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一种焦油 气化循环装置以及气化系统

阅读：607发布：2024-01-12

专利汇可以提供一种焦油气化循环装置以及气化系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及固体燃料气化和气化收集利用的技术领域，提供了一种焦油气化循环装置，其包括用于连接气化炉的分离器、焦油气化管以及过滤装置。焦油气化通道设置有第一液体入口、用于与气化炉的干燥室连通的第一液体出口以及用于与气化炉的气化室连通的第二气体出口，烟气通道设有的第一烟气出口连接过滤装置。气化炉产生的焦油可再循环至气化炉中，使焦油重复裂解。分离器设有第一入气口、第一排气口及第一排液口，第一入气口用于与气化炉设有的干燥室及热解室连通，第一排气口用于与气化炉设有的气化室相连，第一排液口与第一液体入口连通。分离器使气化炉中产生的混合性气体进行过滤和分离，脱却混合气中的水分，能提高燃气的热值。，下面是一种焦油气化循环装置以及气化系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种焦油气化循环装置，其特征在于，包括用于连接气化炉的分离器、用于气化所述气化炉所产生的焦油的焦油气化管以及过滤装置；所述焦油气化管具有烟气通道以及与所述烟气通道进行管壁式换热的焦油气化通道，所述焦油气化通道设置有第一液体入口、用于与所述气化炉的干燥室连通的第一液体出口以及用于与所述气化炉的气化室连通的第二气体出口，所述烟气通道设有的第一烟气出口连接所述过滤装置；所述分离器设有第一入气口、第一排气口及第一排液口，所述第一入气口用于与所述气化炉设有的干燥室及热解室连通，所述第一排气口用于与所述气化炉设有的气化室连通，所述第一排液口与所述第一液体入口连通。
2.根据权利要求1所述的焦油气化循环装置，其特征在于，所述分离器为柱状结构，所述分离器中设有气液分离装置，所述第一排液口设于所述分离器的外壁且与所述气液分离装置连通。
3.根据权利要求1所述的焦油气化循环装置，其特征在于，所述分离器设有第一焦油泵及回流管，所述第一排液口通过所述回流管与所述第一液体入口连通，所述第一焦油泵设置于所述回流管上。
4.根据权利要求1所述的焦油气化循环装置，其特征在于，所述焦油气化管设有第二焦油泵及焦油管道，所述第一液体出口通过所述焦油管道与所述干燥室连通，所述第二焦油泵设置于所述焦油管道上。
5.根据权利要求1所述的焦油气化循环装置，其特征在于，所述烟气通道设有用于与所述气化室相连通的第一烟气入口。
6.根据权利要求1所述的焦油气化循环装置，其特征在于，所述过滤装置包括依次连接的冷却器、除尘器、吸附器、过滤器及烟气管道，所述冷却器、所述除尘器、所述吸附器及所述过滤器均通过所述烟气管道相连通。
7.根据权利要求6所述的焦油气化循环装置，其特征在于，所述冷却器、所述除尘器、所述吸附器及所述过滤器为柱状结构且外壁均设有降温夹层。
8.根据权利要求6所述的焦油气化循环装置，其特征在于，所述冷却器、所述除尘器及所述吸附器均设有气液分离器及贮存罐，多个所述贮存罐均与所述气液分离器连通。
9.根据权利要求6所述的焦油气化循环装置，其特征在于，所述过滤装置设有返料管，所述冷却器、所述除尘器及所述吸附器设有的出液口均通过所述返料管与所述第一液体入口连通。
10.一种气化系统，其特征在于，其包括气化炉及如权利要求1～9任一项所述的焦油气化循环装置，所述气化炉与所述焦油气化循环装置相连。

说明书全文

一种焦油气化循环装置以及气化系统

技术领域

[0001] 本发明涉及固体燃料气化和气化收集利用的技术领域，具体而言，涉及一种焦油气化循环装置以及气化系统。

背景技术

[0002] 垃圾是人类日常生活中产生的固体废弃物，由于排出量大，成分复杂多样，具有污染性，需要妥善处理，如若不然，就会污染环境，影响环境卫生，浪费资源。垃圾的处理是要
进行垃圾的无害化，当今社会最广泛的处理方法是填埋及焚烧。填埋的效果很慢，且占地
广，容易对地下水缠上二次污染；焚烧炉及气化炉可以对垃圾进行有效地减量，但是，焚烧
及气化垃圾所产生的空气污染是一大难题。目前，由于焚烧炉及气化炉的技术不过关，垃圾
处理的不够彻底，燃烧不完全，烟尘的不达标排放等问题，造成了大气和环境的严重污染。

[0003] 目前，气化炉内热解、燃烧产生的混合气体中，含有一种污染物，焦油。无论是用于发电、供气或热解处理垃圾尾气，都会伴随着焦油的问题。焦油会堵塞污染设备，造成环境
污染。焦油是一种黑色或黑褐色的粘稠状液体，具有一定溶性和特殊的臭味，可燃并有腐蚀
性，会污染环境，对人体的健康造成威胁。解决焦油问题的方法就是把焦油裂解成永久性气
体。现有的处理焦油办法运用比较广泛的是湿法和干法。湿法可以分为喷淋法和吹泡法，是
用水将生物质气中的焦油带走，水洗法脱除焦油工艺中易夹带液雾，设备、液体回收及循环
装置庞大，且还会产生二次污染问题；干法是用过采用吸附剂将固体燃料气化中的焦油分
离下来，再进行二次燃烧等气体处置，虽然避免了水的二次污染，但需要经常更换过滤介
质，不能连续工作，增加劳动强度和工作量，因此，脱除焦油技术成了固体燃烧气化技术发
展的瓶颈。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种焦油气化循环装置，其能够充分气化焦油，完善现有气化炉技术的焦油产物处置的不足，避免环境污染。

[0005] 本发明的另一目的在于提供一种气化系统，其包含有上述焦油气化循环装置及气化炉，能够重复裂解气化过程中产生的焦油，减少焦油的排放，加大燃气的产出。

[0006] 本发明的实施例是这样实现的：

[0007] 本发明提供了一种焦油气化循环装置，其包括用于连接气化炉的分离器、用于气化气化炉所产生的焦油的焦油气化管以及过滤装置。焦油气化管具有烟气通道以及与烟气
通道进行管壁式换热的焦油气化通道，焦油气化通道设置有第一液体入口、用于与气化炉
的干燥室连通的第一液体出口以及用于与气化炉的气化室连通的第二气体出口，烟气通道
设有的第一烟气出口连接过滤装置。分离器设有第一入气口、第一排气口及第一排液口，第
一入气口用于与气化炉设有的干燥室及热解室连通，第一排气口用于与气化炉设有的气化
室相连，第一排液口与第一液体入口连通。

[0008] 在本发明较佳的实施例中，上述分离器为柱状结构，该分离器中设有气液分离装置，第一排液口设于分离器的外壁且与气液分离装置连通。

[0009] 在本发明较佳的实施例中，上述分离器设有第一焦油泵及回流管，第一排液口通过回流管与第一液体入口连通，第一焦油泵设置于回流管上。

[0010] 在本发明较佳的实施例中，上述焦油气化管设有第二焦油泵及焦油管道，第一液体出口通过焦油管道与干燥室连通，第二焦油泵设置于焦油管道上。

[0011] 在本发明较佳的实施例中，上述烟气通道设有用于与气化室相连通的第一烟气入口。

[0012] 在本发明较佳的实施例中，上述过滤装置包括依次连接的冷却器、除尘器、吸附器、过滤器及烟气管道。冷却器、除尘器、吸附器及过滤器均通过烟气管道相连通。

[0013] 在本发明较佳的实施例中，上述冷却器、除尘器、吸附器及过滤器为柱状结构且外壁均设有降温夹层。

[0014] 在本发明较佳的实施例中，上述冷却器、除尘器及吸附器均设有气液分离器及贮存罐，多个贮存罐均与气液分离器连通。

[0015] 在本发明较佳的实施例中，上述过滤装置设有返料管，冷却器、除尘器及吸附器设有的出液口均通过返料管与第一液体入口连通。

[0016] 一种气化系统，其包括有气化炉及上述焦油气化循环装置，气化炉与焦油气化循环装置相连。

[0017] 本发明实施例的有益效果是：

[0018] 本发明提供的一种焦油气化循环装置，其包括用于连接气化炉的分离器、用于气化气化炉所产生的焦油的焦油气化管以及过滤装置。焦油气化管具有烟气通道以及与烟气
通道进行管壁式换热的焦油气化通道，焦油气化的能量来源于气化炉燃烧产生的高温烟
气，无需额外的能量消耗。焦油气化通道设置有第一液体入口、用于与气化炉的干燥室连通
的第一液体出口以及用于与气化炉的气化室连通的第二气体出口，烟气通道设有的第一烟
气出口连接过滤装置。在其他过程中产生的焦油可再循环的经焦油气化管气化，在此过程
中还未气化的焦油可再循环至气化炉中，使焦油重复裂解。分离器设有第一入气口、第一排
气口及第一排液口，第一入气口用于与气化炉设有的干燥室及热解室连通，第一排气口用
于与气化炉设有的气化室相连，第一排液口与第一液体入口连通。分离器使气化炉干燥室
和热解室中产生的混合性气体进行气水分离，脱却混合气中的水分，提高燃气的热值，且分
离器还能够将热解室中产生的焦油输送至焦油气化管中重复气化。
附图说明

[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对
范围的限定，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
些附图获得其他相关的附图。

[0020] 图1为本发明第一实施例提供的一种焦油气化循环装置的示意图；

[0021] 图2为本发明第一实施例提供的气化炉的结构示意图；

[0022] 图3为本发明第一实施例提供的一种焦油气化循环装置的分离器的结构示意图；

[0023] 图4为本发明第一实施例提供的一种焦油气化循环装置的焦油气化管的结构示意图。

[0024] 图中：10-分离器；15-第一焦油泵；100-气化系统；101-第一入气口；103-第一排气口；105-第一排液口；20-气化炉；200-入料口；201-第二液体入口；203-第二入气口；205-第
二气体入口；207-第一气体出口；209-第二排气口；211-干燥室；213-热解室；215-气化室；
30-焦油气化管；35-第二焦油泵；300-外管；301-焦油气化通道；303-第二气体出口；305-第
一液体入口；307-第一液体出口；310-内管；311-烟气通道；313-第一烟气入口；315-第一烟
气出口；40-过滤装置；400-返料管；401-冷却器；411-除尘器；421-吸附器；431-过滤器；
441-引风机；50-水箱；55-水泵。

具体实施方式

[0025] 为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实
施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领
域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明
保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要
求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，
本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本
发明保护的范围。

[0026] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。

[0027] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，
除非另有明确具体的限定。

[0028] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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
部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情
况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0029] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它
们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特
征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在
第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示
第一特征水平高度小于第二特征。

[0030] 第一实施例

[0031] 请参照图1，本实施例提供一种焦油气化循环装置，其包括用于连接气化炉20的分离器10、用于气化气化炉20所产生的焦油的焦油气化管30以及过滤装置40。

[0032] 进一步地，请参照附图2，气化炉20包括干燥室211、热解室213及气化室215。物料从入料口200进入至气化炉20中，依次经过干燥室211、热解室213及气化室215，其中，在干
燥室211及热解室213中会产生未完全燃烧的混合气体，其中包括焦油及水蒸气。

[0033] 进一步地，请参照附图3，焦油气化循环装置包括有分离器10。分离器10主要用于对干燥室211及热解室213中产生的未完全燃烧的气体，如CO、甲烷及氢气等进行重复利用。
分离器10为柱状结构，分离器10中设有第一入气口101、第一排气口103及气液分离装置，其
中第一入气口101及第一排气口103设于分离器10的外壁，气液分离装置设于分离器10内。
再次参照附图2，气化炉20设有的第二排气口209通过分离器10设有的气体管道同第一入气
口101连通。具体而言，在干燥室211及热解室213反应产生的混合气体从第二排气口209排
出进入到分离器10中，而后经过气液分离装置进行气水分离，气液分离装置会过滤掉多余
的水蒸气及焦油，过滤后的混合气体从第一排气口103输送到第二入气口203，然后到达气
化炉20中的气化室215中进行燃烧气化。

[0034] 进一步地，请参照附图4，焦油气化管30具有烟气通道311以及与烟气通道311进行管壁式换热的焦油气化通道301。焦油气化管30包括内管310及外管300，内管310设于外管
300内，且内管310与外管300之间为密闭空间。烟气通道311为内管310通道，焦油气化通道
301为内管310与外管300之间的区域。

[0035] 烟气通道311的一端设有第一烟气入口313，第一烟气入口313与气化室215的第一气体出口207连通；烟气通道311远离第一烟气入口313的一端设有第一烟气出口315，第一
烟气出口315与过滤装置40相连接。高温烟气从第一气体出口207经由气体管道到达第一烟
气入口313，而后到达烟气通道311中，高温烟气的热量通过内管310管壁传送至焦油气化通
道301中，用以气化焦油气化通道301中的焦油，使得高温烟气的热量得到充分地利用，不造
成能源浪费，绿化环保。

[0036] 进一步地，焦油气化通道301还设有第二气体出口303。第二气体出口303通过焦油气化管30设有的气体管道与第二气体入口205相通。在焦油气化管30中被气化的焦油通过
第二气体出口303再进入到气化室215中进行气化燃烧。

[0037] 进一步地，焦油气化通道301还设有第一液体出口307、第二焦油泵35及焦油管道。第一液体出口307通过焦油管道同第二液体入口201相通，第二焦油泵35设于该焦油管道
上。未被焦油气化管30气化的焦油通过第一液体出口307及焦油管道又进入到干燥室211中
进行循环反应，重复利用，使焦油的裂解率达到最大值。

[0038] 进一步地，焦油气化管30还设有第一液体入口305。第一液体入口305与分离器10设有的第一排液口105通过分离器10设有的回流管相通。其中，第一排液口105设于分离器
10的外壁且与气液分离装置相连。分离器10还设有第一焦油泵15，第一焦油泵15设与该回
流管上。在分离器10对干燥室211及热解室213中的混合气体中进行气液分离时，把混合气
体中的焦油分离了出来，经第一排液口105输送至焦油气化管30中，进行焦油地气化。

[0039] 进一步地，过滤装置40包括依次连接的冷却器401、除尘器411、吸附器421、过滤器431以及烟气管道，彼此之间通过烟气管道相连通。

[0040] 进一步地，再次参照附图1，过滤装置40还设有水箱50、水泵55及输水管。冷却器401、除尘器411、吸附器421及过滤器431为柱状结构且外壁均设有降温夹层。水箱50通过输
水管与各过滤装置40相连，水泵55设于该输水管上。

[0041] 进一步地，冷却器401、除尘器411、吸附器421及过滤器431均设有气液分离器10及贮存罐，多个贮存罐设于各过滤装置40的外壁且均与气液分离器10连通。贮存罐的作用是
收集多余的过滤出的焦油，需要说明的是，在其他实施例中，可以省去贮存罐的设置。

[0042] 进一步地，过滤装置40还设有返料管400，冷却器401、除尘器411、吸附器421及过滤器431设有的出液口均通过返料管400与第一液体入口305连通。高温烟气从第一烟气出
口315输入至过滤装置40，经过冷却、除尘、吸附及过滤，最终经由引风机441排出系统，达到
尾气清洁排放的效果。

[0043] 综上所述，本发明提供的一种焦油气化循环装置，其包括用于连接气化炉20的分离器10、用于气化气化炉20所产生的焦油的焦油气化管30以及过滤装置40。焦油气化管30
具有烟气通道311以及与烟气通道311进行管壁式换热的焦油气化通道301，焦油气化的能
量来源于气化炉20燃烧产生的高温烟气，无需额外的能量消耗。焦油气化通道301设置有第
一液体入口305、用于与气化炉20的干燥室211连通的第一液体出口307以及用于与气化炉
20的气化室215连通的第二气体出口303，烟气通道311设有的第一烟气出口315连接过滤装
置40。在过滤装置40中产生的焦油可再循环地经焦油气化管30气化，在焦油气化装置中还
未气化的焦油可再循环至气化炉20中，使焦油重复裂解。分离器10设有第一入气口101、第
一排气口103及第一排液口105，第一入气口101用于与气化炉20设有的干燥室211及热解室
213连通，第一排气口103用于与气化炉20设有的气化室215相连，第一排液口105与第一液
体入口305连通。分离器10使气化炉20干燥室211和热解室213中产生的混合性气体进行气
水分离，过滤掉多余的水分，脱却混合气体中的水分，能提高燃气的热值，且分离器10还能
够将热解室213中产生的焦油输送至焦油气化管30中进行重复气化，减少污染。

[0044] 此外，本发明还提供了一种气化系统100，该气化系统100包括上述气化炉20及焦油气化循环装置，气化炉20分别与焦油气化循环装置的分离器10及焦油气化管30相连。

[0045] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修
改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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