[发明专利]一种生物质热解合成气气液分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物质热解合成气技术领域，尤其是一种生物质热解合成气气液分离方法。

背景技术

生物质热解技术是指生物质在完全没有氧或者缺氧的条件下进行快速热解，最终生成生物质炭、可冷凝气体和不可冷凝气体的过程。生物质碳可以通过一定的手段来制取活性炭，也可以燃烧，为生物质热解提供热量来源，可冷凝气体经冷凝后便得到生物质油，进一步优化处理以后就可得到在一定程度上可以取代化石燃料的优质的生物油。由于生物质热解可以将固体废物中的有机物转化为以燃料气、燃料油和炭黑为主的贮存性能源，在分解过程中排气量少，有利于减轻对大气环境的二次污染，废物中的硫、重金属等有害成分大部分被固定在炭黑中，相比于常规的化石燃料，生物油因其所含的硫、氮等有害成分极其微小，可视为21世纪的绿色燃料。

生物质原料在高温裂解过程中除了生成CO、CH₄、H₂等可燃气体外，还会产生其他产物，如焦油和灰分(灰尘、碳粒、碱金属)等。这些混杂着可燃气体中的灰尘、焦油等如果不及时彻底的清除不仅会降低生物质燃气的品质，还会严重影响设备的正常运行，降低生物质裂解的效率。由于在高温时焦油气与裂解气混合在一起，不容易进行分离，因此需要对生物质气进行降温，分离焦油和燃气。现有的分离焦油气的装置有气循环冷却，例如，申请号为201220322667.X的中国实用新型专利“用于生物质气体净化装置的冷却塔”公开了一种用自然气体冷却生物质热解气的装置，然而从热解炉中出来的热解气一般为高温气体，空气的冷却效果较差，焦油的冷却不到位，油气分离效果不好。另外，由于热解气的温度变化，使得小部分冷凝的热解气与焦炭粘附，形成油状物质，粘附在壁上不宜清除。

现有生物质热解气在制备过程中，对于焦油液体的处理技术还不成熟，将生物质裂解气中的焦油脱除的效率较低，由于焦油的存在不但影响可燃气体的品质，也使得在生产过程中使用的生产机器设备被严重腐蚀。因此，热解气的气液分离净化对整个热解系统具有非常重要的意义，探索和研发将生物质可燃气体中有害杂质分离净化的方法和设备成为我们现在亟需努力的方向。

发明内容

为了克服现有技术中从热解炉中出来的热解气灰尘和焦油含量较多，造成生物质热解气品质不高，后续除尘除焦油的工作量较大等问题的缺陷，本发明首先采用微波辅助热解炉裂解生物质，在沉降室中加装微波发生器，进一步对从热解炉中出来的热解气进行裂解，裂解部分焦油；然后将得到的可燃性气体经过旋风除尘器和过滤器将粉尘从气流中分离出来，除去生物质裂解气中灰分及杂质，从而完成对油气的初步分离；最后将处理过的可燃性气体通过冷凝器的进一步冷却，使高温焦油气液化成液体并回收冷却后的焦油成分，高效脱除可燃气气体中焦油。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种生物质热解合成气气液分离方法，包括在沉降室进一步裂解的步骤、在除尘器中除尘的步骤、对高温热解气进行初步降温并进一步除尘的步骤、冷凝并收集生物质油的步骤和除焦油的步骤；所述生物质热解合成气气液分离方法所用装置包括：沉降室、除尘室、降温器、焦油分离器、循环水塔、除焦油器；所述沉降室与分解炉和除尘室通过耐高温管道连接，所述除尘室通过耐高温管道与降温器相连，所述降温器通过管道与焦油分离器连接，所述焦油分离器通过水管与循环水塔相连，焦油分离器与除焦油器通过管道相连。

上述的一种生物质热解合成气气液分离方法，在沉降室中进一步裂解采用微波辅助裂解，包括防微波泄漏壳体、耐高温保护层、气体流量传感器和微波发生器；所述耐高温保护层采用氧化铝或氮化硅可透波材料，承受热解炉中出来的高温热解气；所述防微波泄漏壳体采用金属材料。

上述的一种生物质热解合成气气液分离方法，在沉降室进一步裂解的步骤是：生物质热解气从热解炉中进入沉降室，气体流量传感器感应到高温热气流将信号传递给微波发生器，微波发生器启动并向室内发射微波，此时的热解油气以及未裂解的固体灰尘颗粒处于高温状态，在微波作用下会进一步升温裂解，并从出气口排出进入除尘器。

上述的一种生物质热解合成气气液分离方法，除尘器除尘的装置包括旋风除尘器和储灰室；所述旋风除尘器设有3-6台，所述储灰室设有双重阀门，防止系统漏压，储灰室设有位置传感器，储灰室中的灰分达到设定的位置后，位置传感器通过控制螺旋除灰器的搅拌排灰装置将灰分送至储灰器。

上述的一种生物质热解合成气气液分离方法，所述降温器对高温热解气进行初步降温并进一步除尘，所述降温器包括雾化加湿器和底部过滤层，雾化加湿器对高温热燃气进行初步降温，底部过滤层对气体进一步除尘。