一种农林废弃物热解气净化设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种农林废弃物热解气净化设备，农林废弃物热解气经气泡发生装置产生微纳米气泡，微纳米气泡在氨水中自下而上上升的过程中，其中的焦油溶解在氨水中，剩余气体经过滤单元过滤后排出。本实用新型专利技术将热解气破碎为微纳米气泡，增大了热解气和氨水的接触面积和传质效率，有效去除焦油、除尘；过滤单元有效利用热解产物生物质炭进行二次吸附，去除重金属和粉尘颗粒物，并极大地提高了焦油去除效果；利用氨水焦油分离装置分离焦油和氨水，重复循环利用氨水。

【技术实现步骤摘要】
一种农林废弃物热解气净化设备
本技术涉及农林废弃物热解气处理
，具体涉及一种农林废弃物热解气净化设备。
技术介绍
农林废弃物是从事农业和林业生产活动中所产生的废弃物质和垃圾，主要包括农作物秸秆、畜禽粪便、林业剩余物等，是一种清洁的非粮生物质能源原料。以农林废弃物为原料，通过生物质能转化技术高效利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭、石油和天然气等燃料，生产电力。生物质能转化技术主要有三种：(1)生物质经生物化学处理转化为富含能量的燃料。如将生物质发酵制得沼气，糖和淀粉原料发酵制酒精等。(2)生物质经化学处理转化为高价值的化工产品。如利用生物质中的半纤维素在酸性介质下加热获得糠醛，利用稻壳生产白炭黑等。(3)生物质经热化学处理，即生物质在隔绝或少量氧气的条件下，热解反应获得可燃气体、生物质炭和液体生物油3类产品，又称生物质热裂解(生物质热解)。生物质炭具有较大的比表面积和较好的吸附性能，作为一种高效吸附剂同时去处污水中重金属及有机污染物等。农林废弃物热解气主要包括可燃气体和不可燃气体两类，还有少量的固体杂质和液态杂质。可燃气体主要有一氧化碳、氢气、甲烷、硫化氢和低分子烃类等。不可燃烧的气体主要有二氧化碳、氮气和氧气以及水蒸气。固体杂质主要有灰分和细小的炭颗粒，液体杂质主要有焦油和水分。焦油在燃气中影响燃气利用，降低燃气的燃烧效率，易与水、炭粒等混合堵塞输气管道，腐蚀金属，影响供气系统的正常运行。在目前应用的部分农林废弃物热解气化项目中，焦油堵塞管路，污染气缸、火花塞或燃气孔，使发电与供气无法正常运行，而且引起二次污染，成为影响热解气使用的最大障碍。热解气净化方法主要有物理法、静电除焦和催化裂解技术。物理法包括水洗、干式过滤等方法，去除焦油效率低，优点在于成本低廉，适用于小型农林废弃物处理装置；静电除焦在运行过程中需要专业的技术人员操作；催化裂解法焦油脱除效果好，适用于大型的连续气化装置。对于现有的农林废弃物热解设备，需要对热解气的净化设备及工艺进行优化，提高焦油的去除效果。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术意在提供一种农林废弃物热解气净化装置，该装置结构简单，操作简便，投资成本低，运行稳定，通过改进的物理方法有效提高了焦油去除效果。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种农林废弃物热解气净化设备，包括壳体，壳体内自上而下依次设置过滤单元和氨水槽；壳体顶部设有净化气体出口；所述氨水槽底部设有气泡发生装置，气泡发生装置连通农林废弃物热解气，产生微纳米气泡；所述氨水槽的侧壁外侧设有冷却装置。进一步的，所述过滤单元包括过滤滤料层；所述过滤滤料层为双层蜂窝状生物质炭，下层生物质炭滤料粒径和滤料颗粒间的孔隙大于上层滤料粒径和滤料颗粒间的孔隙。进一步的，所述过滤单元还包括位于过滤滤料层下方的多层斜板，所述多层斜板上下交错设置，上下斜板之间设有弯曲气体通道。斜板为超双疏界面材料，不沾水和油。进一步的，还包括焦油氨水分离装置和氨水储罐，焦油氨水分离装置连通氨水槽，氨水储罐的进液口连通焦油氨水分离装置的氨水出口。进一步的，还包括循环泵，所述氨水储罐的出液口连接循环泵的进液口，循环泵的出液口连接氨水槽。基于本技术设备的一种农林废弃物热解气净化工艺，包括如下步骤：农林废弃物热解气经气泡发生装置产生微纳米气泡，微纳米气泡在氨水中自下而上上升的过程中，其中的焦油溶解在氨水中，经冷凝后焦油渣下沉，气体经过滤单元过滤后排出。有益效果：本技术利用微纳米曝气的方式增强热解气与氨水的接触面积，促使微气泡均匀分布，从而提高焦油及其他杂质的去处效果，形成的微纳米气泡直径在0.2～0.5mm之间，比表面积增大，吸附作用增强，吸附作用增强；氨水不仅可以去除焦油，还可以去除部分有机物、硫化物、氰化物及酸性气体等有害杂质，防止热解气管道的腐蚀；过滤单元有效利用热解产物生物质炭进行二次吸附，去除重金属和粉尘颗粒物，并极大地提高了焦油去除效果；利用氨水焦油分离装置分离焦油和氨水，重复循环利用氨水。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式进行更为详细的说明。本技术提供一种农林废弃物热解气净化装置及工艺。通过两级过滤净化工艺，使得热解气进行充分净化，极大提高了去除焦油、灰分的效率，并且装置紧凑，占地面积小，提高了使用性。如图1所示，从左至右依次是净化过滤装置、氨水焦油分离装置2和氨水储罐3。净化过滤装置包括壳体1，壳体1内由上到下依次过滤滤料层4、多层斜板5、氨水槽6和冷却装置7。壳体1的顶部设有净化气体出口，下方设有焦油渣收集斗10。氨水槽6内设有气泡发生装置9，气泡发生装置9的进气口连通农林废弃物热解气。氨水槽6分别连通氨水焦油分离装置2的进液口和循环泵8的出液口，其底部设有排渣口11。冷却装置7为环形管，管内提供冷水进行降温，保持氨水槽6内温度保持在25～65℃。农林废弃物热解气进入气泡发生装置9后，气泡发生装置9对其进行剪切破碎至微纳米级别，微纳米气泡具有气泡尺寸小、比表面积大、吸附效率高，在氨水中停留时间长，自身具有增压性，使得气液界面的传质效率持续增强。同时，微纳米气泡在上升过程中与氨水发生反应，去除酸性化合物，如硫化氢，氯化氢等。微纳米在氨水中缓慢上升的过程中，热解气被冷却，焦油进行冷却后分离。热解气在上升的过程中，多层挡板5对热解气携带的颗粒物及部分焦油进行二次阻隔，挡板材质不会黏附焦油。过滤滤料层4滤料采用农林废弃物热解所产生的产物生物质炭，生物质炭具有比表面积大，良好的吸附性能，可以去除重金属、粉尘颗粒物和二噁英等。经过净化过滤后的热解气通过净化气体出口离开壳体1，后续收集进行热能利用或者其他资源利用。大部分焦油随着氨水冷却下来，部分焦油混合在氨水中，氨水混合液进入到氨水焦油分离装置2，依靠氨水焦油两相比重的不同而分层分离，对热解气中焦油进行脱除和净化回收。氨水焦油分离装置2设有焦油出口12，分离出的氨水顺流至氨水储罐3，氨水储罐3中的氨水经氨水循环泵8抽送至氨水槽6。相较于现有焦油去除工艺，本技术的效率提升40％。实施例11kg玉米秸秆在700℃下缺氧热解4h，产出固体物质玉米秸秆生物质炭，产出气体热解气，温度达550～700℃，净化过滤热解气的工艺如下：热解气进入氨水槽，氨水槽底部的气泡发生器将热解气剪切破碎，形成热解气气泡、焦油氨水混合液、焦油，焦油氨水混合液由氨水混合液出口排出，大部分焦油渣经冷凝后下沉至底部经排渣口流入焦油渣收集斗。热解气气泡在氨水溶液上升过程中，热解气被冷却至45℃～60℃，焦油冷却，由气相转为液态进入焦油氨水混合液，热解气中90％以上的焦油、80％左右的氨、80％的H2S等可有效地被除去。冷却后的热解气上升至液面破灭，热解气上升，分层挡板进行二次净化，阻截未沉降的焦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农林废弃物热解气净化设备，其特征在于，包括壳体(1)，壳体(1)内自上而下依次设置过滤单元和氨水槽(6)；壳体(1)顶部设有净化气体出口；所述氨水槽(6)底部设有气泡发生装置(9)，气泡发生装置(9)连通农林废弃物热解气，产生微纳米气泡；所述氨水槽(6)的侧壁外侧设有冷却装置(7)。/n

【技术特征摘要】
1.一种农林废弃物热解气净化设备，其特征在于，包括壳体(1)，壳体(1)内自上而下依次设置过滤单元和氨水槽(6)；壳体(1)顶部设有净化气体出口；所述氨水槽(6)底部设有气泡发生装置(9)，气泡发生装置(9)连通农林废弃物热解气，产生微纳米气泡；所述氨水槽(6)的侧壁外侧设有冷却装置(7)。


2.根据权利要求1所述的一种农林废弃物热解气净化设备，其特征在于，所述过滤单元包括过滤滤料层(4)；所述过滤滤料层(4)为双层蜂窝状生物质炭，下层生物质炭滤料粒径和滤料颗粒间的孔隙均大于上层滤料粒径和滤料颗粒间的孔隙。


3.根据权利要求2所述的一种农林...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，徐欢，刘杰，戴昕，宫建瑞，郭燕，蔡琳琳，
申请(专利权)人：南京万德斯环保科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32