一种生物质热解重质油和气溶胶静电捕集系统

摘要

本发明涉及一种生物质热解重质油和气溶胶静电捕集系统,其特征是，包括采用管路依次串接的气固分离器、喷淋冷却器、焦油捕集器和气溶胶静电捕集器；喷淋冷却器通过液相管路与生物油过滤器、油泵、换热器循环连接。本发明对于目前生物油收集效率低，焦油及气溶胶对后续设备产生严重的管道阻塞和腐蚀以及燃气后续利用等问题，提供了一种新的解决方案。

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物质热解重质油和气溶胶静电捕集系统，属于可再生能源利用技术领域。

背景技术

生物质热解液化技术，是目前生物质资源化利用的有效技术手段。热解液化是指生物质在中等热解温度(约500℃)，高升温速率下，实现快速分解，经气固分离后，热解气经淬冷形成主要产物生物油的技术。现有技术中，各研究机构及公司，主要的研究注意力放在反应器结构设计上，对后续收集及处理设备关注较少，因此提高生物油质量，收集效率以及后续无害化处理对于热解液化技术发展有至关重要的影响。一般情况下，采用旋风分离器作为气固分离装置，可对热解气中80％以上的炭颗粒进行去除；热解气冷凝一般分为直冷凝和间接冷凝的方式，间接冷凝效率低，导致生物油产率降低，直接冷凝生物油收集率高，但易增加气体中雾滴。两种方法同时都存在一个问题就是，冷却完的气体含有部分焦油容易对后续设备造成腐蚀及阻塞，同时气体中含有的气溶胶对燃气利用造成影响，并对大气造成二次污染。生物油中含有的部分小颗粒炭容易造成生物油团聚结块，对油泵等设备造成损坏，同时容易引起管道阻塞。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种生物质热解重质油和气溶胶捕集系统。

本发明具体采用的技术方案是：

一种生物质热解重质油和气溶胶捕集系统，其特征是，包括采用管路依次串接的气固分离器、喷淋冷却器、焦油捕集器和气溶胶静电捕集器；喷淋冷却器通过液相管路与生物油过滤器、油泵、换热器循环连接。

其中，气固分离器是用于热解气与热解炭进行分离，其可采用现有技术的单级或多级气固分离器，例如：采用单级或多级旋风分离器。

其中，喷淋冷却器用于热解气淬冷，获得生物油。

其中，生物油过滤器包括第一、二、三过滤区，过滤区之间采用不同孔径的不锈钢滤网分割，在第一、二过滤区分别设有调速电机，调速电机连接转动轴，转动轴上设有大弧度蛟龙、清洁钢丝刷，清洁钢丝刷与不锈钢滤网配合。本发明通过调速电机带动蛟龙及钢丝刷旋转，将粘附在滤网上的油渣除净，同时将流动性差的重质油排出容器。

生物油过滤器用于重质油分离，获的低含炭率的轻质油，其工作过程是：生物油进入第一过滤区，经一级滤网进行一级过滤并进行杂质沉淀，第二过滤区生物油经二级滤网进行二次过滤，洁净的生物油进入第三过滤区，获得洁净生物油从第三过滤区下方出口排出，第一、二过滤区中重质油从下方对应出口排出。

其中，焦油捕集器设有气体进口、气体出口和焦油出口，在焦油捕集器内从下至上设有滤芯和填料吸附层，焦油出口连接收集箱。含油气体从气体进口进入焦油捕集器，首先通过滤芯对大分子的焦油进行过滤，然后通过上方的填料吸附层对小分子的焦油进行过滤，焦油经汇集后流入下方收集箱。

其中，气溶胶静电捕集器，包括筒体，筒体内间隔设置电晕极和阳极捕集板，电晕极与大地连接，阳极捕集板与电源正极连接，含有小分子气溶胶颗粒，经电晕极对小分子气溶胶电离化，经阳极进行捕集，获得洁净的燃气。

其中，气固分离器底部连接热解碳收集箱，生物油过滤器底部连接储油罐，气溶胶静电捕集器底部连接气溶胶收集罐。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1)采用生物油过滤器，将重质油和轻质油分离，同时对滤网进行实时清理以及对重质油排出，避免了油中含有的碳颗粒对后续设备(油泵等)的损坏。

2)采用焦油捕集器，对含有焦油的不可冷凝气体进行净化处理，提高了生物油的收集，同时避免了焦油对后续设备的腐蚀及阻塞。

3)采用气溶胶静电捕集器，对不可冷凝气体中的气溶胶进行收集，减少了燃气后续利用的处理问题，同时避免了对大气的二次污染。

4)本发明在提高生物油收集率的同时对重质油进行了初步分离，同时对燃气进行了净化处理，既便于后续利用，又防止了气溶胶对后续设备的损坏和大气二次污染。

附图说明

图1是本发明的设备流程示意图；

图2是本发明的焦油捕集器结构示意图；

图3是本发明的生物油过滤器结构示意图；

图4是本发明的气溶胶静电捕集器结构示意图。

图中：1-一级旋风分离器；2-二级旋风分离器；3-喷淋冷却器；4-热解炭收集箱；5-生物油过滤器；5-1-过滤一区；5-2-生物油入口；5-3-钢丝刷；5-4-大弧度蛟龙；5-5-变速电机；5-6-一级滤网；5-7-过滤二区；5-8-二级滤网；5-9-过滤三区；6-储油罐；7-油泵；8-换热器；9-焦油捕集器；9-1-气体入口；9-2-滤芯；9-3-填料吸附层；9-4-气体出口；9-5-焦油出口；10-焦油收集器；11-气溶胶静电捕集器；11-1-燃气入口；11-2-阳极捕集板；11-3-电晕极；11-4-燃气出口；11-5-溶胶捕集物出口。12-气溶胶收集罐。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步详细描述。

如图1所示，一级旋风分离器1、二级旋风分离器2串联构成气固分离器，其底部连接热解炭收集箱4，气固分离器通过气相管路依次串接喷淋冷却器3、焦油捕集器9和气溶胶静电捕集器11；喷淋冷却器3通过液相管路与生物油过滤器5、油泵7、换热器8连接，形成循环冷却系统。生物油过滤器5底部连接储油罐6，气溶胶静电捕集器11底部连接气溶胶收集罐12。

如图2所示，生物油过滤器5包括第一、二、三过滤区(5-1、5-7、5-9)，第一过滤区5-1与第二过滤区5-7之间采用一级滤网5-6分割，第二过滤区5-7与第三过滤区5-9之间采用二级滤网5-8分割，在第一、二过滤区分别设有调速电机5-5，调速电机5-5连接转动轴(图中未标号)，转动轴上设有大弧度蛟龙5-4、清洁钢丝刷5-3，清洁钢丝刷5-3与不锈钢滤网配合。通过调速电机带动蛟龙及钢丝刷旋转，将粘附在滤网上的油渣除净，同时将流动性差的重质油排出容器。

如图3所示，焦油捕集器9设有气体进口9-1、气体出口9-4和焦油出口9-5，在焦油捕集器9内从下至上设有滤芯9-2和填料吸附层9-3。

如图4所示，气溶胶静电捕集器11，包括筒体，筒体内间隔设置电晕极11-3和阳极捕集板11-2，电晕极11-3与大地连接，阳极捕集板11-2与电源正极连接，含有小分子气溶胶颗粒，经电晕极对小分子气溶胶电离化，经阳极进行捕集，获得洁净的燃气。