一种中高温气体净化冷却器制造技术

本发明专利技术提供了一种中高温气体净化冷却器，包含输入带有污染性气体及颗粒物的目标气体的输入管、吸收液喷嘴、气液混合室、净化冷却管、管板、气液分离室和吸收液循环泵。带有颗粒物和污染性气体的目标气体进入气体净化冷却器后，立即被位于气液混合室上部的喷嘴喷出的吸收液喷淋并混合，继而被送入净化冷却管进行净化，同时液体在线冷却降温保证高的吸收效率。所述的净化冷却管内有促进旋流的装置，使得液气混合物以旋流方式在管中流动，促进液气混合，管外有冷空气冷却或者液体冷却，在线降温进一步促进净化效果。通过净化冷却管后，液体吸收了气体中的污染物与杂质颗粒，并与干净的气体分离。本发明专利技术利用单台的净化器实现了中高温目标气体中的气体污染物与颗粒物的高效捕捉及吸收液的在线冷却。

A medium and high temperature gas purification cooler

【技术实现步骤摘要】
一种中高温气体净化冷却器
本专利技术属于能源和环保领域，可用于烟气或者可燃气体的净化。具体地，本专利技术涉及一种中高温气体净化冷却器。
技术介绍
城市生活垃圾的分类收集已经在国内大力推行，分类收集的干垃圾可采用热解及气化技术实现减量化、无害化和资源化处理。但是城市生活垃圾热解及气化产生的气体中含有焦油组分，未经净化处理的热解气难以达到下级燃气利用设备的进气标准；如进入内燃机的热解气中焦油的含量必须小于100mg/Nm3，颗粒物的含量必须低于50mg/Nm3。因此，焦油和颗粒物的脱除是实现垃圾热解气化产生的燃气高值利用的关键。目前，已有的焦油脱除装置可分为以下几种类型：1）喷淋塔，即使用水、食用植物油、自源焦油等不同吸收剂自上而下喷淋由塔底进入的热解气，吸收剂通过冷凝与吸收的方式脱除焦油。如申请号为201410651179.7的专利技术专利“一种焦炉煤气净化的方法和装置”中描述的使用液态CO2作为冷却介质从塔顶喷淋与塔底进入的煤气逆向接触，煤气中绝大部分焦油以液态形式冷凝析出汇集塔底；但是挥发出的CO2会降低燃气的热值，而进行CO2的分离又需要消耗能量。2）填料塔，即使用金属（如拉西环、鲍尔环、阶梯环等）、陶瓷（如弧鞍、矩鞍等）等作为填料，使吸收剂沿填料表面流动形成液膜，与塔底进入的热解气接触，脱除焦油。如申请号为201320580442.9的技术专利“一种含焦油粗煤气除焦油激冷装置”中描述的使用格里奇格栅作为填料，自源焦油作为吸收剂脱除粗煤气中的焦油；但是气体中的颗粒物长时间会堵塞填料的孔隙，且填料的洗涤与装载工作量非常大。3）鼓泡塔，即使用水、食用植物油、自源焦油等作为吸收剂储存在塔底浆液池中，热解气从塔底导入，冲击浆液，产生大量气泡，气液混合接触，脱除焦油；如果热解气体本身的温度高，运行一段时间吸收液必然会升温，导致焦油中易挥发的成分再次进入到可燃气体中。为了防止这种情况，就必须对吸收液进行额外的冷却，占地且耗能。4）吸附塔，即使用活性炭、热解半焦、陶瓷等作为吸附剂，捕集热解气中的焦油。如申请号为201820460130.7的技术专利“一种用于焦化除尘系统中的焦油预处理设备”中描述的使用焦粉作为吸附剂，自塔顶喷淋与塔底进入的烟气碰撞充分混合，将焦油全部吸附于表面；但是吸附剂的吸附量有限，需要不断地再生。因此吸附塔需定期更换或再生吸附剂，增加了运行成本。5）冷却塔，即使用空气、水等作为冷却剂，以间接换热的方式冷却热解气，使焦油的温度降低到露点温度以下，以液态的形式冷凝脱除。如申请号为201420643225.4的技术专利“一种生物质气化气除焦油装置”中描述的使用水作为冷却剂在蛇形管中流动，冷却管外的生物质气化气，焦油达到露点温度后冷凝汇集在蛇形管正下方的集油池中；这种方法效率较低，而且蛇形管外壁面上会沾附焦油和颗粒物，阻碍传热，需要定期拆卸和清洗。增加了系统的维护成本。6）电除焦油装置，即使热解气中的焦油带电，在电场的作用下向异性电极运动并积附在异性电极上，脱除热解气中的焦油，同时脱去颗粒物。如申请号为201220591197.7的技术专利“新型电除焦油器”中描述的包括电除焦油器整流器柜、电除焦油器控制柜、电除焦油绝缘箱的电除焦油装置，能够有效的脱除焦油。同样电极上会沾附焦油和颗粒物，影响放电，需要经常清理，维护工作量大，且电捕焦油和颗粒物的效率较低。喷淋塔作为工业中常用的气体净化装置，不仅用于可燃气的净化，也用于烟气的净化。在规定的液气比范围内，吸收液对要被净化的目标气体的冷却和气液接触效果取决于气体、液体的接触，填料层、液体的喷淋和雾化都是为了增加气、液的接触面积，提升喷淋塔的脱除效率。但是垃圾热气化解气中一般焦油粘度大，还含有颗粒物，易沉积在填料的空隙中，造成填料塔堵塞；鼓泡塔与电除焦油装置因系统阻力大与成本高的问题，均不能经济可靠地处理含有一定颗粒物和焦油的可燃气的净化和除焦油；此外，一般热解气化气体的温度通常高于最终需要净化的烟气的温度，烟气净化时一般排放温度在200℃左右，通过水汽蒸发即可降低到60-70℃的合适净化温度。而热解气化气体的温度范围为400-800℃，且不合适采用水蒸发降温，否则产生大量的含油废水难以处理。因此采用油类作为吸收液的时候，需要对吸收液进行冷却，专门设计冷却系统，成本过高，占地也过大。综合分析，目前现有技术还不能经济、有效地解决中高温目标气体中污染性气体和焦油的脱去问题，尤其是热解气化可燃气中携带的焦油和颗粒物的脱去。急需开发实施性强，经济性高，脱除效率高的中高温目标气体净化装置。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种中高温气体净化冷却器。本专利技术提出的一种中高温气体净化冷却器，由目标气体输入管12、吸收液喷嘴2、气液混合室3、净化冷却管4、管板14、气液分离室7和吸收液循环泵9组成，气液混合室3上端与目标气体输入管12一端连接，目标气体1由目标气体输入管12另一端进入，气液混合室3上端进口处设有吸收液喷嘴2，所述吸收液喷嘴2用于喷出吸收液13，气液混合室3下端通过管板14与净化冷却管4上端连接，净化冷却管4下端与气液分离室7上端连接，气液分离室7下端连接吸收液储槽8；吸收液储槽8一侧通过吸收液循环泵9和连接管道11与吸收液喷嘴2相连，使吸收液13通过吸收液循环泵9在净化冷却器内部循环；净化冷却管4内部垂直布置有辅助旋流结构16，外侧设有穿过净化冷却管区域的冷却介质5；需要净化的中高温目标气体1送到气液混合室3，与位于气液混合室3上部的吸收液喷嘴2喷出的吸收液13混合，然后经由管板14的分配进入净化冷却管4，目标气体1被净化、同时吸收液13被冷却，最后从净化冷却管4下端进入气液分离室7，吸收液13与目标气体1分离，并带走99%以上的颗粒物和污染性气体；净化后的目标气体6被引出；吸收液13在循环工作过程只需要在净化冷却管4中冷却。本专利技术中，所述的目标气体1可以是各种有机垃圾、污泥、生物质热解产生的气体，也可以是各种有机垃圾、污泥、生物质气化产生的气体，还可以是焚烧产生的烟气。其温度范围为200-800℃。本专利技术中，所述的吸收液13的喷嘴2选自现有技术中的空心锥形喷嘴或实心喷嘴。本专利技术中，所述辅助旋流结构16选自螺旋叶片或麻花结构，所述目标气体1和所述的吸收液13在净化冷却管内呈旋流、二者充分接触；目标气体1中携带的气体污染物和颗粒物被充分转移到吸收液13中。本专利技术中，所述净化冷却管4的外侧有穿过净化冷却管区域的冷却介质5自管外对管内的吸收液13以及目标气体1进行冷却，冷却介质5选自冷却风机吹过来的冷却风、风机送来的增湿空气或冷却水泵送来的冷却水等中任一种。本专利技术中，所述净化冷却管4管外为光管或翅片管。本专利技术中，所述净化冷却管4管外为翅片管，翅片管的翅片15选择整体式翅片、分体式圈肋、分体式矩形翅片或螺旋翅片中任一种，各种翅片的平面与冷却风、风机送来的增湿空气气流方向平行，材料选自铜、铝或钢等。本专利技术中，所述吸收液13通过吸收液循环泵9在净化冷却器内部循环。所述吸收液喷嘴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中高温气体净化冷却器，由目标气体输入管（12）、吸收液喷嘴（2）、气液混合室（3）、净化冷却管（4）、管板（14）、气液分离室（7）和吸收液循环泵（9）组成，其特征在于：气液混合室（3）上端与目标气体输入管（12）一端连接，目标气体（1）由目标气体输入管（12）另一端进入，气液混合室（3）上端进口处设有吸收液喷嘴（2），所述吸收液喷嘴（2）用于喷出吸收液（13），气液混合室（3）下端通过管板（14）与净化冷却管（4）上端连接，净化冷却管（4）下端与气液分离室7上端连接，气液分离室7下端连接吸收液储槽（8）；/n吸收液储槽（8）一侧通过吸收液循环泵（9）和连接管道（11）与吸收液喷嘴（2）相连，使吸收液（13）通过吸收液循环泵（9）在净化冷却器内部循环；/n净化冷却管（4）内部垂直布置有辅助旋流结构（16），外侧设有穿过净化冷却管区域的冷却介质（5）；/n需要净化的中高温目标气体（1）送到气液混合室（3），与位于气液混合室（3）上部的吸收液喷嘴（2）喷出的吸收液（13）混合，然后经由管板（14）的分配进入净化冷却管（4），目标气体（1）被净化、同时吸收液（13）被冷却，最后从净化冷却管（4）下端进入气液分离室（7），吸收液（13）与目标气体（1）分离，并带走99%以上的颗粒物和污染性气体；净化后的目标气体（6）被引出；吸收液（13）在循环工作过程只需要在净化冷却管（4）中冷却。/n...

【技术特征摘要】
1.一种中高温气体净化冷却器，由目标气体输入管（12）、吸收液喷嘴（2）、气液混合室（3）、净化冷却管（4）、管板（14）、气液分离室（7）和吸收液循环泵（9）组成，其特征在于：气液混合室（3）上端与目标气体输入管（12）一端连接，目标气体（1）由目标气体输入管（12）另一端进入，气液混合室（3）上端进口处设有吸收液喷嘴（2），所述吸收液喷嘴（2）用于喷出吸收液（13），气液混合室（3）下端通过管板（14）与净化冷却管（4）上端连接，净化冷却管（4）下端与气液分离室7上端连接，气液分离室7下端连接吸收液储槽（8）；
吸收液储槽（8）一侧通过吸收液循环泵（9）和连接管道（11）与吸收液喷嘴（2）相连，使吸收液（13）通过吸收液循环泵（9）在净化冷却器内部循环；
净化冷却管（4）内部垂直布置有辅助旋流结构（16），外侧设有穿过净化冷却管区域的冷却介质（5）；
需要净化的中高温目标气体（1）送到气液混合室（3），与位于气液混合室（3）上部的吸收液喷嘴（2）喷出的吸收液（13）混合，然后经由管板（14）的分配进入净化冷却管（4），目标气体（1）被净化、同时吸收液（13）被冷却，最后从净化冷却管（4）下端进入气液分离室（7），吸收液（13）与目标气体（1）分离，并带走99%以上的颗粒物和污染性气体；净化后的目标气体（6）被引出；吸收液（13）在循环工作过程只需要在净化冷却管（4）中冷却。


2.根据权利要求1所述的中高温气体净化冷却器，其特征在于：所述的目标气体（1）各种有机垃圾、污泥、生物质热解产生的气体，或是各种有机垃圾、污泥、生物质气化产生的气体，或是焚烧产生的烟气，其温度范围为200-800℃。


3.根据权利要求1所述的中高温气体净化冷却器，其特征在于：所述辅助旋流结构（16）选自螺旋叶片或麻花结构，所述目标气体（1）和所述的吸收液（13）在净化冷却管内呈旋流、二者充分接触；目标气体（1）中携带的气体污染物和颗粒物被充分转移到吸收液中。


4.根据权利要求1所述的中高温气体净化冷却器，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志根，陈德珍，张继轩，刘会进，
申请(专利权)人：上海济德能源环保技术有限公司，同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31