新型焦油裂解装置制造方法及图纸

本发明专利技术新型焦油裂解装置涉及生物质气化设备领域。其目的是为了提供一种裂解效率高、流动阻力小、能耗低、结构简单、成本低的新型焦油裂解装置。本发明专利技术新型焦油裂解装置，包括壳体和设置在壳体内的蓄热体，壳体的两端分别设有裂解气入口和裂解气出口，蓄热体上设有互不连通的裂解气管路和高温气体管路，高温气体管路贯通一组相对平面，裂解气管路贯通连接另一组相对平面，裂解气管路的两端分别与裂解气入口和裂解气出口连通。

【技术实现步骤摘要】
新型焦油裂解装置
本专利技术涉及生物质气化设备领域，特别是涉及一种新型焦油裂解装置，适用于生物质烟气、低阶煤烟气等物质内焦油裂解。
技术介绍
煤、石油等不可再生化石能源的过度利用，使得当今社会面临着严重的能源问题与环境问题。生物质能源作为一种可再生能源，通过一定的能源转换技术，可转换为可直接利用的能源，例如秸秆等农林固体废弃物、城镇固体生活垃圾及污水处理脱水污泥等通过一系列工艺可转换为能够直接利用的燃气，因此成为解决能源和环境问题的重要途径。目前的生物质利用多以生物质裂解/热解气化技术生成可燃性气体产物，但在气化过程中会产生少量焦油，焦油的存在对于热解气化过程以及相关的设备都产生不利的影响。①首先，燃气中焦油不能直接燃烧，降低了生物质的再利用率，气化中焦油能量一般占总能量的5％～15％，这部分能量在低温时难于被利用，造成浪费；②其次，焦油存在于高温可燃气中，在管道输送过程中冷凝下来，形成粘稠的液体物质，附着于管道内壁和有关设备的壁面上，并与气流中飞灰、碳等颗粒物质相互作用，严重时堵塞管道，影响系统运行和安全；③凝结为细小液滴的焦油比气体难于燃尽，在燃烧时容易产生碳黑，容易造成污染，并对气化裂解设备系统和热解气的利用设备，如内燃机、燃气轮机、压缩机等产生严重损害。综上所述，如何能够使焦油在热解气化过程中进行裂解，使焦油尽可能转化为具有较高热值的可燃气，提高生物质的再利用率，对于洁净高效利用低阶煤和生物质具有重要的意义。目前，除去有机物分解过程中产生的焦油的工艺主要有冷法除焦和热法除焦两种。冷法除焦由于采用冷凝喷淋的方法，工艺复杂，产生大量污水，并且焦油以废弃物处理难以再利用，造成能源浪费和环境污染；热法除焦主要有高温裂解和催化裂解两种方法，在焦油的分解利用方面应用比较广泛。催化裂解能耗较低且催化效率较高，是当前解决焦油问题最有效的方法，但是存在催化剂更换(催化剂由于积碳附着失活并难以更换)及催化裂解装置的连续运行等难题；高温裂解是通过900℃以上的高温使焦油中化学键断裂，形成小分子燃气的过程，但是目前的高温裂解装置能耗较高，且裂解效果不佳；焦油裂解装置中温度难以保持恒定，导致裂解效率较低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种裂解效率高、流动阻力小、能耗低、结构简单、成本低的新型焦油裂解装置。本专利技术新型焦油裂解装置，包括壳体和设置在壳体内的蓄热体，壳体的两端分别设有裂解气入口和裂解气出口，蓄热体上设有互不连通的裂解气管路和高温气体管路，高温气体管路贯通一组相对平面，裂解气管路贯通连接另一组相对平面，裂解气管路的两端分别与裂解气入口和裂解气出口连通。本专利技术新型焦油裂解装置，其中所述蓄热体设为蜂窝陶瓷体。本专利技术新型焦油裂解装置，其中所述蜂窝陶瓷体在壳体内设有若干个，且相互无缝连接。本专利技术新型焦油裂解装置，其中所述裂解气管路和高温气体管路均分布在相互平行的平面且截面相互垂直。本专利技术新型焦油裂解装置，其中所述蓄热体上连接有电加热板。本专利技术新型焦油裂解装置，其中所述蓄热体上连接有燃气加热装置。本专利技术新型焦油裂解装置，其中所述壳体上包覆有保温层。本专利技术新型焦油裂解装置，其中所述裂解气管路和高温气体管路的截面设为圆形、正方形、六边形。本专利技术新型焦油裂解装置与现有技术不同之处在于：本专利技术新型焦油裂解装置包括壳体和设置在壳体内的蓄热体，壳体的两端分别设有裂解气入口和裂解气出口，蓄热体上设有互不连通的裂解气管路和高温气体管路，高温气体管路贯通一组相对平面，裂解气管路贯通连接另一组相对平面，裂解气管路的两端分别与裂解气入口和裂解气出口连通；裂解气沿裂解气入口进入壳体，在蓄热体内的裂解气管路内进行催化裂解后沿裂解气出口排出，外接热源持续向蓄热体的高温气体管路供热，使蓄热体的温度保持在900℃，维持稳定的裂解反应；蓄热体选用蜂窝陶瓷材料，质量轻，体积小，比表面积大，耐磨损、耐高温。下面结合附图对本专利技术的新型焦油裂解装置作进一步说明。附图说明图1为本专利技术新型焦油裂解装置的结构示意图；图2为本专利技术新型焦油裂解装置的内部结构示意图；图3为本专利技术新型焦油裂解装置的蓄热体的结构示意图；图4为本专利技术新型焦油裂解装置的蓄热体的内部结构示意图。附图标注：1、壳体；2、裂解气入口；3、蓄热体；4、裂解气出口；5、裂解气管路；6、高温气体管路；其中，实线箭头指示高温气体流动方向，虚线箭头指示裂解气流动方向。具体实施方式结合图1-图4所示，本专利技术新型焦油裂解装置，包括壳体1和设置在壳体1内的蓄热体3，壳体1的两端分别设有裂解气入口2和裂解气出口4，蓄热体3上设有互不连通的裂解气管路5和高温气体管路6，裂解气管路5和高温气体管路6均分布在相互平行的平面且截面相互垂直，裂解气管路5与高温气体管路6形成交叉换热的结构；高温气体管路6贯通一组相对平面，裂解气管路5贯通连接另一组相对平面，裂解气管路5的两端分别与裂解气入口2和裂解气出口4连通。壳体1的两端连接有封盖，裂解气入口2和裂解气出口4分别开设在壳体1两端的封盖上，壳体1内设有蓄热体3；裂解气沿裂解气入口2进入壳体1，在蓄热体3内的裂解气管路5内进行催化裂解后沿裂解气出口4排出。蓄热体3上连通有高温气体发生装置，高温气体发生装置产生的高温气体通入高温气体管路6，高温气体与蓄热体3换热，即加热裂解气管路5，使蓄热体3的温度保持恒定，进而提高裂解效率。在生物质热转换过程中，焦油的数量主要取决于转换温度和气相停留时间，与加热速率也密切相关，气体中的焦油只有当气化温度稳定在900℃以上时才能大部分裂解成可燃气体。裂解反应过程中，要求裂解温度保持在900℃以上，因此，要求高温气体发生装置产生的高温气体的温度保持在1000℃以上。在这种高温环境下，蓄热体3设为蜂窝陶瓷体，陶瓷材料耐高温、导热性好，适用于高温裂解环境。高温气体发生装置可以选用燃气加热装置，燃气加热装置燃烧燃气，持续加热蓄热体3，使蓄热体3内的空气温度维持在1000℃以上，即蓄热体3的温度维持在900℃；还可以选用电加热板，电加热板连接在蓄热体3上，电加热板贴合在蓄热体3的两个相对壁面上，电加热板的加热温度维持在1200℃左右，以保证裂解温度达到900℃，进而裂解含焦油的燃气；依靠陶瓷体的蓄热能力，可维持蓄热体3内温度恒定在900℃以上。蜂窝陶瓷体的工作原理是高温流体和低温流体交替流过蓄热体进行热量交换。具体表现为，当高温流体流过蓄热体时，高温流体把自身的热量传给蓄热体，同时蓄热体的温度升高，即高温流体的显热热量被存储至蓄热体。当低温流体流过蓄热体时，低温流体从蓄热体获得热量，同时蓄热体冷却温度降低。这两个加热和冷却过程循环往复、形成一个非稳态的传热过程。将生物质气化后的含有焦油的燃气、低阶煤烟气等由裂解气入口2通入蜂窝陶瓷体，蜂窝陶瓷体相当于多孔介质裂解器，燃气中存在的少量焦油在高温状态下(900℃以上)发生裂解反应，化学链断裂，形成CO、H2、CH4、小分子碳氢化合物等可燃气体，裂解后的燃气由裂解气出口4排出。蜂窝陶瓷材料质量轻，体积小，比表面积大，耐磨损、耐高温，裂解气管路5与高温气体管路6相互垂直且为直通道结构；现有的陶瓷球材料，陶瓷球材料组成的蓄热体3的空隙通道不规则，长期使用后易粘渣，导致流动阻力大，相对于陶瓷球材料，蜂窝陶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型焦油裂解装置，其特征在于：包括壳体(1)和设置在壳体(1)内的蓄热体(3)，壳体(1)的两端分别设有裂解气入口(2)和裂解气出口(4)，蓄热体(3)上设有互不连通的裂解气管路(5)和高温气体管路(6)，高温气体管路(6)贯通一组相对平面，裂解气管路(5)贯通连接另一组相对平面，裂解气管路(5)的两端分别与裂解气入口(2)和裂解气出口(4)连通。

【技术特征摘要】
1.一种新型焦油裂解装置，其特征在于：包括壳体(1)和设置在壳体(1)内的蓄热体(3)，壳体(1)的两端分别设有裂解气入口(2)和裂解气出口(4)，蓄热体(3)上设有互不连通的裂解气管路(5)和高温气体管路(6)，高温气体管路(6)贯通一组相对平面，裂解气管路(5)贯通连接另一组相对平面，裂解气管路(5)的两端分别与裂解气入口(2)和裂解气出口(4)连通。2.根据权利要求1所述的新型焦油裂解装置，其特征在于：所述蓄热体(3)设为蜂窝陶瓷体。3.根据权利要求2所述的新型焦油裂解装置，其特征在于：所述蜂窝陶瓷体在壳体(1)内设有若干个，且相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，赵亚娟，
申请(专利权)人：中农绿能科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11