用於煤、生物質熱解設備的分級式冷凝裝置的製作方法

2023-10-11 19:00:44 2

專利名稱：用於煤、生物質熱解設備的分級式冷凝裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於用於煤、生物質和其他有機廢棄物熱解後的冷凝工藝技術領域， 具體涉及用於煤、生物質熱解設備的冷凝裝置。
背景技術：
對於煤、生物質和其它有機廢棄物的熱解液化，一般都要求其冷凝裝置能夠對高溫熱解蒸氣進行迅速冷凝，以提高液體產物的收率。中國專利200710162077. 9公開了一種熱解液化設備所用的一種冷凝裝置，其圓柱筒狀冷凝器內分為上、中、下三部分，上部為噴霧冷凝段，頂部均布著霧化噴嘴；中部為降膜冷凝段，設有列管式間接換熱器；下部為儲液段；還包括液體輸送泵、冷卻塔及相應的管道等。它主要採用噴霧冷卻的方式使高溫熱解蒸氣獲得迅速冷卻，但這種冷凝裝置存在液體產物不能分級的缺點，從而影響液體產物的分級提純和高值化利用。
發明內容為了實現經過冷凝的液體產物的分級，提升液體產物的利用價值，本實用新型提供一種用於煤、生物質熱解設備的分級式冷凝裝置。實現上述目的的技術解決方案如下用於煤、生物質熱解設備的分級式冷凝裝置包括降膜式冷凝器，所述降膜式冷凝器的本體為圓柱筒狀，所述本體上部一側設有熱解蒸氣進口，中部內設有列管式間接換熱器，下部為儲液段，所述儲液段上部的降膜式冷凝器的本體一側設有出氣口 ；所述列管式間接換熱器上部一側設有冷卻水出口，下部一側設有冷卻水入口，所述本體底部設有第一級液體產物出口；所述降膜式冷凝器串聯著噴霧式冷凝器，噴霧式冷凝器的本體為圓柱筒狀，其頂部設有進液口，所述噴霧式冷凝器的本體內頂部均布著霧化噴嘴，霧化噴嘴連通著進液口 ； 霧化噴嘴下方的噴霧式冷凝器的本體一側設有進氣口，所述進氣口通過管道連通著降膜式冷凝器的本體上的出氣口 ；噴霧式冷凝器的本體內下部設有盤管式換熱器，噴霧式冷凝器的本體下部一側設有出液口，所述出液口連通著油泵的進口，油泵的出口通過管道連通著噴霧式冷凝器的本體頂部的進液口 ；所述盤管式換熱器的冷卻水進口和冷卻水出口分別伸至噴霧式冷凝器的本體外部；所述噴霧式冷凝器的本體底部設有第二級液體產物出口 ；所述噴霧式冷凝器上部為噴霧冷凝段，下部為換熱段；所述噴霧冷凝段下部一側設有不可冷凝氣體出口。所述降膜式冷凝器的直徑為0. 5-1. 5m、高度為1. 5-3. 5m ；所述降膜式冷凝器本體上部的高度為0. 3-0. 5m，所述降膜式冷凝器本體中部的高度為0. 6-1. 8m，所述降膜式冷凝器本體下部的高度為0. 6-1. an。所述降膜式冷凝器中部的列管式間接換熱器由100-500個等長的冷卻管穿越兩端封板均布排列組成，冷卻管直徑為10-30mm、壁厚為1. 5-3. 0mm。[0010]所述噴霧式冷凝器的本體直徑0. 5-1. 5 m、高度1. 5-3. 0 m ；所述噴霧冷凝段的高度為0. 7-1. 3米，所述換熱段的高度為0. 8-1. 7 m。所述噴霧式冷凝器的本體內頂部均布著7-13個霧化噴嘴，1個霧化噴嘴設於中心，其餘霧化噴嘴均布在四周，霧化噴嘴的口徑為0. 2-0. 5mm。所述噴霧式冷凝器中的盤管式換熱器的盤管直徑為10-20mm、壁厚為0. 1-0. 2mm, 盤管總長為30-80m，繞製成的盤管式換熱器外徑為0. 4-1.細、高度為0. 5-1. 5m。本實用新型採用降膜式冷凝器和噴霧式冷凝器串聯結構對高溫熱解蒸氣進行分級冷凝。其中，降膜式冷凝器用以對高溫熱解蒸氣中的冷凝溫度高的組分實施冷凝，如當冷凝溫度點控制在100°c以上時，冷凝獲得的熱解液態產物主要由含氧有機化合物組成，水分含量極少，因而便於這部分熱解液態產物的高值化利用；噴霧式冷凝器用以對降膜式冷凝器未冷凝的高溫熱解蒸氣實施冷凝，冷凝獲得的熱解液態產物主要由含氧有機化合物和水組成，熱解所產生的水分絕大部分都在這部分液態產物之中，因而便於這部分熱解液態產物的水分分離和高值化利用。因此，本實用新型既能夠使煤、生物質和其它有機廢棄物的高溫熱解蒸氣獲得充分冷凝，從而獲得高的液體產物的收率；又能夠利用冷凝溫度的不同使熱解液態產物實現分級，從而能夠有效提高熱解液態產物的分離提純和高值化利用；且裝置結構簡單、操作安全可靠、冷凝成本低廉。

圖1為本實用新型分級式冷凝裝置結構示意圖。圖2為圖1的A-A剖視圖。圖3為圖1的B-B剖視圖。降膜式冷凝器的本體1、熱解蒸氣進口 2、列管式間接換熱器3、儲液段4、出氣口 5、 冷卻水出口 6、冷卻水入口 7、第一級液體產物出口 8、噴霧式冷凝器的本體9、霧化噴嘴10、 盤管式換熱器11、油泵12、第二級液體產物出口 13、不可冷凝氣體出口 14、第一級液體產物出口閥門15、第二級液體產物出口閥門16、列管式間接換熱器冷卻管17。
具體實施方式
以下結合附圖，通過實施例對本實用新型作進一步地描述。實施例參見圖1，以產油能力為500kg/h的用於煤、生物質熱解設備的分級式冷凝裝置為例，該裝置包括降膜式冷凝器和噴霧式冷凝器，且降膜式冷凝器和噴霧式冷凝器串聯。降膜式冷凝器的本體1為圓柱筒狀，所述本體1上部一側設有熱解蒸氣進口 2，中部內設有列管式間接換熱器3，見圖2，下部為儲液段4，所述儲液段4上部的降膜式冷凝器的本體一側設有出氣口 5 ；列管式間接換熱器3上部一側設有冷卻水出口 6，下部一側設有冷卻水入口 7，降膜式冷凝器的本體1底部設有第一級液體產物出口 8。降膜式冷凝器的本體1直徑為1. 0m、高度為2. 5m,中部列管式間接換熱器3的高度為1. 2m，上部空間的高度為 0. :3m，下部空間的高度為1.0m，並在高於其底部0.5m處設有出液口。降膜式冷凝器中部的列管式間接換熱器3由200個等長的冷卻管17穿越兩端封板均布排列組成，冷卻管直徑為 15mm、壁厚為 2. Omm。[0022]噴霧式冷凝器的本體9為圓柱筒狀，其頂部設有進液口 ；噴霧式冷凝器的本體9內上部距離頂部0. 2米處的正中位置裝有7個霧化噴嘴10，1個霧化噴嘴設於中心，另6個霧化噴嘴均布在四周，見圖3，霧化噴嘴10的噴嘴口徑為0. 3毫米，霧化噴嘴10連通著進液口。霧化噴嘴10下方的噴霧式冷凝器的本體一側設有進氣口，所述進氣口通過管道連通著降膜式冷凝器的本體上的出氣口 ；噴霧式冷凝器的本體9內下部設有盤管式換熱器11，盤管式換熱器11的盤管直徑為15mm、壁厚為0. 1mm，盤管總長為50m、繞製成的盤管式換熱器外徑為0. 9m、高度為1. 2 m，並在高於盤管式換熱器0. 1米處的噴霧式冷凝器的本體9下部一側設有出液口，出液口連通著油泵12的進口，油泵12的出口通過管道連通著噴霧式冷凝器的本體9頂部的進液口。油泵12為自吸式離心油泵，型號為CYZ-A型。盤管式換熱器U的冷卻水進口和冷卻水出口分別伸至噴霧式冷凝器的本體9外部；噴霧式冷凝器的本體9底部設有第二級液體產物出口 13。噴霧式冷凝器上部為噴霧冷凝段，下部為換熱段；噴霧冷凝段下部一側設有不可冷凝氣體出口 14。噴霧式冷凝器的本體9直徑為1. 0 m、高度為2. 5 m ；噴霧冷凝段的高度為1. 0 m，所述換熱段的高度為1. 2 m。高溫熱解蒸氣首先進入降膜式冷凝器的本體1上部，然後向下流動並穿過列管式間接換熱器3而獲得第一次冷卻，其中冷凝溫度高的組分冷凝成為第一級液態產物，並在自身重力和氣流攜帶的共同作用下順著列管式間接換熱器3的壁面流到降膜式冷凝器的下部儲液段4，液位高於設定值的第一級熱解液態產物依靠自身重力通過閥門15被弓I出降膜式冷凝器；未被冷凝的高溫熱解蒸氣通過連接管道由降膜式冷凝器的本體1下部引至噴霧式冷凝器的本體9上部，經過與霧化冷卻介質的直接接觸而迅速獲得冷凝並依靠自身重力落至噴霧式冷凝器的本體9下部，液位高於設定值的第二級熱解液態產物依靠自身重力通過閥門16被引出噴霧式冷凝器的本體9 ；油泵12將熱解液態產物B送至設在噴霧冷凝器的本體9上部的霧化噴嘴10作循環霧化冷卻介質用。實驗表明，本實用新型能夠很好地滿足產油能力為500kg/h的生物質熱解液化設備的冷凝所需，且以秸稈為熱解原料時液態產物的總產率>50%，其中第一級冷凝即降膜冷凝獲得的第一級液態產物的產率> 15%、熱值為25MJ/kg，第二級冷凝即噴霧冷凝獲得的第二級液態產物的產率彡35%、熱值為14MJ/kg。
權利要求1.用於煤、生物質熱解設備的分級式冷凝裝置，包括降膜式冷凝器，所述降膜式冷凝器的本體為圓柱筒狀，所述本體上部一側設有熱解蒸氣進口，中部內設有列管式間接換熱器， 下部為儲液段，所述儲液段上部的降膜式冷凝器的本體一側設有出氣口 ；所述列管式間接換熱器上部一側設有冷卻水出口，下部一側設有冷卻水入口，所述本體底部設有第一級液體產物出口，其特徵在於所述降膜式冷凝器串聯著噴霧式冷凝器，噴霧式冷凝器的本體為圓柱筒狀，其頂部設有進液口，所述噴霧式冷凝器的本體內頂部均布著霧化噴嘴，霧化噴嘴連通著進液口 ；霧化噴嘴下方的噴霧式冷凝器的本體一側設有進氣口，所述進氣口通過管道連通著降膜式冷凝器的本體上的出氣口 ；噴霧式冷凝器的本體內下部設有盤管式換熱器，噴霧式冷凝器的本體下部一側設有出液口，所述出液口連通著油泵的進口，油泵的出口通過管道連通著噴霧式冷凝器的本體頂部的進液口 ；所述盤管式換熱器的冷卻水進口和冷卻水出口分別伸至噴霧式冷凝器的本體外部；所述噴霧式冷凝器的本體底部設有第二級液體產物出口 ；所述噴霧式冷凝器上部為噴霧冷凝段，下部為換熱段；所述噴霧冷凝段下部一側設有不可冷凝氣體出口。
2.根據權利要求1所述的用於煤、生物質熱解設備的分級式冷凝裝置，其特徵在於所述降膜式冷凝器的直徑為0. 5-1. 5m、高度為1. 5-3. 5m ；所述降膜式冷凝器本體上部的高度為0. 3-0. 5m，所述降膜式冷凝器本體中部的高度為0. 6-1. 8m，所述降膜式冷凝器本體下部的高度為0. 6-1. 2m。
3.根據權利要求1所述的用於煤、生物質熱解設備的分級式冷凝裝置，其特徵在於所述降膜式冷凝器中部的列管式間接換熱器由100-500個等長的冷卻管穿越兩端封板均布排列組成，冷卻管直徑為10-30mm、壁厚為1. 5-3. 0mm。
4.根據權利要求1所述的用於煤、生物質熱解設備的分級式冷凝裝置，其特徵在於 所述噴霧式冷凝器的本體直徑0.5-1. 5 m、高度1.5-3.0 m ；所述噴霧冷凝段的高度為 0. 7-1. 3米，所述換熱段的高度為0. 8-1. 7 m。
5.根據權利要求1所述的用於煤、生物質熱解設備的分級式冷凝裝置，其特徵在於所述噴霧式冷凝器的本體內頂部均布著7-13個霧化噴嘴，1個霧化噴嘴設於中心，其餘霧化噴嘴均布在四周，霧化噴嘴的口徑為0. 2-0. 5mm。
6.根據權利要求1所述的用於煤、生物質熱解設備的分級式冷凝裝置，其特徵在於所述噴霧式冷凝器中的盤管式換熱器的盤管直徑為10-20mm、壁厚為0. 1-0. 2mm，盤管總長為 30-80m，繞製成的盤管式換熱器外徑為0. 4-1.細、高度為0. 5-1. 5m。
專利摘要本實用新型涉及用於煤、生物質熱解設備的分級式冷凝裝置，包括降膜式冷凝器和噴霧式冷凝器，且二者串聯。降膜式冷凝器的本體為圓柱筒狀，其上部一側設有熱解蒸氣進口，中部內設有列管式間接換熱器，下部為儲液段；儲液段上方的本體一側設有出氣口，本體底部設有第一級液體產物出口。噴霧式冷凝器的本體為圓柱筒狀，其內頂部均布著霧化噴嘴；其內下部為儲液段並設有盤管式換熱器；儲液段的本體一側設有出液口，出液口連通著油泵的進口，油泵的出口連通著本體頂部的進液口；儲液段上方的本體一側設有不可冷凝氣體出口，本體底部設有第二級液體產物出口。本實用新型既能夠使高溫熱解蒸氣獲得充分冷凝，又能夠在冷凝過程中使熱解液體產物實現分級。
文檔編號C10B53/00GK202096778SQ201120151880
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月13日 優先權日2011年5月13日
發明者宣宏, 朱錫鋒, 李麗, 童明 申請人:安徽禾盛生物能源有限公司