CN106753591B - 一种焦油分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焦油分离装置。该焦油分离装置包括支架、热解气输入管、焦油收集单元、热解气输出管和循环供水系统，所述焦油收集单元固定在支架上，所述焦油收集单元的数量至少为从左至右依次排列的两个；所述热解气输入管与最左侧的焦油收集单元连接，所述热解气输出管与最右侧的焦油收集单元连接；相邻的所述焦油收集单元之间通过分离管道连接；所述分离管道的上部设有喷淋系统，所述喷淋系统与循环供水系统连接。本发明的焦油分离装置散热快，冷却效果好，且结构简单，制造成本和使用成本低，能够大幅度地节省能源。

Description

一种焦油分离装置

技术领域

本发明属于生物质气化炉领域，具体涉及一种焦油分离装置。

背景技术

垃圾对环境污染日趋严重，2016年，国家发改委、住建部、国土资源部和环境保护部四部门联合下发了《关于进一步加强城市生活垃圾焚烧处理工作的意见》，充分表明对垃圾无害化处理已提升到国家级的议事议程。

生物质气化炉是实现垃圾无害化处理关键设备之一，而焦油分离则是生物质气在提纯过程中不可缺少的重要工艺。垃圾在生物质气化炉热解气化过程中，会产生多种气体，而这些气体需要经过多种工艺提纯才能进入发电机组。焦油在高温条件下为黑色粘稠液体，相对密度大于1.0，其中沥青含量达50%以上，因而生物质气在进入发电组前必须将焦油分离。目前，市场焦油收集单元主要采用塔式立筒内冷喷淋，结合离心分离的方法。采用喷淋内冷设备的最大不良之处是水冷却时筒内水蒸气难以及时散发，冷却效果欠佳。焦油随着排水管进入储水池，又要通过制冷设备做水处理才能循环冷却。因此，现有焦油分离设备复杂，需要设置循环水冷却系统、离心分离系统，还需要设置占地面积大的储水池，另外，还需经常清理储水池中的焦油，加大了生产工艺的复杂度、设备投资成本。

发明内容

本发明的目的在于针对现有焦油分离设备的不足，提供一种结构简单且冷却快、分离效果好的焦油分离装置。

本发明的技术方案为：一种焦油分离装置，包括支架、热解气输入管、焦油收集单元、热解气输出管和循环供水系统，所述焦油收集单元固定在支架上，所述焦油收集单元的数量至少为从左至右依次排列的两个；所述热解气输入管与最左侧的焦油收集单元连接，所述热解气输出管与最右侧的焦油收集单元连接；相邻的所述焦油收集单元之间通过分离管道连接；所述分离管道的上部设有喷淋系统，所述喷淋系统与循环供水系统连接。

进一步地，所述分离管道为弧形立管，所述弧形立管与焦油收集单元连接的两端均为竖直立管，所述弧形立管的中间部位为半圆形的弧形管。

优选地，所述喷淋系统包括与支架顶部框架的形状、大小相匹配的供水管道框，所述供水管道框内设有喷淋管道，所述喷淋管道的底部设有冷却水喷淋孔，所述供水管道框与循环供水系统连接，供水管道框上设有水压调节阀，以调节喷淋水的大小。

进一步地，所述支架包括支架立柱，所述支架立柱为中空管道。

进一步地，所述循环供水系统包括储水池、循环供水管道和盛水盘，所述盛水盘设置在焦油收集单元的上部，所述盛水盘侧部与支架立柱的交界处设有溢水口，所述支架立柱的底部与储水池连接；所述循环供水管道上设有水泵，循环供水管道的一端与储水池连接，循环供水管道的另一端与喷淋系统的供水管道框连接。

支架立柱采用中空管道，一方面可以节省材料，另一方面，将支架立柱的底部与储水池连接，在溢水口的配合作用下，盛水盘内的循环水可以直接回流到储水池中，减少了管道数量；盛水盘中收集的循环水露置在空气中，快速冷却，然后通过溢水口流到储水池中。

进一步地，所述盛水盘的四周设有挡风玻璃，所述挡风玻璃通过玻璃固定板固定在支架上，挡风玻璃的设置可以很好地防止循环水的飞溅损失，并大大减小污染物掉入盛水盘中的几率，以防止管路堵塞等事故发生。

进一步地，所述焦油分离装置还包括储油系统，所述储油系统包括储油器和回收管，所述储油器和回收管通过连通接头连接，所述储油系统通过回收管与焦油收集单元连接。

进一步地，所述焦油收集单元包括焦油锥斗，所述焦油锥斗的底部连接有阀门，所述阀门的底部设有回油斗，所述回油斗与回收管连接；这样，当焦油锥斗内储油量超出预定容量时，开启阀门，使焦油流入焦油储存系统即可。

进一步地，所述热解气输入管和热解气输出管的数量均为三条；所述两个相邻的焦油收集单元间分离管道的数量均为三条。

优选地，所述焦油收集单元的数量为四个，焦油分离过程分为四个分离过程，逐级进行，可以获得更加完全的焦油分离效果。

弧形立管的设计可以增大气体在分离装置中的行走距离，并减缓气体在管道中的流速，以提高气体在分离装置中的停留时间，从而使得焦油分离更加充分；热解气输入管、热解气输出管以及相邻的焦油收集单元间分离管道的数量均设为多条，可以降低各管道内的气体压力，降低气体在分离系统内的流动速度，延迟气体在分离装置中的停留时间，同时增大分离管道与冷却水的接触面积，使其冷却更充分，提高换热面积，从而提高焦油分离率。

采用这样的结构设计，每一个焦油收集单元和其上部的管道构成一个焦油分离单元；喷淋系统设置在分离管道和焦油锥斗的上部，热解气进入焦油分离装置后，喷淋管道内的循环水通过冷却水喷淋孔喷洒在分离管道上，在循环水的冷却作用下，焦油分离装置内的热解气迅速逐级冷却，受温度降低的影响，热解气内的焦油变成液体状或泥状，在分离管道内变成液状的焦油沿着分离管道进入焦油锥斗内，经过焦油分离后的热解气通过热解气输出管进入下一步应用工序；循环水喷洒到分离管道上后，沿着分离管道落下，同时向空气中散热，落入循环供水系统内，进入下一个循环。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：焦油分离装置散热快，冷却效果好；结构简单，省却了循环水再冷却、焦油机械离心分离系统等相关部件，节省了能源，大大降低了焦油分离装置的制造成本和使用成本。

附图说明

图1是本发明第一种实施方式的焦油分离装置的正视图。

图2是本发明第一种实施方式的焦油分离装置的左视图。

图3是本发明第一种实施方式的焦油分离装置的俯视图（其中喷淋管道未画出）。

图4是本发明第一种实施方式的喷淋系统的底部结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

图1是本发明第一种实施方式的焦油分离装置的正视图。该焦油分离装置，包括1个支架6、3条热解气输入管20、焦油收集单元21、焦油收集单元22、焦油收集单元23、焦油收集单元24、3条热解气输出管16、1个储油系统和1个循环供水系统，所述焦油收集单元21、焦油收集单元22、焦油收集单元23和焦油收集单元24从左至右依次固定在支架10上同一高度处，所述焦油收集单元包括焦油锥斗11，所述焦油锥斗11的底部连接有阀门9，所述阀门9的底部设有回油斗8，所述回油斗8与储油系统连接；所述热解气输入管20与最左侧的焦油收集单元21的焦油锥斗11连接，所述热解气输出管16与最右侧的焦油收集单元24的焦油锥斗11连接；焦油收集单元21、焦油收集单元22、焦油收集单元23和焦油收集单元24的焦油锥斗11之间分别通过3条分离管道17、3条分离管道18和3条分离管道19连接；所述分离管道17、分离管道18和分离管道19的上部设有喷淋系统，所述喷淋系统包括与支架6顶部框架的形状、大小相匹配的方形供水管道框1，供水管道框1上设有水压调节阀3，所述供水管道框1内沿其长度方向设有三根喷淋管道2，所述喷淋管道2的底部设有冷却水喷淋孔27，所述供水管道框1与循环供水系统连接。

其中，支架6包括支架立柱10，支架立柱10为中空管道；循环供水系统包括储水池4、循环供水管道15和盛水盘13，盛水盘13设置在焦油锥斗11的上面，盛水盘13侧部与支架立柱10的交界处设有溢水口12，支架立柱10的底部与储水池4连接；循环供水管道15上设有水泵5，循环供水管道15的一端与储水池4连接，循环供水管道15的另一端与喷淋系统的供水管道框1连接；盛水盘13的四周设有挡风玻璃14，所述挡风玻璃14通过玻璃固定板31固定在支架6上；储油系统包括储油器26和回收管7，所述储油器26和回收管7通过连通接头25连接，该连通接头25为三通接头，所述储油系统通过两根回收管7分别与四个焦油收集单元的回油斗8连接。

分离管道17、分离管道18和分离管道19均为弧形立管，弧形立管与四个焦油收集单元连接的两端均为竖直立管，弧形立管的中间部位为半圆形的弧形管。

使用时，关闭焦油收集单元上的阀门9，通入热解气，热解气开始在焦油分离装置内流动，同时开启水泵5，冷却水通过循环供水管道15进入喷淋系统，利用水压调节阀3调节冷却水喷淋流速，冷却水通过冷却水喷淋孔27洒落在分离管道17、分离管道18和分离管道19上，在冷却水作用下，分离管道17、分离管道18和分离管道19内热解气的温度降低，焦油变成液状或泥状析出，并富集在焦油锥斗11中，热解气进过四级焦油收集单元后，进入下一步应用工序；当焦油锥斗11中储存的焦油量超出预定容量时，停止热解气输入，开启阀门9，焦油依次通过回油斗8、焦油回收管7、连通接头25流入储油器26。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明其他形式的限制，任何熟悉本领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍然属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种焦油分离装置，包括支架(6)、热解气输入管(20)、焦油收集单元(21；22；23；24)、热解气输出管(16)和循环供水系统，所述焦油收集单元(21；22；23；24)固定在支架(6)上，其特征在于，所述焦油收集单元(21；22；23；24)的数量至少为从左至右依次排列的两个；所述热解气输入管(20)与最左侧的焦油收集单元(21)连接，所述热解气输出管(16)与最右侧的焦油收集单元(24)连接；相邻的所述焦油收集单元(21；22；23；24)之间通过分离管道(17；18；19)连接；所述分离管道(17；18；19)的上部设有喷淋系统，所述喷淋系统与循环供水系统连接；所述分离管道(17；18；19)为弧形立管，所述弧形立管与焦油收集单元(21；22；23；24)连接的两端均为竖直立管，所述弧形立管的中间部位为半圆形的弧形管；所述喷淋系统包括与支架(6)顶部框架的形状、大小相匹配的供水管道框(1)，所述供水管道框(1)内设有喷淋管道(2)，所述喷淋管道(2)的底部设有冷却水喷淋孔(27)，所述供水管道框(1)与循环供水系统连接，供水管道框(1)上设有水压调节阀(3)；所述循环供水系统包括储水池(4)、循环供水管道(15)和盛水盘(13)，所述盛水盘(13)设置在焦油收集单元(21；22；23；24)的上部，所述盛水盘(13)侧部与支架立柱(10)的交界处设有溢水口(12)，所述支架立柱(10)的底部与储水池(4)连接；所述循环供水管道(15)上设有水泵(5)，循环供水管道(15)的一端与储水池(4)连接，循环供水管道(15)的另一端与喷淋系统的供水管道框(1)连接。

2.根据权利要求1所述的焦油分离装置，其特征在于，所述支架(6)包括支架立柱(10)，所述支架立柱(10)为中空管道。

3.根据权利要求1所述的焦油分离装置，其特征在于，所述盛水盘(13)的四周设有挡风玻璃(14)，所述挡风玻璃(14)通过玻璃固定板(31)固定在支架(6)上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的焦油分离装置，其特征在于，所述焦油分离装置还包括储油系统，所述储油系统包括储油器(26)和回收管(7)，所述储油器(26)和回收管(7)通过连通接头(25)连接，所述储油系统通过回收管(7)与焦油收集单元(21；22；23；24)连接。

5.根据权利要求4所述的焦油分离装置，其特征在于，所述焦油收集单元(21；22；23；24)包括焦油锥斗(11)，所述焦油锥斗(11)的底部连接有阀门(9)，所述阀门(9)的底部设有回油斗(8)，所述回油斗(8)与回收管(7)连接。

6.根据权利要求5所述的焦油分离装置，其特征在于，所述热解气输入管(20)和热解气输出管(16)的数量均为三条；所述两个相邻的焦油收集单元(21；22；23；24)间分离管道(17；18；19)的数量均为三条。

7.根据权利要求6任一项所述的焦油分离装置，其特征在于，所述焦油收集单元(21；22；23；24)的数量为四个。

Images