一种冷凝提纯器和一种生物质烟气提纯设备 |
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| 申请号 | CN201710197770.3 | 申请日 | 2017-03-29 | 公开(公告)号 | CN106906009A | 公开(公告)日 | 2017-06-30 |
| 申请人 | 仟亿达集团股份有限公司; | 发明人 | 王元圆; 吴风钢; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种冷凝提纯器和设置有该冷凝提纯器的 生物 质 烟气提纯设备，用于从生物质烟气中提取 木醋液 和木焦油。该冷凝提纯器包括炉体、收集箱和冷凝管。其中，炉体的下侧设置有烟气进口和冷却出口，以及用于流出木醋液和木焦油的出料口，炉体的上侧设置有烟气出口和冷却进口；收集箱位于出料口下方，用于收集木醋液和木焦油；冷凝管设置于炉体内，冷凝管的出 水 口由冷却出口伸出炉体外与外部回水管路连通，冷凝管的进水口由冷却进口伸出炉体外与外部送水管路连通；外部送水管路、冷凝管和外部回水管路构成用于输送冷凝液的循环回路。本发明能够收集生物质烟气中的木醋液和木焦油，避免其对 内燃机 燃气 涡轮 造成影响。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种冷凝提纯器，其特征在于，用于从生物质烟气中提取木醋液和木焦油，所述冷凝提纯器包括： |
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| 说明书全文 | 一种冷凝提纯器和一种生物质烟气提纯设备技术领域背景技术[0003] 近几年发展起来的生物质气化发电技术，采用生物质作为原料，在气化炉内控制氧含量条件下发生一系列热解、氧化、还原反应，生物质中的木质素和纤维素部分转化为生物质烟气(主要含CO、H2、CH4、CnHm等可燃气体)；然后利用烟气配合燃气内燃机进行发电。 [0004] 但是，经过气化技术产生的烟气成分复杂，直接利用烟气配合燃气内燃机进行发电的话，由于烟气中含有木醋液和木焦油等成分，内燃机燃气涡轮在运转过程中容易被木焦油黏住，且内燃机燃气涡轮清洗过程非常困难，不利于企业生产。 [0005] 此外，近几年利用生物质气化炉生产炭基肥的厂家逐渐增多，不少生物质炭基肥厂家在生产过程中直接收益炭，而把烟气经过燃烧塔直接燃烧，不仅造成了资源浪费，而且污染环境。 发明内容[0007] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种冷凝提纯器和一种生物质烟气提纯设备，用于从气化炉产生的烟气中提取木醋液和木焦油，以对烟气进行净化提纯，同时避免木醋液和木焦油对内燃机燃气涡轮造成影响。 [0008] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： [0009] 一种冷凝提纯器，用于从生物质烟气中提取木醋液和木焦油，所述冷凝提纯器包括： [0010] 炉体，所述炉体的下侧设置有烟气进口和冷却出口，所述炉体的上侧设置有烟气出口和冷却进口，并且，所述炉体的下侧还设置有用于流出所述木醋液和所述木焦油的出料口； [0011] 收集箱，位于所述出料口下方，用于收集所述木醋液和所述木焦油； [0012] 冷凝管，设置于所述炉体内，所述冷凝管的出水口由所述冷却出口伸出所述炉体外与外部回水管路连通，所述冷凝管的进水口由所述冷却进口伸出所述炉体外与外部送水管路连通； [0013] 所述外部送水管路、所述冷凝管和所述外部回水管路构成用于输送冷凝液的循环回路。 [0014] 优选地，在上述冷凝提纯器中，还包括冷却塔，所述外部回水管路的两端分别与所述冷凝管和所述冷却塔连通，所述外部送水管路的两端分别与所述冷凝管和所述冷却塔连通，构成所述循环回路。 [0015] 优选地，在上述冷凝提纯器中，所述炉体的所述出料口的下侧设置有出料管，所述出料管的一端与所述出料口连接且连通，另一端伸入所述收集箱内。 [0017] 优选地，在上述冷凝提纯器中，所述炉体内设置有多根所述冷凝管，每根所述冷凝管的纵向轴线均和所述炉体的纵向轴线平行。 [0019] 所述气化炉、所述除尘器、所述冷凝提纯器和所述水气分离器通过第一输气管道依次串联， [0020] 并且，所述水气分离器的出气口连接有用于输出可燃气体的第二输气管道，所述水气分离器的排水口与所述外部回水管路连通。 [0021] 优选地，在上述生物质烟气提纯设备中，还包括： [0022] 位于所述气化炉的喂料口上侧的卸料器； [0023] 位于所述卸料器上侧的炉前料仓； [0024] 用于将生物质原料输送到所述炉前料仓内的提升机； [0025] 位于所述气化炉下侧的输炭刮板机。 [0026] 优选地，在上述生物质烟气提纯设备中，所述卸料器为犁式卸料器； [0027] 和/或，所述炉前料仓为锥形料仓； [0028] 和/或，所述提升机为斗式提升机； [0030] 和/或，所述冷却塔为机力冷却塔。 [0031] 优选地，在上述生物质烟气提纯设备中，所述第二输气管道上设置有罗茨风机。 [0032] 优选地，在上述生物质烟气提纯设备中，所述气化炉并联设置有多个，和/或，所述冷凝提纯器串联设置有多个。 [0033] 从上述技术方案可以看出，本发明提供的冷凝提纯器和设置有该冷凝提纯器的生物质烟气提纯设备，通过冷凝提纯器内置的冷凝管对烟气进行冷却。此时，烟气中沸点较高的木焦油冷凝成为液体，凝留在炉体底端，并由收集箱进行收集；并且，烟气中的木醋液经过冷却后成为液体，并由收集箱进行收集。从而达到提取烟气中木焦油和木醋液以对烟气进行提纯的效果。 [0034] 此外，由于烟气进口设置在炉体下侧，烟气出口设置在炉体上侧，故气化炉连接的烟气管道插到冷凝提纯器的中心靠下部分，烟气在炉体内由下向上排除，从而便于烟气的流动净化。 [0035] 综上可见，本发明能够对生物质气化后产生的烟气进行提纯净化，不仅能够收集烟气中的木醋液和木焦油，提高生物质原料的利用价值，给企业带来收益，创造社会价值；而且能够避免木醋液和木焦油对内燃机燃气涡轮造成影响，从而避免了内燃机燃气涡轮和输气管的清理过程，增加内燃机的使用寿命，给企业生产减少了成本；同时，提高了燃气的纯度，产出洁净的可燃气体，可以直接燃烧利用，燃烧更加充分，故减少了尾气的排放，减少环境污染。 附图说明 [0036] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。 [0037] 图1为本发明实施例提供的冷凝提纯器的基本原理图； [0038] 图2为本发明实施例提供的冷凝提纯器中冷凝管的布置方式示意图； [0039] 图3为本发明实施例提供的生物质烟气提纯设备的结构示意图。 [0040] 其中： [0041] 1-气化炉，2-除尘器，3-冷凝提纯器， [0042] 31-冷凝水进口，32-冷凝管，33-冷凝水出口， [0043] 4-收集箱，5-罗茨风机，6-气水分离器，7-冷却塔，8-卸料器， [0044] 9-炉前料仓，10-提升机，11-输炭刮板机； [0045] 空心箭头为气体流动方向，实心箭头为冷凝液流动方向，线型箭头为木醋液和木焦油的出料方向。 具体实施方式[0046] 本发明公开了一种冷凝提纯器和一种生物质烟气提纯设备，用于从生物质烟气中提取木醋液和木焦油，以对烟气进行净化提纯，同时避免木醋液和木焦油对内燃机燃气涡轮造成影响。 [0047] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。 [0048] 请参阅图1至图3，本发明实施例提供的冷凝提纯器的基本原理图，图2为本发明实施例提供的冷凝提纯器中冷凝管的布置方式示意图，图3为本发明实施例提供的生物质烟气提纯设备的结构示意图。 [0049] 本发明实施例提供的冷凝提纯器，用于从生物质烟气中提取木醋液和木焦油，该冷凝提纯器包括炉体、收集箱4和冷凝管32。其中，炉体的下侧设置有烟气进口和冷却出口33，炉体的上侧设置有烟气出口和冷却进口31，并且，炉体的下侧还设置有用于流出木醋液和木焦油的出料口；收集箱4位于出料口下方，用于收集木醋液和木焦油；冷凝管32设置于炉体内，冷凝管32的出水口由冷却出口33伸出炉体外与外部回水管路72连通，冷凝管32的进水口由冷却进口31伸出炉体外与外部送水管路71连通，并且，外部送水管路71、冷凝管32和外部回水管路72构成用于输送冷凝液的循环回路。 [0050] 通过上述技术方案可以看出，本发明实施例提供的冷凝提纯器，用在气化炉连接的烟气管道出口处，通过冷凝提纯器内置冷凝管32对烟气进行冷却。此时，烟气中沸点较高的木焦油冷凝成为液体，凝留在炉体底端，并由收集箱4进行收集；并且，烟气中的木醋液经过冷却后成为液体，并由收集箱4进行收集。从而达到提取烟气中木焦油和木醋液以对烟气进行提纯的效果。 [0051] 此外，由于烟气进口设置在炉体下侧，烟气出口设置在炉体上侧，故气化炉连接的烟气管道插到冷凝提纯器的中心靠下部分，烟气在炉体内由下向上排除，从而便于烟气的流动净化。 [0052] 综上可见，本发明实施例提供的冷凝提纯器，能够对生物质气化后产生的烟气进行提纯净化，不仅能够收集烟气中的木醋液和木焦油，提高生物质原料的利用价值，给企业带来收益，创造社会价值；而且能够避免木醋液和木焦油对内燃机燃气涡轮造成影响，从而避免了内燃机燃气涡轮和输气管的清理过程，增加内燃机的使用寿命，给企业生产减少了成本；同时，提高了燃气的纯度，产出洁净的可燃气体，可以直接燃烧利用，燃烧更加充分，故减少了尾气的排放，减少环境污染。 [0053] 在具体实施例中，上述炉体为圆柱形铁炉，炉体的横截面积为0.7㎡至1.3㎡(优选为1㎡)，炉体的高度为800mm至1000mm。 [0054] 优选地，上述炉体的出料口下侧设置有出料管，出料管的一端与出料口连接且连通，另一端伸入收集箱4内，以便于木醋液和木焦油顺利流入收集箱4内。 [0055] 在具体实施例中，上述用于输送冷凝液的循环回路中设置有冷却塔7。如图3所示，外部回水管路72的两端分别与冷凝管32和冷却塔7连通，外部送水管路71的两端分别与冷凝管32和冷却塔7连通，构成用于输送冷凝液的循环回路。 [0056] 进一步地，炉体内设置有多根冷凝管32，每根冷凝管32的直径为50mm，多根冷凝管32在炉体内均匀分布，并且每根冷凝管32的纵向轴线均和炉体的纵向轴线平行(如图2所示，图2为设置有冷凝管32的炉体部分的横截面剖视图)。 [0057] 具体地，多根冷凝管32的出水口均位于炉体下侧，与炉体下侧的冷却出口33连通；多根冷凝管32的进水口均位于炉体上侧，与炉体上侧的冷却进口31连通。冷凝管32内的冷凝液由上向下流动，以达到对由下而上流动的烟气逐步冷却的效果。 [0058] 但是，本领域技术人员可以根据实际情况，对炉体形状尺寸、出料管结构以及冷凝循环回路结构进行具体设置(例如，可如图1中所示，将出料管平行设置在炉体底部)，本发明对此不作具体限定。 [0059] 此外，本发明实施例还提供了一种生物质烟气提纯设备，如图3所示，该生物质烟气提纯设备中设置有上文中所述的冷凝提纯器3，还设置有气化炉1、除尘器2和水气分离器6。其中，气化炉1、除尘器2、冷凝提纯器3和水气分离器6通过第一输气管道依次串联，并且，水气分离器6的出气口连接有用于输出可燃气体的第二输气管道，第二输气管道上设置有罗茨风机5，水气分离器6的排水口与外部回水管路72连通，以对水气分离器6中分离出来的水分进行收集。 [0060] 在具体实施例中，如图3所示，上述生物质烟气提纯设备中还设置有：位于气化炉1的喂料口上侧的卸料器8；位于卸料器8上侧的炉前料仓9；用于将生物质原料输送到炉前料仓9内的提升机10；位于气化炉1下侧用于收集并输送生物炭的输炭刮板机11。 [0061] 优选地，卸料器8采用犁式卸料器，炉前料仓9采用锥形料仓，提升机10采用斗式提升机，除尘器2采用旋风除尘器，冷却塔7采用机力冷却塔。并且，可根据实际生产需要，将气化炉1并联设置有多个，将冷凝提纯器3串联设置有多个。但是，本领域技术人员可根据实际情况进行具体设置，本发明对此不作具体限定。 [0062] 本发明实施例提供的生物质烟气提纯设备，其生产过程为：将生物质粉碎后制成生物质原料，通过提升机10、炉前料仓9、卸料器8等输送装置加入到气化炉1中，在控制气化炉含氧量条件下，生物质原料发生一系列热解、氧化、还原反应，将生物质原料中的木质素和纤维素部分转化为烟气(主要含CO、H2、CH4、CnHm等)，此时的烟气温度大约在700℃左右。烟气从气化炉1出来后，经过烟气管道进入除尘装置2中进行除尘，此时烟气温度并未降低； 然后，烟气进入冷凝提纯器3中，经过装有循环冷凝液的冷凝管32，此时高温度的烟气遇到低温度的冷凝管32开始发生冷凝反应，沸点较高的木焦油冷凝为液体，凝留在冷凝提纯器3的底部，并且烟气中的木醋液经冷却后成为液体木醋液，最终，木焦油和木醋液均流入收集箱4中进行收集。 [0063] 最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。 [0065] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 |
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