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用于收集生物质废弃物热裂解液体的多级冷凝装置及方法制造方法及图纸

技术编号:20088583 阅读:55 留言:0更新日期:2019-01-15 07:43
本发明专利技术公开了一种用于收集生物质废弃物热裂解液体的多级冷凝装置及方法,属于废气处理设备领域。多级冷凝装置包括循环水冷凝器、干冰丙酮冷凝器、喷淋冷凝器和静电捕集装置;循环水冷凝器前端设有进气口,循环水冷凝器、干冰丙酮冷凝器和喷淋冷凝器的气路顺次相连,用于对从进气口输入的热裂解气体进行逐级冷凝;冷凝后的气体进入静电捕集装置,对气体中的冷凝液滴进行捕集;静电捕集装置的后端设有排气口;循环水冷凝器、干冰丙酮冷凝器、喷淋冷凝器和静电捕集装置底部均设有液体收集器。本发明专利技术使用多种冷凝方式串联使用,冷凝效果好,能够提高热裂解液体的收集效率。

【技术实现步骤摘要】
用于收集生物质废弃物热裂解液体的多级冷凝装置及方法
本专利技术属于静电设备领域,具体涉及一种用于收集生物质废弃物热裂解液体的多级冷凝装置及方法。
技术介绍
生物质废弃物主要来源于农林牧副渔业等的生产活动中,主要为大分子的碳氢化合物如纤维素类物质(纤维素、半纤维素和木质素)、淀粉、脂肪和蛋白等。这些生物质废弃物如果不采用合适的处理方法,不仅会造成严重的环境污染,而且还造成了资源的浪费。热裂解技术是在高温无氧或者微氧的条件下,利用外界提供的能量把大分子物质的碳碳键、碳氢键打断,形成小分子化合物的技术,产物有三种:液态热裂解液、固态生物炭和气态不可冷凝的热裂解气三种。热裂解技术主要分为加热裂解和降温冷凝两个过程。其中冷凝系统的设计对终产物的品质和产率有较大的影响。目前的冷凝系统较多只采用单一的冷凝的方式,冷凝效果较差。经过现有技术的文献检索发现,中国专利申请号为:201520902939.7,名称为一种多级冷凝系统。该专利的自述为:本技术公开了一种多级冷凝系统,包括板式冷凝器、冷却塔、储液罐,盘管式冷凝罐,板式冷凝器的进汽口与蒸汽管或是热水管连接,板式冷凝器的出液口与储液罐进液口连接,储液罐的出液口与盘管式冷凝罐进液口连接,冷却塔的出水口与冷凝器和盘管式冷凝罐的冷却液入口连接,冷凝器和盘管式冷凝罐的冷却液出口与冷却塔的入水口连接,板式冷凝器为一个或多个,所有板式冷凝器呈并联模式,其中盘管式冷凝罐为一个或多个,其中盘管式冷凝罐为串联或串联和并联结合的模式,盘管式冷凝罐的冷却液入口均直接与冷却塔出水口相连,冷却液的出口与冷却塔的入水口相连。通过将板式冷凝器并联起来可以增加对蒸汽或是热水的冷凝速度,提高生产效率。该项技术的不足之处在于:虽然设计了多级冷凝,使用板式冷凝器和盘管式冷凝罐,但是只采用了一种冷凝方式即循环水冷凝,冷凝温度和冷凝效果受冷却介质和冷却方式的局限比较大。经过现有技术的文献检索发现,中国专利申请号为:201310641305.6,名称为一种溶剂回收多级冷凝系统。该专利的自述为:本专利技术公开了一种溶剂回收多级冷凝系统,属于化工加工领域,在溶剂在进入水冷系统前,增加预冷装置对溶剂先行冷却处理,以减小水冷系统的循环水的消耗,降低水泵的工作强度。本系统包括水冷系统,还包括风冷系统和散热装置;系统入料口通过运输管道依次连接散热装置、风冷系统、水冷系统及脱水塔;所述的散热装置包括冷凝管、散热片、风罩及第二风机;所述的风冷系统包括空冷器、低温室及风冷管;应用本专利技术,不仅可以有效的利用北方冬天寒冷空气资源对溶剂降温,也可以减小泵的工作强度,降低工厂成本,节约能源,且本系统可以根据室外温度变化,随时调节冷却方法,选择制冷强度,便于控制。该项技术的不足之处在于:采用了两种冷凝方式:水冷和风冷,冷凝温度和冷凝效果受冷却介质和冷却方式的局限比较大,并且易于受到受环境温度的影响。经过现有技术的文献检索发现,中国专利申请号为:201720792083.1,名称为一种冷凝系统。该专利的自述为:本技术属于制冷系统
,公开了一种冷凝系统,包括冷凝器以及分别连接于冷凝器的冷却水回水管路和冷却水进水管路,冷却水回水管路或冷却水进水管路上设置有流量控制阀组,冷却水回水管路上设有温度检测元件,流量控制阀组与温度检测元件均与电气控制系统电连接。本技术通过在冷凝器冷却水回水管路中加装与温度检测元件联动设计的流量控制阀组,实现了通过监控冷却水回水管路中的水温来自动调节冷却水流量的目的,保证了冷凝系统的冷却效果,解决了水资源浪费、能耗增加、成本过高的问题。该项技术的不足之处在于:采用单一的冷却水冷凝的方式,冷凝温度和冷凝效果受冷却介质和冷却方式的局限比较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中静电捕集装置处理具有气溶胶的生物质废弃物热裂解气体时,存在的结构复杂、处理效率较低的技术问题,并提供一种用于收集生物质废弃物热裂解液体的静电捕集装置。本专利技术所采用的具体技术方案如下:一种用于收集生物质废弃物热裂解液体的多级冷凝装置,其包括循环水冷凝器、干冰丙酮冷凝器、喷淋冷凝器和静电捕集装置;循环水冷凝器前端设有进气口,循环水冷凝器、干冰丙酮冷凝器和喷淋冷凝器的气路顺次相连,用于对从进气口输入的热裂解气体进行逐级冷凝;冷凝后的气体进入静电捕集装置,对气体中的冷凝液滴进行捕集;静电捕集装置的后端设有排气口;循环水冷凝器、干冰丙酮冷凝器、喷淋冷凝器和静电捕集装置底部均设有液体收集器。作为优选,所述的循环水冷凝器中设有间壁水冷管、冷却水入口和冷却水出口,循环冷却水从冷却水入口进入间壁水冷管,再从冷却水出口排出,使间壁水冷管外部的热裂解气体液化。作为优选,所述的干冰丙酮冷凝器为敞口U型槽体,槽壁中空,用于供气体通入;槽体内腔用于盛放冷却介质。进一步的,所述的冷却介质为干冰丙酮或液氮。作为优选,所述的喷淋冷凝器中设有喷淋装置,用于向气体喷洒冷凝介质使气体液化。进一步的,所述的冷凝介质为生物质热裂解液或者甲醇。作为优选,所述的静电捕集装置包括静电捕集器筒体和静电高压发生器;所述的静电高压发生器分别连接静电高压负极和静电高压正极;静电捕集器筒体内自由悬挂有一个由柔性导电材料制成的电晕摆锤,电晕摆锤由锤体和摆锤线组成,摆锤线端部固定于静电捕集器筒体内顶上,且与静电高压正极相连;电晕摆锤与静电捕集器筒体之间的区域环绕有与静电高压负极相连的筒状导电板,且导电板在静电高压发生器的气体入口和出口位置开孔,用于供气体进出导电板内部电晕区域。作为优选,所述的循环水冷凝器、干冰丙酮冷凝器、喷淋冷凝器和静电捕集装置之间通过法兰连接、快拆接头、球形夹连接或磨砂玻璃头连接。作为优选,所述的热裂解气体的来源包括但不仅限于:生物质废弃物、橡胶废弃物、塑料废弃物、餐厨垃圾、有机工业废料、有机废水废渣或低品位煤的裂解气体。本专利技术的另一目的在于提供一种利用上述装置的生物质废弃物热裂解液体多级冷凝方法,其步骤如下:将需要冷凝的热裂解气体从进气口通入多级冷凝装置;气体首先进入循环水冷凝器,利用间壁水冷管中的循环冷却水,将热裂解气体进行初次液化;然后再将气体继续通入干冰丙酮冷凝器,通过槽内的冷却介质汽化吸热,使槽壁内的热裂解气体再次降温液化;再后,将气体继续通入喷淋冷凝器中,利用冷凝介质直接喷淋热裂解气体,冷凝介质和热裂解气体直接接触换热,使热裂解气体中可液化的部分接触并使其液化;最后,将气体继续通入静电捕集装置中,利用静电高压发生器在电晕摆锤与静电捕集器筒体之间形成环形的电晕区域,气体穿过导电板上的开孔进入电晕区域,使气溶胶中的液滴荷电,带电的气溶胶逐渐聚集于电极附近;电晕摆锤在气溶胶静电力作用下,不断向气溶胶聚集处摆动,增强此处的电场强度,使气溶胶进一步聚集成液滴,并在重力作用下被脱除,处理后的气体从出气口排出装置;循环水冷凝器、干冰丙酮冷凝器、喷淋冷凝器和静电捕集装置中的液体均收集于各自下方的液体收集器中。本专利技术使用多种冷凝方式串联使用,冷凝效果好,能够提高热裂解液体的收集效率。而且各个冷凝器之间采用快拆接头或球形接口夹连接,密封效果好,方便拆洗和实验操作。另外,本专利技术还利用柔性电晕摆锤的摆动,来克服气溶胶的流量和液滴分布不均匀等困难,实现液体的高效捕集。而且装置内部不本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于收集生物质废弃物热裂解液体的多级冷凝装置,其特征在于,包括循环水冷凝器(2)、干冰丙酮冷凝器(3)、喷淋冷凝器(4)和静电捕集装置;循环水冷凝器(2)前端设有进气口(1),循环水冷凝器(2)、干冰丙酮冷凝器(3)和喷淋冷凝器(4)的气路顺次相连,用于对从进气口(1)输入的热裂解气体进行逐级冷凝;冷凝后的气体进入静电捕集装置,对气体中的冷凝液滴进行捕集;静电捕集装置的后端设有排气口(6);循环水冷凝器(2)、干冰丙酮冷凝器(3)、喷淋冷凝器(4)和静电捕集装置底部均设有液体收集器(7)。

【技术特征摘要】
1.一种用于收集生物质废弃物热裂解液体的多级冷凝装置,其特征在于,包括循环水冷凝器(2)、干冰丙酮冷凝器(3)、喷淋冷凝器(4)和静电捕集装置;循环水冷凝器(2)前端设有进气口(1),循环水冷凝器(2)、干冰丙酮冷凝器(3)和喷淋冷凝器(4)的气路顺次相连,用于对从进气口(1)输入的热裂解气体进行逐级冷凝;冷凝后的气体进入静电捕集装置,对气体中的冷凝液滴进行捕集;静电捕集装置的后端设有排气口(6);循环水冷凝器(2)、干冰丙酮冷凝器(3)、喷淋冷凝器(4)和静电捕集装置底部均设有液体收集器(7)。2.如权利要求1所述的用于收集生物质废弃物热裂解液体的多级冷凝装置,其特征在于,所述的循环水冷凝器(2)中设有间壁水冷管、冷却水入口和冷却水出口,循环冷却水从冷却水入口进入间壁水冷管,再从冷却水出口排出,使间壁水冷管外部的热裂解气体液化。3.如权利要求1所述的用于收集生物质废弃物热裂解液体的多级冷凝装置,其特征在于,所述的干冰丙酮冷凝器(3)为敞口U型槽体,槽壁中空,用于供气体通入;槽体内腔用于盛放冷却介质。4.如权利要求3所述的用于收集生物质废弃物热裂解液体的多级冷凝装置,其特征在于,所述的冷却介质为干冰丙酮或液氮。5.如权利要求1所述的用于收集生物质废弃物热裂解液体的多级冷凝装置,其特征在于,所述的喷淋冷凝器(4)中设有喷淋装置,用于向气体喷洒冷凝介质使气体液化。6.如权利要求5所述的用于收集生物质废弃物热裂解液体的多级冷凝装置,其特征在于,所述的冷凝介质为生物质热裂解液或者甲醇。7.如权利要求1所述的用于收集生物质废弃物热裂解液体的多级冷凝装置,其特征在于,所述的静电捕集装置包括静电捕集器筒体(5-6)和静电高压发生器(5-3);所述的静电高压发生器(5-3)分别连接静电高压负极(5-2)和静电高压正极(5-4);静电捕集器筒体(5-6)内自由悬挂有一个由柔性导电材料制成的电晕摆锤(5-5),电晕摆锤(5-5)由锤体和摆锤线组成,摆锤线端部固定于静电捕集器筒体(5-6)内...

【专利技术属性】
技术研发人员:蔡文飞骆仲泱周劲松王树荣余春江
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:浙江,33

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