一種多臺移動式炭化爐並聯氣體淨化系統的製作方法
2023-05-17 16:37:56 1
一種多臺移動式炭化爐並聯氣體淨化系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種多臺移動式炭化爐並聯氣體淨化系統，包括炭化爐組、冷卻塔、多重氣體分離裝置和儲氣櫃，所述炭化爐組、冷卻塔、多重氣體分離裝置和儲氣櫃通過管道依次連接，氣體在所述冷卻塔中有粗冷凝和精細冷凝兩個冷凝過程。本發明的有益效果是：簡化工藝流程，節省設備範圍，減少佔地空間，提高生產效率，質量有效控制，而且在冷卻塔內可以通過粗冷卻和細冷卻將冷卻效果更完美，除焦油更徹底，可以安裝多個並聯支路，多臺炭化爐同時進行工作並統一淨化炭化產生的氣體，炭化爐與淨化系統拆裝方便，多重氣體分離裝置可對氣體內成份逐一剔除並收集或排放，讓工藝程序更加完美。
【專利說明】一種多臺移動式炭化爐並聯氣體淨化系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於生物質能源再生領域，更確切地說，是一種多臺移動式炭化爐並聯氣體淨化系統。[0002]
【背景技術】
[0003]隨著石油、煤炭、天然氣能源的急速開採，全球資源日趨減少，形成了全球性的能源危機，並造成了大氣環境的嚴重汙染，生物質新型能源靠太陽光光合作用年年產生，永不枯竭，目前國際上歐美等國都在研究生物質能源，我國也加大了生物質能源的開發力度，生物質能源的開發企業蓬勃興起。
[0004]在生物質能開發時，生物質炭化過程中不僅產生生物質炭產品，而且還產生生物質油和熱解氣等多種產品，生物質炭化爐產生的氣體經過淨化、燃燒後用做炭化爐的外部熱源。然而通常採用噴淋塔對炭化爐產生的氣體進行淨化使得生物質油的分離不徹底、淨化後的氣體熱值較低，導致燃燒產生的熱量少，同時目前技術的一臺炭化爐對應一套燃氣淨化裝置，不僅佔地面積大，設備成本高，而且生產效率低。
[0005]
【發明內容】
[0006]為了解決現有技術的佔地面積大，設備成本高和淨化不徹底等問題，本發明提供了一種多臺移動式炭化爐並聯氣體淨化系統。
[0007]本發明提供一種多臺移動式炭化爐並聯氣體淨化系統，包括炭化爐組、冷卻塔、多重氣體分離裝置和儲氣櫃，所述炭化爐組、冷卻塔、多重氣體分離裝置和儲氣櫃通過管道依次連接，其特徵在於，氣體在所述冷卻塔中有粗冷凝和精細冷凝兩個冷凝過程；
進一步地，所述冷卻塔內設有第一冷卻牆、第二冷卻牆和除硫牆，所述第一冷卻牆均勻設置大通氣孔，孔內設有粗冷凝劑用於粗冷凝過程；所述第二冷卻牆均勻設置微小通氣孔，孔內設有細冷凝劑用於精細冷凝過程；
進一步地，其特徵在於，所述粗冷凝劑組成的質量百分比成份為:正戊烷佔25%-35%，異戊烷佔60%-70%，丁烯佔3%，其它碳氫化合物佔餘量，所述細冷凝劑的質量百分比成分為:正戊烷佔60%-70%，異戊烷佔25%-35%，丁烯佔3%，其它碳氫化合物佔餘量；
進一步地，所述大通氣孔的直徑為5cm，小通氣孔的直徑為Icm ；
進一步地，所述炭化爐組包括兩個或兩個以上的炭化爐，所述炭化爐以並聯方式接入並聯管道，並通過並聯管道接入所述冷卻塔，所述冷卻塔內的氣體在風機的作用下從冷卻塔排出後進入多重氣體分離裝置，並經氣體收集管道進入儲氣櫃收集；
進一步地，在冷卻塔內氣體通過第一冷卻牆降溫形成的木焦油順著焦油管進入集焦油
池；
進一步地，所述並聯管道的每一條支路管道都依次設有接口閥門、氧氣濃度儀、流量表和支路閥門，所述接口閥門設置在支路管道的埠處，所述並聯管道的主管道上設有主閥門；
進一步地，所述氣體收集管道包括主管道、走氣管道和收集管道，所述氣體收集管道的主管道上設有主路流量表、電控櫃和主路氧氣濃度儀，所述走氣管道設有走氣閥門；
進一步地，所述多重氣體分離裝置設有第一分離裝置、第二分離裝置和氣體整合穩定裝置；
進一步地，所述第一分離裝置內設有無水硫酸銅；所述第二分離裝置內設有冷風機、空氣壓縮機、溫度計和壓力儀，可對氣體進行加壓冷卻，並通過高抗壓管道接入液態二氧化碳收集裝置；所述氣體整合穩定裝置內設置的調溫器將氣體溫度調節到所述儲氣櫃所需的溫度。
[0008]本發明的有益效果是:簡化工藝流程，節省設備範圍，減少佔地空間，提高生產效率，質量有效控制，而且在冷卻塔內可以通過粗冷卻和細冷卻將冷卻效果更完美，除焦油更徹底，可以安裝多個並聯支路，多臺炭化爐同時進行工作並統一淨化炭化產生的氣體，炭化爐與淨化系統拆裝方便，多重氣體分離裝置可對氣體內成份逐一剔除並收集或排放，讓工藝程序更加完美。
[0009]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明淨化系統的結構示意圖。
[0011]附圖標記說明:1、 2:炭化爐，3:並聯管道，4:冷卻塔，5:風機，6:多重冷卻裝置，
7:電控櫃，8:氣體收集管道，9:集焦油池，10:液態二氧化碳收集裝置，11:點火孔，12、13、14、19、20、21、24、25:閥門，15、16、22:氧氣濃度儀，17、18、23:流量表，26:儲氣櫃，27:第一冷卻牆，28:第二冷卻牆，29:除硫牆，30:第一分離裝置，31:第二分離裝置，32:氣體整合穩定裝置。
[0012]
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和具體實施例詳細描述一下本發明的具體內容。
[0014]如圖1所示，以炭化爐組由兩臺炭化爐組成為例子進行描述，一種多臺式炭化爐並聯氣體淨化系統，包括第一炭化爐1、第二炭化爐2、並聯管道3、冷卻塔4、風機5、多重氣體分離裝置6、電控櫃7、氣體收集管道8和儲氣櫃26，所述並聯管道3設有兩條支管道和一條主管道，其中一條支管道上依次設有閥門13、氧氣濃度儀15、流量表17和閥門20，另一條支管道上依次設有閥門14、氧氣濃度儀16、流量表18和閥門19，主管道上設有閥門21，所述氣體收集管道8包括主管道，走氣管道和收集管道，所述氣體收集管道8的主管道上設有流量表23、電控櫃7和氧氣濃度儀22，所述走氣管道設有閥門24，所述收集管道設有閥門25，所述第一炭化爐I通過法蘭連接在閥門13上，第二炭化爐2通過法蘭連接在閥門14上，所述並聯管道的主管道通過法蘭連接在冷卻塔4的一側，所述冷卻塔4另一側通過風機5接入多重氣體分離裝置6的一側，所述多重氣體分離裝置6的另一側通過法蘭連接在氣體收集管道8的主管道上，所述收集管道通過法蘭接入儲氣櫃26。[0015]所述冷卻塔4內依次設有第一冷卻牆27、第二冷卻牆28和除硫牆29，所述冷卻塔4下部通過焦油管接入集焦油池9，所述第一冷卻牆27均勻設置直徑5cm的通氣孔，孔內放置有粗冷凝劑，所述第二冷卻牆28均勻設置直徑為Icm的通氣孔，孔內設有細冷凝劑，所述除硫牆29內均勻設有直徑為Icm的通氣孔，孔內放置溼棉絮。
[0016]所述粗冷凝劑的組成成份(質量百分比):正戊烷佔25%_35%，異戊烷佔60%_70%，丁烯佔3%，其含量小於20ppm，其它的碳氫化合物佔餘量，細冷凝劑的組成成份(質量百分比):正戊烷佔60%-70%，異戊烷佔25%-35%，丁烯佔3%，其含量小於20ppm，其它碳氫化合物佔餘量。
[0017]所述多重氣體分離裝置6內依次設有第一分離裝置30、第二分離裝置31和氣體整合穩定裝置32，所述第一分離裝置30內設有無水硫酸銅溶液，第二分離裝置31內設有冷風機、空氣壓縮機、溫度計和壓力儀，可對氣體進行加壓冷卻；第二分離裝置31通過高抗壓管道接入液態二氧化碳收集裝置10 ;所述氣體整合穩定裝置32內安裝有調溫器。
[0018]所述閥門12為進氣閥，所述閥門21為主閥門；所述閥門13和閥門14為接口閥門；所述閥門20和閥門19為支路閥門；所述流量表23為主流量表；所述氧氣濃度儀22為主路氧氣濃度儀；所述閥門24為走氣閥門。
[0019]工作原理:
先進行檢測工作，在兩臺炭化爐1、2內裝材料一致、乾濕度一致、重量一致和密度一致的物料，並且分別通過法蘭接入並聯管道3上，先將閥門25關閉，打開其餘所有閥門，同時開啟風機5，檢測氣體流通是否通暢。
[0020]進行炭化工作，從兩臺炭化爐1、2的四周點火孔11點燃各爐內的生物質材料，然後及時關嚴點火孔11，打開炭化爐頂進氣閥12，物料在炭化爐1、2內進行炭化產生氣體，產生的氣體進入並聯管道3，在並聯管道內匯合進入冷卻塔4，在冷卻塔4內氣體依次通過第一冷卻牆27、第二冷卻牆28和除硫牆29，在通過第一冷卻牆27時，牆上設置的通氣孔內的冷凝劑對氣體進行初步的降溫，降溫形成的木焦油順著焦油管進入集焦油池9，在通過第二冷卻牆28時，牆上設置的通氣孔內的冷凝劑對氣體進行精細的降溫，降溫產生的木焦油順著焦油管進入集焦油池9，在通過除硫牆29時，牆上設有溼棉絮將剩餘的木焦油剔吸附，棉絮上有水分將氣體內的氨和硫化氫氣體除去，冷卻塔4內的氣體在風機5的作用下從冷卻塔4排出後進入多重氣體分離裝置6，氣體依次通過多重氣體分離裝置6設有第一分離裝置30、第二分離裝置31和氣體整合穩定裝置32，第一分離裝置30內設有無水硫酸銅溶液，強力吸收氣體內剩餘的水分，並和未除淨的硫化氫氣體反應產生硫化銅沉澱和硫酸，氣體進入第二分離裝置31，在第二分離裝置31內的空氣壓縮機對氣體進行加壓至1.6MPA，冷風機對氣體冷卻降溫至_30°C產生液態二氧化碳並且將其排入至液態二氧化碳收集裝置10，隨後氣體進入氣體整合穩定裝置32，氣體整合穩定裝置32內的調溫器將氣體溫度調節到儲氣櫃所需的溫度，同時經過之前一系列反應後的氣體分子還比較活躍，而氣體在氣體整合穩定裝置32內穩定一段時間並調節溫度，避免了氣體分子還未穩定便直接進入儲氣櫃26而引發的危險，在氣體整合穩定裝置32內穩定的氣體通過氣體收集管道8進入儲氣櫃26收集。
[0021]相對於現有的冷凝技術，本發明中的冷凝塔4通過粗冷凝和精細冷凝，正戊烷的熔點高於異戊烷的熔點，故在第一層牆27內的冷凝劑中正戊烷的含量低於異戊烷，用於進行粗冷凝，而第二層牆28內的冷凝劑中正戊烷的含量高於異戊烷，用於精細冷凝，而且冷凝劑冷凝產生的氣體為可燃氣，和生物質燃氣成份相似，所以不必排出，同時相對於現有技術中的冷凝劑的含量配比，本發明中的冷凝劑通過露點溫度不同，撤熱能力不同設置粗冷卻和細冷卻，將氣體冷卻更全面更徹底，可以將95%的木焦油除去。
[0022]在所述並聯管道3上的流量表17、18和氧氣濃度儀15、16測相對應的管道的氣體流量值和氧氣濃度值，調節風機5變頻數值用以控制風速，使流量表17和流量18表為適合淨化系統工作的數值，使氧氣濃度值保持在安全濃度以內。
[0023]所述電控櫃7用以控制多重氣體分離裝置6進行加壓。
[0024]關閉收尾工作:生物質完全炭化後，將炭化爐1、2頂上進氣閥12關嚴，依次關閉閥門13、閥門14，關閉閥門25，打開閥門24，保持淨化系統與外界空氣連通，以免出現氣體壓力差值影響設備下次工作，將第一炭化爐I和第二炭化爐2從閥門13和閥門14處拆開，移向中轉站冷卻後，進入其它工序，將預先準備好的其它炭化車重新裝入淨化系統，開始下一輪的炭化和淨化過程。
[0025]本發明的優勢:簡化工藝流程，節省設備範圍，減少佔地空間，提高生產效率，質量有效控制，產生的液態二氧化碳可加工成乾冰，而且在冷卻塔內可以通過粗冷卻和細冷卻將冷卻效果更完美，除焦油更徹底，可以安裝多個並聯支路，多臺炭化爐同時進行工作並統一淨化炭化產生的氣體，炭化爐與淨化系統拆裝方便，多重氣體分離裝置可對氣體內成份逐一剔除並收集或排放，讓工 藝程序更加完美。
【權利要求】
1.一種多臺移動式炭化爐並聯氣體淨化系統，包括炭化爐組、冷卻塔、多重氣體分離裝置和儲氣櫃，所述炭化爐組、冷卻塔、多重氣體分離裝置和儲氣櫃通過管道依次連接，其特徵在於，氣體在所述冷卻塔中有粗冷凝和精細冷凝兩個冷凝過程。
2.根據權利要求1所述的炭化爐並聯氣體淨化系統，其特徵在於，所述冷卻塔內設有第一冷卻牆、第二冷卻牆和除硫牆，所述第一冷卻牆均勻設置大通氣孔，孔內設有粗冷凝劑用於粗冷凝過程；所述第二冷卻牆均勻設置微小通氣孔，孔內設有細冷凝劑用於精細冷凝過程。
3.根據權利要求2所述的炭化爐並聯氣體淨化系統，其特徵在於，所述粗冷凝劑組成的質量百分比成份為:正戊烷佔25%-35%，異戊烷佔60%-70%，丁烯佔3%，其它碳氫化合物佔餘量，所述細冷凝劑的質量百分比成分為:正戊烷佔60%-70%，異戊烷佔25%-35%，丁烯佔3%，其它碳氫化合物佔餘量。
4.根據權利要求2所述的炭化爐並聯氣體淨化系統，其特徵在於，所述大通氣孔的直徑為5cm,小通氣孔的直徑為1cm。
5.根據權利要求1所述的淨化系統，其特徵在於，所述炭化爐組包括兩個或兩個以上的炭化爐，所述炭化爐以並聯方式接入並聯管道，並通過並聯管道接入所述冷卻塔，所述冷卻塔內的氣體在風機的作用下從冷卻塔排出後進入多重氣體分離裝置，並經氣體收集管道進入儲氣櫃收集。
6.根據權利要求2所述的淨化系統，其特徵在於，在冷卻塔內氣體通過第一冷卻牆降溫形成的木焦油順著焦油管進入集焦油池。
7.根據權利要求5所述的淨化系統，其特徵在於:所述並聯管道的每一條支路管道都依次設有接口閥門、氧氣濃度儀、流量表和支路閥門，所述接口閥門設置在支路管道的埠處，所述並聯管道的主管道上設有主閥門。
8.根據權利要求5所述的淨化系統，其特徵在於，所述氣體收集管道包括主管道、走氣管道和收集管道，所述氣體收集管道的主管道上設有主路流量表、電控櫃和主路氧氣濃度儀，所述走氣管道設有走氣閥門。
9.根據權利要求1所述的淨化系統，其特徵在於，所述多重氣體分離裝置設有第一分離裝置、第二分離裝置和氣體整合穩定裝置。
10.根據權利要求9所述的淨化系統，其特徵在於，所述第一分離裝置內設有無水硫酸銅；所述第二分離裝置內設有冷風機、空氣壓縮機、溫度計和壓力儀，可對氣體進行加壓冷卻，並通過高抗壓管道接入液態二氧化碳收集裝置；所述氣體整合穩定裝置內設置的調溫器將氣體溫度調節到所述儲氣櫃所需的溫度。
【文檔編號】C10K1/04GK103525442SQ201310496136
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月21日 優先權日:2013年10月21日
【發明者】李忠保, 金世富, 師鵬, 趙曉俊, 王增寶, 冀曉俊 申請人:平遙縣晟弘生物質能源開發有限公司