少一个膨胀节(41)，所述膨胀节(41)的直径大于所述介质通道(4)的直径。

7.一种生物质燃气的冷却系统，其特征在于，包括设有燃气排出管道(2)的气化炉(1)、以及设于所述燃气排出管道(2)上如权利要求1－6中任一项所述的生物质燃气的冷却装置。

8.根据权利要求7所述的生物质燃气的冷却系统，其特征在于，所述燃气排出管道(2)上设有中间隔板(21)，所述中间隔板(21)将所述燃气排出管道(2)分为第一通道(22)和第二通道(23)，所述第一通道(22)和所述第二通道(23)内均设有所述冷却装置(3)，所述燃气排出管道(2)内还活动安装有第一转动板(24)和第二转动板(25)，所述第一转动板(24)绕第一转轴转动以阻断或开启所述第一通道(22)，所述第二转动板(25)绕第二转轴转动以阻断或开启所述第二通道(23)。

9.根据权利要求8所述的生物质燃气的冷却系统，其特征在于，所述第一通道(22)和所述第二通道(23)内的所述冷却装置(3)均至少有两个，且沿所述燃气排出管道(2)的燃气排出方向径向排布。

10.根据权利要求8或9所述的生物质燃气的冷却系统，其特征在于，还包括用于对所述冷却装置(3)进行冲洗的冲洗装置(6)。

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