本发明专利技术公开的一种生物质气化焦油处理装置及其工作方法，属于生物质气化气处理技术领域。该装置包括依次布置的上料器、生物质气化炉、旋风分离器、冷却器、过滤器、进气阀门、压力容器、出气阀门、储罐、滤清器、压缩机和内燃机，旁路包括依次布置的蓄水池、双向水泵和水力控制阀，且有电动机带动双向水泵工作。本发明专利技术布置两个压力容器，实现连续出气，通过充水压缩提高焦油露点，并不断吸收热量去除焦油，从而使合成气达到发动机的焦油公差限值，解决了生物质气化产生的焦油问题。物质气化产生的焦油问题。物质气化产生的焦油问题。
【技术实现步骤摘要】
一种生物质气化焦油处理装置及其工作方法
[0001]本专利技术涉及生物质气化气处理
，特别是涉及一种生物质气化焦油处理装置及其工作方法。
技术介绍
[0002]世界能源需求不断增加，虽然化石燃料煤炭、天然气和石油仍然是主要来源，但这些能源是不可持续的，且大大增加了大气中的二氧化碳浓度，各国都将目光聚焦清洁能源。
[0003]生物质能是人类利用历史最悠久的能源。生物质直接或间接地来源于植物的光合作用，将太阳能以化学能的形式贮存到生物质中，和太阳能、风能一样属于可再生能源，生物质来源于自然界，被利用后被自然界所吸收，在整个过程二氧化碳净排放为零，生物质可以转化为气态、液态和固态燃料，替代化石燃料的使用可以显著地降低硫氧化物、氮氧化物等污染物的生成，有助于改善酸雨等环境问题。这种能源的发展前景被全社会看好，因此对其的研究越来越深入。
[0004]生物质气化是生物质能利用的一种方式，指原料在一定温度下，与包括空气、氧气等在内的气化剂进行反应，最后生成燃气的过程，生物质原料通过这个过程，成功的从低品位能源转变为高品位的生物质燃气。生物质气化技术不可避免的问题是焦油。
[0005]焦油降低了气化效率和燃气热值，在低温下冷凝堵塞输气管道，且焦油难以完全燃烧，并产生炭黑等颗粒，对燃气利用设备(如内燃机、燃气轮机等)损害相当严重。
技术实现思路
[0006]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种生物质气化焦油处理装置及其工作方法，通过本专利技术装置及方法预计最终焦油含量低于25mg/Nm3。从而使合成气达到发动机的焦油公差限值，解决了生物质气化产生的焦油问题。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
[0008]一种生物质气化焦油处理装置，该装置包括依次布置的上料器、生物质气化炉、旋风分离器、冷却器、过滤器、进气阀门、压力容器、出气阀门、储罐、滤清器、压缩机和内燃机；进气阀门布置有并联的第一进气阀门和第二进气阀门；压力容器布置有并联的第一压力容器和第二压力容器；出气阀门布置有并联的第一出气阀门和第二出气阀门；第一进气阀门、第一压力容器和第一出气阀门依次相连，第二进气阀门、第二压力容器和第二出气阀门依次相连；旁路包括依次布置的蓄水池、双向水泵和水力控制阀；水力控制阀布置有并联的第一水力控制阀和第二水力控制阀；第一水力控制阀与第一压力容器相连，第二水力控制阀与第二压力容器相连。
[0009]本专利技术的技术特征还在于：所述生物质气化炉为固定床气化炉，且设有保温层；所述过滤器内设置滤芯，滤芯可以是常见的玉米芯、木屑和谷壳等；所述电动机带动双向水泵工作，控制水从压力容器的底部流入或流出。
[0010]该装置运行是通过如下方法实现的：
[0011]1)生物质原料经过上料器进入生物质气化炉产生合成气，合成气依次经过旋风分离器、冷却器和过滤器去除灰分和部分焦油，然后进入压力容器压缩冷却流入储罐，合成气流出储罐流入滤清器去除水分，之后通过压缩机流入内燃机中；焦油露点随压力的变化函数为：
[0012][0013]其中，T表示开尔文温度，K；X为组分浓度，mg/Nm3；M为相对分子质量；p(T)为温度T下的饱和蒸汽压力，pa。
[0014]2)第一压力容器和第二压力容器都要经历充气、充水、出气、排水这四个独立的过程。当第一压力容器出气时，第二压力容器依次进行排水、充气、充水过程；当第二压力容器出气时，第一压力容器依次进行排水、充气、充水过程。
[0015]3)当第一进气阀门关闭、第一水力控制阀关闭、第一出气阀门打开时，第一压力容器向储罐出气；同时第二进气阀门关闭、第二水力控制阀打开、第二出气阀门关闭，第二压力容器向蓄水池排水；第二进气阀门打开、第二水力控制阀关闭、第二出气阀门关闭，向第二压力容器充气；第二进气阀门关闭、第二水力控制阀打开、第二出气阀门关闭，向第二压力容器充水。
[0016]4)当第二进气阀门关闭、第二水力控制阀关闭、第二出气阀门打开时，第二压力容器向储罐出气；同时第一进气阀门关闭、第一水力控制阀打开、第一出气阀门关闭，第一压力容器向蓄水池排水；第一进气阀门打开、第一水力控制阀关闭、第一出气阀门关闭，向第一压力容器充气；第一进气阀门关闭、第一水力控制阀打开、第一出气阀门关闭，向第一压力容器充水。
[0017]5)充水时，双向水泵正向开启，排水时，双向水泵反向开启。
[0018]本专利技术具有以下有益效果：
[0019]本专利技术公开的一种生物质气化焦油处理装置及其工作方法，在旋风分离器、冷却器和过滤器中进行初步冷却和吸附，能够去除灰分和重质焦油，当重质焦油被除去时，焦油露点下降，此时通过压力容器来改变剩余焦油的露点，双向水泵不断向压力容器内充水时，合成气被压缩，焦油露点提高，同时合成气在压缩过程中产生的热量能够被水吸收，便于剩余焦油冷凝，且布置了两个压力容器，可以实现连续出气，预计最终焦油含量低于25mg/Nm3。从而使合成气达到发动机的焦油公差限值(低于30mg/Nm3)，解决了生物质气化产生的焦油问题。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的装置结构示意图。
[0021]图中各标号表示：
[0022]1、上料器，2、生物质气化炉，3、旋风分离器，4、冷却器，5、过滤器，6、第一进气阀门，7、第一水力控制阀，8、第二进气阀门，9、第二水力控制阀，10、第一压力容器，11、第二压力容器，12、第一出气阀门，13、第二出气阀门，14、储罐，15、滤清器，16、压缩机，17、内燃机，18、蓄水池，19、电动机，20、双向水泵。
[0023]图2为不同种类焦油露点温度随浓度变化曲线图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述，其内容是对本专利技术的解释而不是限定。
[0025]图1为本专利技术所提供的一种生物质气化焦油处理装置及其工作方法示意图，该装置包括依次布置的上料器1、生物质气化炉2、旋风分离器3、冷却器4、过滤器5、进气阀门、压力容器、出气阀门、储罐14、滤清器15、压缩机16和内燃机17；进气阀门布置有并联的第一进气阀门6和第二进气阀门8；压力容器布置有并联的第一压力容器10和第二压力容器11；出气阀门布置有并联的第一出气阀门12和第二出气阀门13；第一进气阀门6、第一压力容器10和第一出气阀门12依次相连，第二进气阀门8、第二压力容器11和第二出气阀门13依次相连；旁路包括依次布置的蓄水池18、双向水泵20和水力控制阀且布置有电动机19；水力控制阀布置有并联的第一水力控制阀7和第二水力控制阀9；第一水力控制阀7与第一压力容器10相连，第二水力控制阀9与第二压力容器11相连。
[0026]在本专利技术的一个较优的实施例中，生物质气化炉2为固定床气化炉，且设有保温层，能防止气化过程中温度剧烈变化，提升稳定性和安全性，还可以提高气化效率。
[0027]在本专利技术的一个较优的实施例中，过滤器5内设置滤芯，滤芯可以是常见的玉米芯、木屑和谷壳本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种生物质气化焦油处理装置，其特征在于：该装置包括依次布置的上料器(1)、生物质气化炉(2)、旋风分离器(3)、冷却器(4)、过滤器(5)、进气阀门、压力容器、出气阀门、储罐(14)、滤清器(15)、压缩机(16)和内燃机(17)；进气阀门布置有并联的第一进气阀门(6)和第二进气阀门(8)；压力容器布置有并联的第一压力容器(10)和第二压力容器(11)；出气阀门布置有并联的第一出气阀门(12)和第二出气阀门(13)；第一进气阀门(6)、第一压力容器(10)和第一出气阀门(12)依次相连，第二进气阀门(8)、第二压力容器(11)和第二出气阀门(13)依次相连；旁路包括依次布置的蓄水池(18)、双向水泵(20)和水力控制阀且布置有电动机(19)；水力控制阀布置有并联的第一水力控制阀(7)和第二水力控制阀(9)；第一水力控制阀(7)与第一压力容器(10)相连，第二水力控制阀(9)与第二压力容器(11)相连。2.根据权利要求1所述的生物质气化焦油处理装置，其特征在于，所述生物质气化炉(2)为固定床气化炉，且设有保温层。3.根据权利要求1所述的生物质气化焦油处理装置，其特征在于，所述过滤器(5)内设置滤芯。4.根据权利要求3所述的生物质气化焦油处理装置，其特征在于，所述滤芯为玉米芯、木屑或谷壳。5.根据权利要求1所述的生物质气化焦油处理装置，其特征在于，所述电动机(19)带动双向水泵(20)工作，控制水从第一压力容器(10)和第二压力容器(11)的底部流入或流出。6.根据权利要求1至5任一项所述的生物质气化焦油处理装置的工作方法，其特征在于，生物质原料经过上料器(1)进入生物质气化炉(2)产生合成气，合成气依次经过旋风分离器(3)、冷却器(4)和过滤器(5)去除灰分和部分焦油，然后合成气进入压力容器压缩冷却来提高剩余焦油的露点，同时合成气在压缩过程中产生的热量能够被水吸收，便于剩余焦油冷凝与合成气分离，合成气流入储罐(14)混合，然后流出储罐(14)流入滤清器(15)去除水分，之后通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨富鑫，孙琼，谭厚章，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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