一种用于生物质热解液化多联产的分级冷凝装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于冷凝装置领域，并具体公开了一种用于生物质热解液化多联产的分级冷凝装置，包括主筒体和多级换热冷凝单元，主筒体底部与设有热解挥发分进口的下封头相连，顶部与设有热解气出口的上封头相连；每级换热冷凝单元之间设置有集油单元，包括换热筒体以及设于其内的热解挥发分管路，换热筒体的内壁与热解挥发分管路的外壁间形成导热油冷却腔，相邻换热冷凝单元的导热油冷却腔之间通过弯管相连，弯管与导热油输送管相连；位于最下方及最上方的换热冷凝单元中的导热油冷却腔上设有与导热油输送管相连的导热油进口管及中温导热油出口管。本发明专利技术可实现生物质热解挥发分的分级循环冷凝，具有冷凝效果好，换热效率高，生物油获取率高等优点。

A staged condensing device for biomass pyrolysis and liquefaction

The invention belongs to the field of condensing device, and discloses a classification condensing device for biomass pyrolysis and liquefaction, which includes main barrel and multistage heat exchange unit. The bottom of the main cylinder is connected with a lower seal head with a pyrolysis volatile inlet, and the top is connected to a top seal with a hot gas outlet. An oil gathering unit is arranged between the condensing units, including the heat exchange cylinder and the pyrolysis and evaporation duct in the heat transfer tube. The inner wall of the heat transfer cylinder forms a heat transfer oil cooling chamber between the outer wall of the pyrolysis and volatilization pipe road, and the heat transfer oil cooling chamber of the adjacent heat transfer condensing unit is connected through a bend pipe, and the elbow is connected with the heat transfer oil pipe. The heat transfer oil cooling chamber in the bottom and the top of the heat transfer condensing unit is provided with a heat transfer oil inlet pipe connected with the heat transfer oil pipe and a medium temperature heat guide oil outlet pipe. The invention can realize the grading circulation condensation of biomass pyrolysis volatilization, and has the advantages of good condensation effect, high heat exchange efficiency and high bio oil obtaining rate.

【技术实现步骤摘要】
一种用于生物质热解液化多联产的分级冷凝装置
本专利技术属于冷凝装置领域，更具体地，涉及一种用于生物质热解液化多联产的分级冷凝装置。
技术介绍
目前，在生物质热解挥发分分级冷凝以收取生物油的过程中，冷凝系统通常采用多组由通管组成的换热器串联而成，冷却介质通常为空气或者水。现有的这些冷凝方式存在以下问题：首先，现有技术换热器换热效果较差，热解挥发分在通管以层流方式流动，换热系数小，冷凝效果较差；另一方面，空气作为冷却介质换热系数过小，冷凝效果差，生物油获取率低；而水作为冷却介质时换热系数过大，难以对温度进行微调，难以灵活地实现分级调控；此外，冷却介质通常只设有一个进口，通过调整冷却介质流量来改变某一换热区域温度时，其它换热区域也相应发生变化，无法保证各区域均处于最优温度区间。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种用于生物质热解液化多联产的分级冷凝装置，其通过对关键组件换热冷凝单元和集油单元的具体结构及彼此间的装配关系的研究与设计，可实现生物质热解挥发分的分级循环冷凝，具有冷凝效果好，换热效率高，生物油获取率高等优点。为实现上述目的，本专利技术提出了一种用于生物质热解液化多联产的分级冷凝装置，包括主筒体以及沿主筒体高度方向间隔设置在主筒体内部的多级换热冷凝单元，其中：所述主筒体的底部与下封头相连，该下封头上设有热解挥发分进口，所述主筒体的顶部与上封头相连，该上封头上设有热解气出口；每级换热冷凝单元之间设置有集油单元，每级换热冷凝单元均包括换热筒体以及设于换热筒体内的热解挥发分管路，该换热筒体的内壁与热解挥发分管路的外壁间形成导热油冷却腔，相邻两级换热冷凝单元的导热油冷却腔之间通过弯管相连，该弯管与导热油输送管相连；此外，位于最下方的换热冷凝单元中的导热油冷却腔上设有与导热油输送管相连的导热油进口管，位于最上方的换热冷凝单元中的导热油冷却腔上设有与导热油输送管相连的中温导热油出口管。作为进一步优选的，所述集油单元包括集油筒体以及设于集油筒体内的通气台和弧形折流板，该通气台设于弧形折流板的正下方，经过一级换热冷凝单元换热后的热解挥发分依次经通气台和弧形折流板进入下级换热冷凝单元中进行换热冷凝。作为进一步优选的，所述通气台包括彼此导通的圆锥台和圆柱，圆锥台的斜面倾角为15o-60o，圆柱的侧面和顶部开有通气孔，且通气孔被上方的弧形折流板遮盖。作为进一步优选的，所述集油筒体连接有油箱。作为进一步优选的，所述热解挥发分管路包括多根竖直布置的换热管，该换热管内设有扰流子。作为进一步优选的，所述扰流子为由等截面杆和椭圆截面杆交替连接构成的杆状结构，所述等截面杆与椭圆截面杆的长度比为1：2～1：0.5。作为进一步优选的，所述弯管通过连接管与导热油输送管相连，所述连接管上设有阀门和流量计。作为进一步优选的，所述主筒体位于各级换热冷凝单元下方的筒壁上设有温度传感器，所述温度传感器、阀门以及流量计与远程PID控制系统相连。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：1.本专利技术的分级冷凝装置通过在筒体内间隔设置多级换热冷凝单元，并在相邻换热冷凝单元之间设置集油单元，且整个冷凝过程采用导热油作为冷却介质，实现热解挥发分的分级循环冷凝，冷凝效果好，换热效率高，生物油获取率高。2.本专利技术的分级冷凝装置采用多级导热油供应管路，可分级调控各换热筒体温度，保证各换热区域相对独立，使其均处于最优温度区间，更灵活的实现分级冷凝，在保证冷凝效果的同时实现温度的调控。3.本专利技术的换热管采用内插扰流子的管，并将扰流子设计为由等截面杆和椭圆截面杆交替连接构成的杆状结构，且等截面杆与椭圆截面杆的长度比为1：2～1：0.5，由此使得热解挥发分在管内进行紊流流动，在热解挥发分流动阻力增加不大的情况下达到较大程度提高管内换热效率的效果。4.本专利技术的分级冷凝装置中还设置有温度传感器、阀门以及流量计，并使温度传感器、阀门以及流量计与PID控制系统相连，以此通过PID控制系统进行联动调控，实现热解温度更为智能的调控，使装置连续运行可靠性更高。5.本专利技术可获得富含稠环芳烃、酚类化合物、羰基化合物以及羧酸化合物的生物油，且吸收热量的导热油可用于预热生物质热解原料，提高热量利用率。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种用于生物质热解液化多联产的分级冷凝装置的结构示意图；图2是热解挥发分管路所用的换热管的结构示意图；图3是通气台的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1所示，本专利技术实施例提供的一种用于生物质热解液化多联产的分级冷凝装置，包括主筒体1以及沿主筒体高度方向间隔设置在主筒体内部的多级换热冷凝单元，其中，主筒体1的底部与下封头18相连，该下封头上设有热解挥发分进口181，主筒体1的顶部与上封头19相连，该上封头上设有热解气出口191；每级换热冷凝单元之间设置有集油单元，用于收集热解气挥发分中冷凝下来的油，每级换热冷凝单元均包括换热筒体以及设于换热筒体内的热解挥发分管路，该换热筒体通过热解挥发分管路与其下方的集油单元导通，该换热筒体内壁与热解挥发分管路的外壁之间的空腔作为导热油冷却腔，该导热油冷却腔为封闭腔体，与集油单元不导通，相邻两级换热冷凝单元的导热油冷却腔之间通过弯管相连，该弯管与导热油输送管4相连，位于最下方的换热冷凝单元中的导热油冷却腔上设有导热油进口管41，位于最上方的换热冷凝单元中的导热油冷却腔上设有中温导热油出口管45，导热油进口管和中温导热油出口管均与导热油输送管相连，通过控制各弯管、导热油进口管、中温导热油出口管以及导热油输送管内导热油的流量可调节各换热冷凝单元的冷凝温度。具体的，集油单元包括集油筒体以及设于集油筒体内的通气台8和弧形折流板7，该通气台设于弧形折流板的正下方，经过集油单元下方的换热冷凝单元换热后的热解挥发分依次经通气台和弧形折流板进入集油单元上方的换热冷凝单元中继续进行换热冷凝，该集油单元的集油筒体以及换热冷凝单元的换热筒体均与主筒体内壁紧密接触。该折流板用于遮住通气台，防止上方换热筒体冷凝的油通过通气台流到下方的换热筒体，设计成圆弧状可减小上方换热筒体冷凝的油降落到折流板时对折流板的撞击力度。为了实现热解挥发分中冷凝下来的各种油的回收，集油筒体下方的侧面还连接有油箱。进一步的，如图3所示，通气台包括圆锥台81和圆柱82，该圆锥台的上底面与圆柱的底部相接，且彼此导通，该圆锥台与集油筒体之间形成封闭结构，以用于收集热解气挥发分中冷凝下来的油，圆锥台的下底面与位于集油单元下方的换热冷凝单元中的换热筒体相接，并与换热冷凝单元中的热解挥发分管路导通。具体的，圆柱的侧面821和顶部822开有通气孔，且圆柱的通气孔被上方的弧形折流板遮盖，由此使得集油单元下方换热冷凝单元中的热解挥发分通过该换热冷凝单元中的热解挥发分管路，首先进入圆锥台，然后经过圆柱送出，再经通气台上方的弧形折流板折流，最后进入位于集油单元上方的换热冷凝单元的热解挥发分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生物质热解液化多联产的分级冷凝装置，其特征在于，包括主筒体以及沿主筒体高度方向间隔设置在主筒体内部的多级换热冷凝单元，其中：所述主筒体的底部与下封头相连，该下封头上设有热解挥发分进口，所述主筒体的顶部与上封头相连，该上封头上设有热解气出口；每级换热冷凝单元之间设置有集油单元，每级换热冷凝单元均包括换热筒体以及设于换热筒体内的热解挥发分管路，该换热筒体的内壁与热解挥发分管路的外壁间形成导热油冷却腔，相邻两级换热冷凝单元的导热油冷却腔之间通过弯管相连，该弯管与导热油输送管相连；此外，位于最下方的换热冷凝单元中的导热油冷却腔上设有与导热油输送管相连的导热油进口管，位于最上方的换热冷凝单元中的导热油冷却腔上设有与导热油输送管相连的中温导热油出口管。

【技术特征摘要】
1.一种用于生物质热解液化多联产的分级冷凝装置，其特征在于，包括主筒体以及沿主筒体高度方向间隔设置在主筒体内部的多级换热冷凝单元，其中：所述主筒体的底部与下封头相连，该下封头上设有热解挥发分进口，所述主筒体的顶部与上封头相连，该上封头上设有热解气出口；每级换热冷凝单元之间设置有集油单元，每级换热冷凝单元均包括换热筒体以及设于换热筒体内的热解挥发分管路，该换热筒体的内壁与热解挥发分管路的外壁间形成导热油冷却腔，相邻两级换热冷凝单元的导热油冷却腔之间通过弯管相连，该弯管与导热油输送管相连；此外，位于最下方的换热冷凝单元中的导热油冷却腔上设有与导热油输送管相连的导热油进口管，位于最上方的换热冷凝单元中的导热油冷却腔上设有与导热油输送管相连的中温导热油出口管。2.如权利要求1所述的用于生物质热解液化多联产的分级冷凝装置，其特征在于，所述集油单元包括集油筒体以及设于集油筒体内的通气台和弧形折流板，该通气台设于弧形折流板的正下方，经过一级换热冷凝单元换热后的热解挥发分依次经通气台和弧形折流板进入下级换热冷凝单元中进行换热冷凝。3.如权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈汉平，陈旭，陈应泉，杨海平，王贤华，邵敬爱，张雄，杨晴，张世红，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42