生物质热解液化用层流冷凝器

摘要

本发明的提供一种生物质热解液化用层流冷凝器，包括横截面呈矩形的水平筒体，筒体的一端为热解气入口，另一端为热解气出口，筒体的顶部设有生物油入口，底部设有生物油出口，特征是：筒体内沿热解气流动方向设有多个互相平行的冷凝板，每个冷凝板的顶端均设一溢流槽，溢流槽的侧壁以冷凝板对称，筒体顶端设置一水平分布管与生物油入口连通，分布管对应于每个溢流槽均设一支管，支管的底部出口插入溢流槽内，筒体内在热解气出口处设有丝网。本发明热气体呈层流状态流经液流膜，由于流速低、气流层薄、温度梯度大，因而换热效率高，热解气中携带的炭灰与焦油随液流从冷凝板流出，不容易凝结，且结构简单，拆装方便、冷凝板清洗容易，工作性能优良。

说明书

技术领域

本发明提供一种生物质热解液化用层流冷凝器，属于可再生能源技术领域。

背景技术

生物质闪速热解液化工艺采用的冷却方式之一，是将低温生物油与高温热解气直接混合冷激热解气，使热解气中可冷凝气体冷凝，从而得到生物油。生物油流入贮油罐中，其它不可液化气体被排出冷凝装置。这种工艺要求进入冷凝装置的高温热解气和低温生物油直接混合换热，高温热解气迅速被冷却至60℃以下，热解气中的可液化气体变为液体流入贮油箱中，其它不可液化气体被引风机吸出冷凝装置。

目前，在生物质热解液化技术领域，采用热解气与低温生物油直接混合换热技术的研究机构，一般选用的冷凝器为喷淋冷却塔或冷却筛板塔，如在生物质热解液化技术方面取得较突出成绩的中国科学技术大学、山东理工大学和东北林业大学等相关研究机构均采用此种方法，缺陷是喷淋冷却塔或冷却筛板塔垂直安装，占地面积大，冷却液流量大，热解气中携带的炭灰容易凝结在冷却塔内，并且热解气冷却过程中产生的焦油与炭灰粘结，不容易清除。西班牙Union Fenosa电力公司于1993年建立的生物质喂入率为200kg/h的热裂解示范厂以及荷兰Twente大学的生物质技术集团(BTG)于2000年研制出的喂入率为200kg/h的改进型旋转锥反应器热解液化工艺，采用的冷却技术是管壳式换热冷却器，缺陷是管壳式换热冷却器在冷却热解气过程中，热解气中携带的炭灰与热解气冷却产生的焦油凝结，管道很快堵塞。

发明内容

本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷、快速冷却、换热效率高的生物质热解液化用层流冷凝器。其技术方案为：

一种生物质热解液化用层流冷凝器，包括横截面呈矩形的水平筒体，筒体的一端为热解气入口，另一端为热解气出口，筒体的顶部设有生物油入口，底部设有生物油出口，其特征在于：筒体内沿热解气流动方向设有多个互相平行的冷凝板，每个冷凝板的顶端均设一溢流槽，溢流槽的侧壁以冷凝板对称，筒体顶端设置一水平分布管与生物油入口连通，分布管对应于每个溢流槽均设一支管，支管的底部出口插入溢流槽内，筒体内在热解气出口设有丝网。

所述的生物质热解液化用层流冷凝器，多个互相平行的冷凝板间距相等，横梁依次水平穿过每个冷凝板、并与每个冷凝板固定连接。

所述的生物质热解液化用层流冷凝器，溢流槽与冷凝板长度相同，溢流槽的底部固定安装在冷凝板的顶端。

其工作原理为：

多个互相平行的冷凝板沿热解气流动方向间隔均匀地布置在筒体内，使进入筒体的热解气流，处于层流状态流经冷凝板的两侧；生物油经分布管及多个支管流入每个冷凝板的顶端的溢流槽，溢流槽满后生物油溢出，沿冷凝板向下流动，在冷凝板面上形成均匀稳定的液流膜，这样流经液流膜表面的热解气与液流膜完成热交换，从而使热解气温度急剧降低，热解气中的可液化气体冷凝成生物油，随液流向下流动，自生物油出口流出，剩余热解气经丝网除雾后，由热解气出口排出。

本发明与现有技术相比，其优点是：

1、热气体呈层流状态流经液流膜，由于流速低、气流层薄、温度梯度大，因而换热效率高，热解气中携带的炭灰与焦油随液流从冷凝板流出，不容易凝结。

2、结构简单，没有传动部件，拆装方便、冷凝板清洗容易。

3、丝网设置在热解气出口起到除雾作用，可以清除被排出的热解气中不可冷凝部分携带的液化油雾滴。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是图1所示实施例的A-A剖面图。

图中：1、筒体  2、热解气入口  3、热解气出口  4、生物油出口  5、冷凝板  6、溢流槽  7、分布管  8、生物油入口  9、支管  10、丝网  11、横梁  12、支架

具体实施方式

在图1-2所示的实施例中：筒体1水平安装在支架12上，筒体1的横截面呈矩形，一端为热解气入口2，另一端为热解气出口3，筒体1的顶部设有生物油入口8、底部设有生物油出口4，筒体1内沿热解气流动方向设有多个互相平行且间距相等的冷凝板5，横梁11依次水平穿过每个冷凝板5、并与每个冷凝板5固定连接，将冷凝板5固定安装在筒体1内，每个冷凝板5的顶端均设一溢流槽6，溢流槽6与冷凝板5长度相同，溢流槽6的底部固定安装在冷凝板5的顶端，溢流槽6的侧壁以冷凝板5对称，筒体1顶端设置一水平分布管7与生物油入口8连通，分布管7对应于每个溢流槽6均设一支管9，支管9的底部出口插入溢流槽6内，将生物油分配到每个溢流槽6内，筒体1内在热解气出口3处设有丝网10。