本实用新型专利技术涉及一种冷却介质自循环的热解生物油分级冷凝装置，包括一级冷凝系统、二级冷凝系统以及冷却介质温度自调节换热系统；一级冷凝系统利用调温后的冷却介质一方面与热解挥发分直接换热，使其中大分子焦油冷凝，另一方面对冷凝后的焦油进行加热保温，利用旋转机构推动光并刮拨焦油，防止焦油粘结；二级冷凝系统利用喷淋液与一级冷凝后未冷凝的挥发分直接换热二次冷凝；冷却介质温度自调节换热系统通过整合生物质原料给料干燥过程的吸热、挥发分冷凝的放热和热解焦冷却的吸热三部分能量实现冷却介质质量流和能量流的自循环和自平衡，解决了移动式生物质热解系统冷凝装置独立运行的问题。置独立运行的问题。置独立运行的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种冷却介质自循环的热解生物油分级冷凝装置
[0001]本技术涉及生物质热解冷凝
，尤其是一种冷却介质自循环的热解生物油分级冷凝装置。
技术介绍
[0002]生物质热解液化制备生物油是生物质能源化利用的一种重要形式，也是一种流程简单同时易于大型化的生物质基工程技术路线。生物质热解的系统装备主要分为四部分：(1)原料给料装置；(2)热解反应器；(3)生物油冷凝收集装置；(4)生物焦冷凝收集装置。其中，生物油冷凝收集装置关系到目标产品生物油的产量和组分，其结构对生物油的基本特性(包括含水率、粘度、腐蚀性和热值等)也影响较大。分级冷凝是一种通过生物油本身多种组分沸点的不同，采用在线分离的方法将生物油分离为两种或多种成分不同、性质稳定的生物油产品，如大分子焦油和木醋液，这两种产品均具有较好的工业化应用的前景，焦油可用作制备高品质活性炭或炭黑的原材料，木醋液是一种绿色有机的农肥。
[0003]目前，生物油分级冷凝装置主要是采用多级喷淋式直接冷凝或管壳式间接冷凝串联的冷凝方式较多，也是一种易于实现的技术手段。经申请人研究发现，在低温冷凝段，无论是喷淋式直接冷凝或者是管壳式间接冷凝方式都比较成熟，从机理和产业化推广上也较简单。但是，分级冷凝工艺的难点在于高温段产物焦油的冷凝，焦油组分主要是一些大分子低聚物，其具有黏度大易粘壁等特点，采用喷淋式直接冷凝由于其流动性较差，输送和雾化效果较差，采用管壳式间接冷凝由于其黏度大易粘壁，容易堵塞换热器通道，且在换热管壁面形成一层附着层，大幅度降低了换热效率。因此，开发一种新的热解生物油分级冷凝收集焦油与木醋液的装置极关重要。
[0004]此外，移动式的生物质热解液化系统是目前发展的主流方向之一，其本质是要求整个热解系统包括给料、热解反应器、冷凝和焦收集装置置于一移动源上，因此对生物油的冷凝装置提出了新的要求。集中式的生物质热解系统的冷凝装置一般使用水作为冷源或冷却介质，但此方案不适用于移动式生物质热解液化系统。
技术实现思路
[0005]针对现有技术的缺点，本技术提供了一种冷却介质自循环的热解生物油分级冷凝装置，实现了移动式生物质热解系统冷凝装置独立运行。
[0006]本技术采用的技术方案如下：
[0007]一种冷却介质自循环的热解生物油分级冷凝装置，包括一级冷凝系统、二级冷凝系统以及冷却介质温度自调节换热系统；
[0008]所述一级冷凝系统的结构包括焦油冷凝装置，其采用直接式换热结构，使高温热解挥发分与冷却介质直接换热后冷凝形成焦油；所述二级冷凝系统的结构包括喷淋室，其采用直接式换热结构，使得经所述一级冷凝后未冷凝的挥发分与喷淋液直接换热，发生二次冷凝；
[0009]所述冷却介质温度自调节换热系统的结构包括温度调节混合器和若干换热器，一号换热器将经所述一级冷凝系统升温后的一部分冷却介质作为热源供生物质原料干燥用，二号换热器将经所述一号换热器降温后的冷却介质作为冷源供所述喷淋液降温用，三号换热器将经所述一级冷凝系统升温后的另一部分冷却介质作为冷源供热解过程产生的热解焦冷却用，同时，经所述二号换热器、所述三号换热器升温后的冷却介质分别通入所述温度调节混合器中混合后，向所述焦油冷凝装置中供应从而形成循环回路。
[0010]其进一步技术方案为：
[0011]所述焦油冷凝装置的结构包括空心夹套管，其内设有空心转轴，所述空心转轴与所述空心夹套管之间形成供挥发分流动的腔体，所述空心夹套管两端分别设有与所述腔体连通的管侧入口和管侧出口，所述空心转轴内形成有轴向腔体，其两端分别设有轴侧入口和轴侧出口。
[0012]所述温度调节混合器上设有高温入口、低温入口和中温出口；所述中温出口通过并联管路分别与所述管侧入口、轴侧入口连接，所述管侧出口和轴侧出口并联连接后通过三通阀分别与所述一号换热器、所述三号换热器的介质侧入口连接，所述一号换热器介质侧出口与所述二号换热器介质侧入口连接，所述三号换热器介质侧出口与所述高温入口连接，所述低温入口与所述二号换热器介质侧出口连接。
[0013]所述空心转轴上沿轴向设有多组桨叶，每组所述桨叶沿圆周均匀分布有多个，每个桨叶叶尖部位连接有刮板，所述刮板与空心夹套管内壁抵接。
[0014]所述桨叶呈空心结构，其内形成有径向腔体，所述径向腔体与所述轴向腔体之间连通。
[0015]所述喷淋室的气体入口处设有用于均匀气流的分流器，其结构包括百叶窗式均流板，所述百叶窗式均流板包括沿周向及高度方向均匀对称分布的若干叶片；所述百叶窗式均流板上游连接有入流管，所述入流管与所述焦油冷凝装置的气体出口连接。
[0016]所述二号换热器为管壳式换热结构，其壳体上设有喷淋液进、出口，喷淋液进口与所述喷淋室底部的导通管连接，喷淋液出口通过管路与所述喷淋室顶部的喷淋头连接。
[0017]所述三号换热器为管壳式换热结构，其壳体上设有气态热解焦进口和液体热解焦出口；所述一号换热器采用管壳式换热器，其壳体内设有用于输送生物质原料的输送机构。
[0018]所述空心夹套管上设有挥发分入口和焦油收集箱。
[0019]本技术的有益效果如下：
[0020](1)本技术冷却介质通过整合生物质原料给料干燥过程的吸热、挥发分冷凝的放热和热解焦冷却的吸热三部分换热，来实现冷却介质质量流和能量流的自循环和自平衡，解决了移动式生物质热解系统冷凝装置独立运行的问题。
[0021](2)本技术的焦油冷凝装置在空心夹套管和空心转轴与桨叶的保温、刮板的自清洁作用下，可实现大分子焦油不粘壁的有效冷却和收集。
[0022](3)本技术的带分流器的喷淋室采用的分流器带有独特的四棱台百叶窗结构，可防止喷淋室水流流入分流器内并使挥发分气体在喷淋室横截面上均匀分布。
附图说明
[0023]图1为本技术冷凝装置的结构示意图。
[0024]图2为技术冷凝装置的空心转轴、桨叶及刮板的安装结构示意图。
[0025]图3为技术冷凝装置的分流器的结构图。
[0026]图中：1、挥发分入口；2、焦油冷凝装置；3、空心夹套管；4、空心转轴；5、焦油收集箱；6、分流器；7、喷淋室；8、除雾器；9、热解气出口管；10、导通管；11、二号换热器；12、木醋液换热盘管；13、喷淋头；14、冷却介质入口；15、冷却介质出口；16、温度调节混合器；17、低温入口；18、高温入口；19、中温出口；20、轴侧入口；21、管侧入口；22、管侧出口；23、轴侧出口；24、三通阀；25、一号换热器；26、三号换热器；27、轴向腔体；28、径向腔体；29、刮板；30、百叶窗式均流板；31、筋板；32、桨叶；33、入流管。
具体实施方式
[0027]以下结合附图说明本技术的具体实施方式。
[0028]如图1所示，本实施例的冷却介质自循环的热解生物油分级冷凝装置，包括一级冷凝系统、二级冷凝系统以及冷却介质温度自调节换热系统；
[0029]一级冷凝本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种冷却介质自循环的热解生物油分级冷凝装置，其特征在于，包括一级冷凝系统、二级冷凝系统以及冷却介质温度自调节换热系统；所述一级冷凝系统的结构包括焦油冷凝装置(2)，其采用直接式换热结构，使高温热解挥发分与冷却介质直接换热后冷凝形成焦油；所述二级冷凝系统的结构包括喷淋室(7)，其采用直接式换热结构，使得经一级冷凝后未冷凝的挥发分与喷淋液直接换热，发生二次冷凝；所述冷却介质温度自调节换热系统的结构包括温度调节混合器(16)和若干换热器，一号换热器(25)将经所述一级冷凝系统升温后的一部分冷却介质作为热源供生物质原料干燥用，二号换热器(11)将经所述一号换热器(25)降温后的冷却介质作为冷源供所述喷淋液降温用，三号换热器(26)将经所述一级冷凝系统升温后的另一部分冷却介质作为冷源供热解过程产生的热解焦冷却用，同时，经所述二号换热器(11)、所述三号换热器(26)升温后的冷却介质分别通入所述温度调节混合器(16)中混合后，向所述焦油冷凝装置(2)中供应从而形成循环回路。2.根据权利要求1所述的冷却介质自循环的热解生物油分级冷凝装置，其特征在于，所述焦油冷凝装置(2)的结构包括空心夹套管(3)，其内设有空心转轴(4)，所述空心转轴(4)与所述空心夹套管(3)之间形成供挥发分流动的腔体，所述空心夹套管(3)两端分别设有与所述腔体连通的管侧入口(21)和管侧出口(22)，所述空心转轴(4)内形成有轴向腔体(27)，其两端分别设有轴侧入口(20)和轴侧出口(23)。3.根据权利要求2所述的冷却介质自循环的热解生物油分级冷凝装置，其特征在于，所述温度调节混合器(16)上设有高温入口(18)、低温入口(17)和中温出口(19)；所述中温出口(19)通过并联管路分别与所述管侧入口(21)、轴侧入口(20)连接，所述管侧出口(22)和轴侧出口(23)并联连接后通过三通阀(24)分别与所述一号换热器(25)、所述三号换热器(26)的介质侧入口连...
【专利技术属性】
技术研发人员：张会岩，张书平，彭勃，肖睿，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：新型
国别省市：
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