專利名稱:生物質(zhì)氣化焦油分離循環(huán)裂解轉(zhuǎn)化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及氣化爐,具體地說是涉及一種小型生物質(zhì)氣化爐粗燃?xì)庵薪褂蛢?br>
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背景技術(shù):
氫氣是一種清潔無污染的新能源。生物質(zhì)可以在一定條件下氣化裂解為氫氣,而自然界和農(nóng)田中每年都要產(chǎn)生大量的生物質(zhì)。但是在生物質(zhì)氣化氣中含有較多的焦油,焦油不能作為燃料直接燃燒而且還污染和堵塞氣管和灶具,這也是制約生物質(zhì)氣化制取氫氣的主要原因之一?,F(xiàn)有小型生物質(zhì)氣化爐在農(nóng)村的應(yīng)用,主要作為分散用戶炊事用氣的氣源。由于焦油是氣化過程中不可避免的副產(chǎn)品,如不能對(duì)焦油進(jìn)行較為有效的凈化清理,當(dāng)溫度低于200°C時(shí)焦油極易凝結(jié)為液態(tài)從而堵塞氣管、閥門和灶具等,這將使得氣化爐的氣化效率大大的降低,影響氣化爐的穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)焦油不能進(jìn)行有效的處理已成為小型生物質(zhì)氣化爐推廣應(yīng)用的主要技術(shù)障礙。中國專利CN10163625A提出了“小型生物質(zhì)氣化爐除焦油方法與裝置”,從氣化爐中出來的氣化氣經(jīng)過氣化分離室中的折流板,焦油在其中冷凝后收集并送回氣化爐中進(jìn)行裂解。并且在爐外設(shè)置有催化室,在其中的催化劑對(duì)焦油進(jìn)行進(jìn)一步的催化裂解,但在這一結(jié)構(gòu)形式中,氣化氣只能經(jīng)過一次催化裂解,并且,催化室設(shè)置在爐外將降低焦油的裂解效率。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處,提供一種生物質(zhì)氣化焦油分離循環(huán)裂解轉(zhuǎn)化裝置,利用分離循環(huán)裝置使焦油能多次進(jìn)入爐內(nèi)在高溫區(qū)進(jìn)行裂解,并能進(jìn)行二次除焦油,以提高生物質(zhì)氣化焦油的轉(zhuǎn)化效果。本實(shí)用新型為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型生物質(zhì)氣化焦油分離循環(huán)裂解轉(zhuǎn)化裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是設(shè)置立式筒狀爐體,在所述爐體的上部側(cè)壁設(shè)置氣化氣引出口,所述氣化氣引出口通過呈水平設(shè)置的氣化氣引出管連接一漸擴(kuò)管,所述漸擴(kuò)管的大徑末端管口以中隔板分隔為上部管和下部管, 所述上部管與排氣立管相連通,所述下部管與循環(huán)管相連通;所述循環(huán)管在爐體的下部引入爐體內(nèi)部,經(jīng)設(shè)置在爐體中心的一段回氣立管后通過一段位于爐體內(nèi)上部的回氣引出管導(dǎo)出爐體外部,并與氣化氣引出管相連通;在所述排氣立管的底部設(shè)置“U”型焦油回收管, 在所述焦油回收管的底部出油口與U形液封管的一端相連接,所述液封管的另一端連接焦油裂解管,所述焦油裂解管呈下向傾斜引入爐體的中心。本實(shí)用新型生物質(zhì)氣化焦油分離循環(huán)裂解轉(zhuǎn)化裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于在所述排氣立管的外部設(shè)置換熱套管,所述換熱套管的底部設(shè)置冷空氣入口,頂部設(shè)置有熱空氣出口,所述熱空氣出口通過空氣引導(dǎo)管引入爐體內(nèi)部。所述回氣立管設(shè)置為螺旋管,在所述螺旋管中放置催化介質(zhì),所述催化介質(zhì)是粒徑為l_5mm的白云石。所述焦油裂解管的傾斜角度為2° 5°。生物質(zhì)在爐內(nèi)氣化產(chǎn)生的氣化氣通過漸擴(kuò)管得到降速,焦油屬大分子物質(zhì),其重量較氫氣等氣體重的多,在重力作用下含焦油較多的氣化氣通過循環(huán)管再次進(jìn)入爐內(nèi)受熱裂解,實(shí)現(xiàn)第一次除焦油;含焦油較少的氣化氣排氣管換熱回收,并重新回流至氣化爐內(nèi)的高溫區(qū)再次進(jìn)行裂解,實(shí)現(xiàn)第二次除焦油。與已有技術(shù)相比,本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在1、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了氣化氣循環(huán)除焦油,顯著提高了對(duì)氣化氣的凈化能力,獲得更為潔凈的產(chǎn)氣;2、本實(shí)用新型將經(jīng)過預(yù)熱的空氣引入爐體內(nèi)提高了系統(tǒng)的熱效率,有利于焦油的充分裂解,生物質(zhì)氣化氣的熱值明顯提高;3、本實(shí)用新型可以設(shè)置為可拆式結(jié)構(gòu),更加有利于清潔和維護(hù),保持氣化爐長(zhǎng)期良好的工作狀況。4、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于實(shí)施。
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為圖1的A-A視圖;圖中標(biāo)號(hào)1灰渣室;2排灰口 ;3焦油裂解管;4回氣立管;5爐體;6爐蓋;7生物質(zhì)原料入口 ;8循環(huán)管;9漸擴(kuò)管;10排氣立管;11熱空氣出口 ;12換熱套管;13冷空氣入口 ;14焦油回收管;15液封管;16回氣引出管;17氣化氣引出管;18排氣管;19中隔板。
具體實(shí)施方式
參見圖1、圖2,設(shè)置立式筒狀爐體5,在爐體5的上部側(cè)壁設(shè)置氣化氣引出口,氣化氣引出口通過呈水平設(shè)置的氣化氣引出管17連接一漸擴(kuò)管9,漸擴(kuò)管9的大徑末端管口以中隔板19分隔為上部管和下部管,上部管與排氣立管10相連通,下部管與循環(huán)管8相連通;循環(huán)管8在爐體5的下部引入爐體內(nèi)部,經(jīng)設(shè)置在爐體中心的一段回氣立管4后通過一段位于爐體內(nèi)上部的回氣引出管16導(dǎo)出爐體外部,并與氣化氣引出管17相連通;在排氣立管10的底部設(shè)置“U”型焦油回收管14,在焦油回收管14的底部出油口與U形液封管15的一端相連接,液封管15的另一端連接焦油裂解管3,焦油裂解管3呈下向傾斜引入爐體5的中心。具體實(shí)施中,相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)置也包括在排氣立管10的外部設(shè)置換熱套管12,換熱套管12的底部設(shè)置冷空氣入口 13,頂部設(shè)置有熱空氣出口 11,熱空氣出口 11通過空氣引導(dǎo)管引入爐體內(nèi)部;為增加爐內(nèi)部分的長(zhǎng)度從而增加氣化氣的受熱時(shí)間,可將回氣立管4設(shè)置為螺旋管,螺旋管設(shè)置為可拆式結(jié)構(gòu)以方便清理;為增大焦油裂解效率,可以在螺旋管中放置催化介質(zhì),催化介質(zhì)可以是粒徑l_5mm的白云石;焦油裂解管3的傾斜角度為 2° 15°。設(shè)置由中隔板分隔的漸擴(kuò)管末端一小段管口的上部管的管徑小于下部管的管徑, 以利于含焦油較多的氣化氣經(jīng)循環(huán)管8再次進(jìn)入爐內(nèi)進(jìn)行焦油的裂解。其中下部一小段管徑大約為上部一小段管徑的兩倍。[0022]此外,圖1中所示氣化爐的底部為灰渣室1,灰渣室1的側(cè)部設(shè)置排灰口 2,氣化爐的頂部為爐蓋6,在爐蓋上是生物質(zhì)原料入口 7,經(jīng)過換熱的空氣由熱空氣出口 11排出后從爐體的空氣入口進(jìn)入爐內(nèi)作為氣化劑供生物質(zhì)氣化使用。生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的氣化氣由氣化氣引出管17進(jìn)入漸擴(kuò)管9,經(jīng)過漸擴(kuò)管的氣化氣速度降低,較重的焦油在重力的作用下下沉,含焦油較多的氣化氣進(jìn)入循環(huán)管8,隨后回氣立管,回氣立管處在爐內(nèi)高溫位置上,在回氣立管4中經(jīng)過加熱裂解的氣體循環(huán)進(jìn)入氣化氣引出管17中;含少量焦油的氣化氣進(jìn)入排氣立管10,在排氣立管10中的焦油和水在換熱冷凝后聚集到焦油回收管14的底部,當(dāng)聚集的液體高度高于液封管15的液封高度時(shí),回收的焦油和水進(jìn)入焦油裂解管3得到高溫區(qū)裂解和氣化,其中的水蒸氣作為氣化介質(zhì)。經(jīng)過凈化的氣化氣通過連接在焦油回收管14另一端的排氣管18引入灶具。
權(quán)利要求1.生物質(zhì)氣化焦油分離循環(huán)裂解轉(zhuǎn)化裝置,其特征是設(shè)置立式筒狀爐體(5),在所述爐體(5)的上部側(cè)壁設(shè)置氣化氣引出口,所述氣化氣引出口通過呈水平設(shè)置的氣化氣引出管(17)連接一漸擴(kuò)管(9),所述漸擴(kuò)管(9)的大徑末端管口以中隔板分隔為上部管和下部管,所述上部管與排氣立管(10)相連通,所述下部管與循環(huán)管(8)相連通;所述循環(huán)管(8) 在爐體(5)的下部引入爐體內(nèi)部,經(jīng)設(shè)置在爐體中心的一段回氣立管(4)后通過一段位于爐體內(nèi)上部的回氣引出管(16)導(dǎo)出爐體外部,并與氣化氣引出管(17)相連通;在所述排氣立管(10)的底部設(shè)置“U”型焦油回收管(14),在所述焦油回收管(14)的底部出油口與U 形液封管(1 的一端相連接,所述液封管(1 的另一端連接焦油裂解管(3),所述焦油裂解管(3)呈下向傾斜引入爐體(5)的中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣化焦油分離循環(huán)裂解轉(zhuǎn)化裝置,其特征是在所述排氣立管(10)的外部設(shè)置換熱套管(12),所述換熱套管(1 的底部設(shè)置冷空氣入口(13), 頂部設(shè)置有熱空氣出口(11),所述熱空氣出口(11)通過空氣引導(dǎo)管引入爐體內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣化焦油分離循環(huán)裂解轉(zhuǎn)化裝置,其特征是所述回氣立管(4)設(shè)置為螺旋管,在所述螺旋管中放置催化介質(zhì),所述催化介質(zhì)是粒徑為l_5mm的白石石。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣化焦油分離循環(huán)裂解轉(zhuǎn)化裝置,其特征是所述焦油裂解管(3)的傾斜角度為2° 15°。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種生物質(zhì)氣化焦油分離循環(huán)裂解轉(zhuǎn)化裝置,其特征是設(shè)置立式筒狀爐體,在爐體的上部側(cè)壁設(shè)置氣化氣引出口,氣化氣引出口通過呈水平設(shè)置的氣化氣引出管連接一漸擴(kuò)管,漸擴(kuò)管的大徑末端管口以中隔板分隔為上部管和下部管,上部管與排氣立管相連通,下部管與循環(huán)管相連通;循環(huán)管在爐體的下部引入爐體內(nèi)部,經(jīng)設(shè)置在爐體中心的一段回氣立管后通過一段位于爐體內(nèi)上部的回氣引出管導(dǎo)出爐體外部,并與氣化氣引出管相連通;在排氣立管的底部設(shè)置“U”型焦油回收管,在焦油回收管的底部出油口與U形液封管的一端相連接,液封管的另一端連接焦油裂解管,焦油裂解管呈下向傾斜引入爐體的中心。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了氣化氣循環(huán)除焦油,顯著提高了對(duì)氣化氣的凈化能力,獲得更為潔凈的產(chǎn)氣。
文檔編號(hào)C10J3/72GK202214341SQ20112034874
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者余勇輝, 唐志國, 楊世鵬, 王文豪, 陳晨, 馬亮 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)