一種適用于氣化氣中焦油的分離回收系統及方法
【專利摘要】本發明涉及一種適用于氣化氣中焦油的分離回收系統及方法，屬于煤氣化及生物質氣化相關技術設備領域。分離回收系統主要包括依次連通的冷卻機構、輸送單元和分離機構；所述分離機構具有外殼，外殼內部具有多根豎向設置的混合管；所述混合管從外向內依次為外層管、中間管和內層管；外層管、中間管和內層管的頂部平齊，且中間管和內層管的頂部封閉，外層管與中間管之間的內腔與輸送單元相連通；其中，冷卻機構將氣化氣中的焦油冷卻成固液混合物，固液混合物經輸送單元進入混合管中進行滲透分離。本發明通過設計全新的結構，可以令氣化氣中的焦油進行冷卻、泵送和分離，極大的降低了分離焦油的成本。
【專利說明】
一種適用于氣化氣中焦油的分離回收系統及方法
技術領域
[0001]本發明涉及煤氣化及生物質氣化相關技術設備領域，具體的說，是涉及一種適用于氣化氣中焦油的分離回收系統及方法。
【背景技術】
[0002]焦油是煤或生物質在氣化反應過程的產物，它伴隨著氣化氣而存在，基本分為重質焦油和輕質焦油，其成分復雜，微溶于水，溶于苯、乙醇、乙醚、氯仿、丙酮等多數有機溶劑。焦油在高溫下可以發生裂解，與氣化氣一起呈氣體狀態，但在低于200°C的情況下，就可以凝結為液體，成為黑色粘稠油狀物，影響氣化設備穩定和安全運行，造成能量浪費，降低氣化效率。
[0003]焦油成分中的多核芳香族在氣化氣的凈化及燃燒過程中存在一定量的析出，對環境及人類健康構成嚴重危害。
[0004]對氣化氣中焦油采取適宜的處理方法，降低焦油在氣化氣中的組分，提高氣化氣質量，是生物質氣化技術的一個重要研究課題。
[0005]目前，氣化氣中焦油的處理方法有物理法和化學法。物理法有旋風分離、濕式凈化、干式凈化等。化學法有化學高溫熱解轉化和化學催化裂解轉化等。目前，國內氣化工程采用較多的是物理方法中的多級濕法聯合。
[0006]高溫氣化氣常見的冷卻凈化過程為:物料經氣化工藝后產出高溫氣化氣，如果需要凈化處理，則高溫氣化氣需要冷卻凈化，冷卻凈化通常情況下采用的工藝是噴淋水洗+電捕焦油器，使用電捕焦油器對處理的氣的氧含量有嚴格的要求，通常情況下不能大于2%，以防止在電捕焦油器內爆炸。而氣化氣中一般都含有一定量的焦油，在水洗和電捕焦油器的雙作用下可以除去95%以上，但去除下來的焦油通常附著于灰上，如果加以利用還需要進行后續的分離工序。
[0007]現有技術的不足之處在于:焦油廢水造成二次污染;大量焦油不能利用，造成能源損失;去除下來的焦油通常附著于灰上，如果加以利用需要經過多級分離工序，回收及循環設備龐大。
[0008]因此，有必要設計一種新的焦油回收系統，來解決上述問題。
【發明內容】
[0009]本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種適用于氣化氣中焦油的分離回收系統及方法。本發明通過設計全新的結構，可以令氣化氣中的焦油進行冷卻、栗送和分咼。
[0010]為了達成上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0011]—種適用于氣化氣中焦油的分離回收系統，包括:
[0012]冷卻機構；
[0013]冷卻機構與輸送單元和分離機構依次連通；
[0014]所述分離機構具有外殼，夕卜殼內部具有多根豎向設置的混合管；
[0015]所述混合管從外向內依次為外層管、中間管和內層管；
[0016]外層管、中間管和內層管的頂部平齊，且中間管和內層管的頂部封閉，外層管與中間管之間的內腔與輸送單元相連通；
[0017]其中，冷卻機構將氣化氣中的焦油冷卻成固液混合物，固液混合物經輸送單元進入混合管中進行滲透分離。
[0018]優選的，所述輸送單元為高壓栗。
[0019]優選的，所述冷卻機構包括冷卻壁，冷卻壁的下方設置有混合收集器，混合收集器與輸送單元相連通。
[0020]優選的，所述外殼的頂部具有混合管接頭，外層管與中間管形成的內腔與所述混合管相連通。
[0021]優選的，每根混合管中，外層管、中間管和內層管的長度依次增大；
[0022]所述外殼的底部具有至少三個收集倉，夕卜層管、中間管和內層管分別與一個收集倉相連通。
[0023]優選的，所述中間管的內壁上安裝有壓力傳感器。
[0024]優選的，所述內層管的內壁上安裝有液位傳感器。
[0025]優選的，所述外層管為不銹鋼管，中間管為親水納米陶瓷纖維管，內層管為憎水納米陶瓷纖維管。
[0026]優選的，所述冷卻壁的外表面具有憎水涂層。
[0027]在提供上述結構方案的同時，本發明還提供了一種應用上述分離回收系統進行焦油分離回收的方法，步驟如下:
[0028]A、冷卻機構啟動，含有焦油的氣化氣沖接觸冷卻機構，則焦油降溫成為固液混合物；
[0029]B、固液混合物經輸送單元輸送至混合管；
[0030]C、固液混合物在混合管內滲透分離；
[0031]D、收集分離產物。
[0032]本發明的有益效果是:
[0033](I)通過冷卻裝置將焦油降溫形成固液混合物，然后利用現有材質制成的混合管進行滲透分離，使混合物中的灰分、水和焦油得以分離，便于對焦油進行后續回收利用。
[0034](2)裝置整體結構簡單，造價成本低廉，能夠極大的降低焦油回收成本。
【附圖說明】
[0035]圖1是本發明的結構示意圖；
[0036]圖2是本發明中分離機構的俯視圖；
[0037]其中，1、氣化氣通道，2、冷卻機構，3、混合收集器，4、輸送單元，5、混合管接頭，6、封閉堵板，7、外殼，8、混合管，9、第一收集倉，10、第二收集倉，11、第三收集倉，12、外層管，
13、中間管，14、內層管。
【具體實施方式】
[0038]下面將結合附圖對本發明進行詳細說明。
[0039]實施例1:一種適用于氣化氣中焦油的分離回收系統，其結構如圖1和圖2所示，包括:
[0040]依次連通的冷卻機構2、輸送單元4和分離機構。
[0041]所述冷卻機構2包括冷卻壁，冷卻壁的下方設置有混合收集器3，混合收集器3與輸送單元4相連通。所述混合收集器3，與氣化氣通道I相連通，冷卻機構2位于氣化氣通道I之間。作為較佳的選擇，可以令氣化氣通道I的左側為高溫氣化氣通道，右側為低溫氣化氣通道。
[0042]根據不同的需要，所述輸送單元4可以選擇為高壓栗，或其他濃漿栗送裝置。
[0043]分離機構主要包括外殼7，外殼7的頂部與混合管接頭5密閉連接，外殼7的底部自上之下依次與第一收集倉9、第二收集倉10和第三收集倉11密閉連接。
[0044]外殼內具有多根豎直設置的混合管8及用于固定混合管8的骨架，每根混合管8的結構相同。混合管8從外之內依次為外層管12、中間管13和內層管14，外層管12、中間管13和內層管14的長度依次增大;所述外層管12與中間管13之間的空腔與第一收集倉9相連通，中間管13與內層管14所形成的空腔與第二收集倉10相連通，內層管14的內腔與第三收集倉11相連通。
[0045]作為另一種結構，外層管12、中間管13和內層管14的整體長度也可以相同，然后只在底部收集時獨立收集透析物。
[0046]值得注意的是，所述中間管13和內層管14的頂部被封閉堵板6封閉，這樣的結構可以僅使外層管12與中間管13的內腔與混合管接頭5相連通。
[0047]為了便于監測，在中間管13的內壁上安裝有壓力傳感器，還在內層管14的內壁上安裝有液位傳感器，內層管14的內部具有機械收取裝置。
[0048]三個的管體的材質，具體為:外層管12為不銹鋼管，中間管13為親水納米陶瓷纖維管，內層管14為憎水納米陶瓷纖維管。
[0049]冷卻機構2的主要作用是將高溫氣化氣急降到水冷凝和焦油析出的溫度，所采用的設備表面材料為憎水陶瓷材質，飛灰、焦油隨冷凝水落入下方的混合收集器3中。
[0050]實施例2:—種應用實施例1所述的分離回收系統進行氣化氣中焦油分離回收的方法，主要步驟如下:
[0051]A、冷卻機構2啟動，冷卻壁降溫，含有焦油的氣化氣沖接觸冷卻壁，則焦油降溫成為固液混合物，落入混合收集器3;
[0052]B、固液混合物從混合收集器3的出料口經輸送單元4輸送至混合管接頭5，然后進入外層管12與中間管13(中間管13也可稱為水與焦油透析層)之間的空腔;在與中間管13不同壓差的作用下，固液混合物向中間管13與內層管14(內層管14也可稱為焦油透析呼吸層)所形成的空腔透析水和焦油，則灰分就留在了外層管12與中間管13之間，然后落入第一收集倉9;隨后采用高壓吹氣排出；
[0053]C、在內層管14的作用下，水和焦油的混合物達到一定壓力時，焦油開始大量透過內層管14的外表面進入內層管14的內部，從而實現焦油與水的分離，然后流入第二收集倉10;與之同時，根據水壓定時將第二收集倉10內的水通過栗進行外排；
[0054]D、焦油順著內層管14的內壁，向下流動至第三收集倉11，收集過程中通過液位傳感器實時獲知焦油的體積，最終實現焦油的捕集。
[0055]本發明中，通過三個不同材質的滲透管，來利用每一層的材料特性及物質通過率來透析分離混合物，
[0056]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權項】
1.一種適用于氣化氣中焦油的分離回收系統，其特征在于，包括: 冷卻機構； 冷卻機構與輸送單元和分離機構依次連通； 所述分離機構具有外殼，外殼內部具有多根豎向設置的混合管； 所述混合管從外向內依次為外層管、中間管和內層管； 外層管、中間管和內層管的頂部平齊，且中間管和內層管的頂部封閉，外層管與中間管之間的內腔與輸送單元相連通； 其中，冷卻機構將氣化氣中的焦油冷卻成固液混合物，固液混合物經輸送單元進入混合管中進行滲透分離。2.根據權利要求1所述的分離回收系統，其特征在于，所述輸送單元為高壓栗。3.根據權利要求1所述的分離回收系統，其特征在于，所述冷卻機構包括冷卻壁，冷卻壁的下方設置有混合收集器，混合收集器與輸送單元相連通。4.根據權利要求1所述的分離回收系統，其特征在于，所述外殼的頂部具有混合管接頭，外層管與中間管形成的內腔與所述混合管相連通。5.根據權利要求1所述的分離回收系統，其特征在于，每根混合管中，外層管、中間管和內層管的長度依次增大； 所述外殼的底部具有至少三個收集倉，外層管、中間管和內層管分別與一個收集倉相連通。6.根據權利要求1所述的分離回收系統，其特征在于，所述中間管的內壁上安裝有壓力傳感器。7.根據權利要求1所述的分離回收系統，其特征在于，所述內層管的內壁上安裝有液位傳感器。8.根據權利要求1所述的分離回收系統，其特征在于，所述外層管為不銹鋼管，中間管為親水納米陶瓷纖維管，內層管為憎水納米陶瓷纖維管。9.根據權利要求3所述的分離回收系統，其特征在于，所述冷卻壁的外表面具有憎水涂層。10.—種應用權利要求1-9任一項所述的分離回收系統進行焦油分離回收的方法，其特征在于，步驟如下: A、冷卻機構啟動，含有焦油的氣化氣沖接觸冷卻機構，則焦油降溫成為固液混合物； B、固液混合物經輸送單元輸送至混合管； C、固液混合物在混合管內滲透分離； D、收集分離產物。
【文檔編號】C10J3/84GK105925320SQ201610427235
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月14日
【發明人】董玉平, 畢蘭平, 于杰, 徐鵬舉, 梁敬翠, 張兆玲
【申請人】山東大學