一種經濟適用的熱解生物質燃氣的淨化及冷卻設備的製作方法
2023-06-04 23:25:36 1
專利名稱：一種經濟適用的熱解生物質燃氣的淨化及冷卻設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種經濟適用的熱解生物質燃氣的淨化及冷卻設備。
背景技術：
由生物質氣化爐或炭化爐來的熱解生物質燃氣，含有相當濃度的粉塵和氣相焦油，無論作為集中供應生活燃氣的氣源，或作為內燃機發電的氣體燃料，都要求對其進行淨化冷卻處理，即嚴格除塵、除焦油和冷卻。
一般對於數百立方米/小時的小型項目，多採用水浴、填料過濾措施。但對於產氣量較大時，因更換濾料的工作量很大，而不宜採用。
發明內容
針對上述現有技術存在的不足，本實用新型提供一種經濟適用的熱解生物質燃氣的淨化及冷卻設備，它能有效除掉燃氣中的粉塵和焦油，工作安全可靠，不會對周圍環境產生任何汙染。
本實用新型的技術特徵在於氣化爐的燃氣出口串聯有二至三級旋風分離除塵器，分離除塵器下端出口聯接有一至二級水膜噴淋洗滌冷卻塔，水膜噴淋洗滌冷卻塔的出氣口串聯有兩級文丘裡洗滌器，該洗滌除塵器出口端再與二至三級水膜噴淋洗滌冷卻塔相聯，然後經羅茨引風機與自激式除焦器相聯，自激式除焦器通過一個除塵和除焦油的氣水分離器與儲氣櫃連通。
上述各個用於淨化的洗滌冷卻塔和文丘裡洗滌器的下端均採用無底板結構，均浸在安全水封槽內實行水面下的水封氣密，並且它們的下端距水封槽底有15～45mm的高度；在氣化爐的燃氣出口和一級水膜噴淋洗滌冷卻塔之間串聯有兩級旋風分離除塵器；所述的安全水封槽的底部沿縱、橫方向均為斜面，上部加隔板，在溝底均勻裝設有若干組激流噴嘴。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
圖2為本實用新型的閉式循環水處理裝置示意圖。
具體實施方式
結合附圖作進一步說明，但本實用新型的保護範圍不限於附圖及其實施例。
圖中，1是燃料倉，2是氣化爐，3是一級旋風分離除塵器，4是二級旋風分離除塵器，5是安全水封槽，6是一級水膜噴淋洗滌冷卻塔，7是一級文丘裡洗滌器，8是二級文丘裡洗滌器，9是二級水膜噴淋洗滌冷卻塔，10是儲氣櫃，11是羅茨引風機，12是自激式除焦器，13是自動燃燒器，14是氣水分離器，15是表面式冷凝除焦器，16是氣櫃壓力限制器，17是供水泵，18是冷卻池，19是調節閥，20是上浮焦油導出管，21是高架沉澱池，22是泥鬥，23是錐形反應器，24是溶液箱，25是加藥器，26是汙水泵，27是集汙井。
如1圖所示，粗燃氣經二至三級旋風除塵器，將燃氣中徑粒為5μm以上的大顆粒飛灰分離出來，以減少進入水中的固體顆粒總量，設計採用下引式旋風除塵器，布置合理，阻力小、效率高。
燃氣再經一級水膜噴淋洗滌冷卻塔溼式除塵和冷卻，這樣不僅可增大燃氣密度，減少燃氣的容積流量，以利後級除塵設備節省金屬材料，而且還有效防止了其後的文丘裡洗滌器發生堵塞。
燃氣再進入兩級相串聯的文丘裡洗滌器，進行嚴格除塵，基本上除掉微米數量級粒徑的粉塵，且初步冷凝分離出部分氣相焦油。由於文丘裡洗滌器阻力損失很大，因而消耗大量電能，故不宜過多串級使用，故隨後採用結構簡單、經濟的水膜加順流噴淋洗滌冷卻塔，作進一步冷凝除焦，其阻力小、電耗低。
以上設備都處於負壓工作狀態，為保證其氣密性，各個淨化和冷卻設備均採用無底板結構，將它們的下端，均浸在安全水封槽內，在運行水面下，實現水封氣密，並使之與水封槽底有一定高度，水槽的底部沿縱、橫方向均設計成斜面，上部加隔板，阻止上部水流，只允許下部溝槽內水的流動，以加快其流速，在溝底按一定間距裝設若干組激流噴嘴，以脈衝方式開啟，產生攪動激流，使其不發生槽內沉澱和淤積。採用底部敞開的設備留有足夠大的卸壓通流面積，可以確保在系統內發生爆燃時的安全可靠卸壓，尤其是第一級噴淋洗滌塔的作用十分重要。
經過上述淨化和冷卻的燃氣，不僅得到必要淨化，且其溫度已降到與循環水溫度接近。這樣系統的容積流量相對較小，要求引風機的功率相對也較小，同時風機的磨損也較小，本設計的風機採用電磁調速電動機驅動，可以方便地根據系統負荷變化調節燃氣流量，不僅節能，還有效地減少了羅茨風機的磨損。
經羅茨引風機出口，燃氣進入自動控制液位恆定的自激式水力除焦器，其中適當加入促進浸潤和親合的製劑，可以解決凝出的細微焦油滴與水非親合的矛盾，而達到再次除塵除焦。
上述燃氣經溼式淨化，致使燃氣含溼量很高，必須有效地進行氣、水分離，方可提高燃氣的低位發熱量，減少在燃燒過程中水滴蒸發吸熱損失，因而採用氣水分離器來減少燃氣帶霧。
經氣、水分離後的燃氣，送入內置表面換熱式冷凝器的恆壓儲氣櫃，再次冷凝除焦，總體上提高了燃氣單位容積的低位發熱量。
在送入恆壓儲氣櫃的同時，設置了燃氣過壓排空的氣櫃壓力限制器，並在排向大氣的出口處裝設自動點火燃燒器，不使排空燃氣對大氣環境造成汙染。
本實用新型用水作為燃氣洗滌和冷卻的介質，採用了閉式循環水系統和一整套水處理裝置來保證其正常運行。如圖2所示，水封槽5排水自流到集汙井27匯集洗滌和冷卻燃氣的汙水，經汙水泵26升壓後通過射流加藥器25送到反應器23。24是二個交替使用的絮凝劑溶液箱，按設計要求對汙水加入絮凝劑，在錐形反應器23中，在汙水流速逐漸變緩的過程中，產生絮狀礬花後平緩地進入帶多個泥鬥22的高架沉澱池21，固體顆粒及重質焦油沉澱在泥鬥中，輕質焦油上浮，20是上浮焦油導出管，由它回收焦油。閉式循環水的散熱冷卻由冷卻池18冷卻後，並經供水泵17升壓後，送至各個用水設備。
本套水處理裝置採用高架反應沉澱池，可以通過改變調節閥19來控制沉澱池的水位，當在高位運行時，可自行分離上浮焦油，而沉澱下來固體顆粒集中在泥鬥內，根據負荷大小定期排放，並乾燥回收，免除了從水中撈取沉澱物的繁重勞動環節。循環水只需適量補充蒸發損耗，然後用汙水泵升壓並加入絮凝劑後，送到反應器和高架沉澱池進行沉澱和聚浮，用以分離固體顆粒、重質焦油和輕質焦油。對周圍水體環境不產生汙染，做到零排放。
權利要求1.一種經濟適用的熱解生物質燃氣的淨化及冷卻設備，由一級旋風分離除塵器、二級旋風分離除塵器、安全水封槽、一級水膜噴淋洗滌冷卻塔、二級水膜噴淋洗滌冷卻塔、一級文丘裡洗滌器、二級文丘裡洗滌器、儲氣櫃、氣櫃壓力限制器、自激式除焦器、羅茨引風機、氣水分離器等部件構成，其特徵是氣化爐的燃氣出口串聯有二至三級旋風分離除塵器，分離除塵器下端出口聯接有一至二級水膜噴淋洗滌冷卻塔，水膜噴淋洗滌冷卻塔的出氣口串聯有兩級文丘裡洗滌器，該洗滌除塵器出口端再與二至三級水膜噴淋洗滌冷卻塔相聯，然後經羅茨引風機與自激式除焦器相聯，自激式除焦器通過一個除塵和除焦油的氣水分離器與儲氣櫃連通。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵是上述各個用於淨化的洗滌冷卻塔和文丘裡洗滌器的下端均採用無底板結構，均浸在安全水封槽內實行水面下的水封氣密，並且它們的下端距水封槽底有15～45mm的高度。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵是在氣化爐的燃氣出口和一級水膜噴淋洗滌冷卻塔之間串聯有兩級旋風分離除塵器。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特徵是安全水封槽的底部沿縱、橫方向均為斜面，上部加隔板，在溝底均勻裝設有激流噴嘴。
專利摘要一種經濟適用的熱解生物質燃氣的淨化及冷卻設備，在氣化爐的燃氣出口串聯有二至三級旋風分離除塵器，分離除塵器下端出口聯接有一至二級水膜噴淋洗滌冷卻塔，水膜噴淋洗滌冷卻塔的出氣口串聯有兩級文丘裡洗滌器，該洗滌除塵器出口端再與二至三級水膜噴淋洗滌冷卻塔相聯，然後經羅茨引風機與自激式除焦器相聯，自激式除焦器通過一個除塵和除焦油的氣水分離器與儲氣櫃連通，它能有效除掉燃氣中的粉塵和焦油，不會對周圍環境產生任何汙染。
文檔編號C10K1/00GK2680671SQ20042003295
公開日2005年2月23日 申請日期2004年2月20日 優先權日2004年2月20日
發明者郭德章 申請人:雲南電力建設工程服務有限公司