本發(fā)明屬于生物質(zhì)熱解氣技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種生物質(zhì)熱解氣分離凈化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存在生物中的一種能量形式，直接或間接來(lái)源于植物的光合作用，其來(lái)源包括所有植物、動(dòng)物和微生物以及由這些有生命物質(zhì)派生、排泄和代謝的有機(jī)廢棄物。開發(fā)利用生物質(zhì)資源，對(duì)于保護(hù)環(huán)境、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、緩解化石能源供應(yīng)壓力等具有重要意義。
現(xiàn)有技術(shù)中公開了多種生物質(zhì)熱解氣化的裝置，其原理為：生物質(zhì)原料通過(guò)斗式提升機(jī)和螺旋給料機(jī)從上部送入熱解氣化爐，氣化介質(zhì)空氣通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)送入氣化爐風(fēng)室，生物質(zhì)原料在氣化爐爐排上方進(jìn)行部分燃燒，在爐排上方自上而下形成干燥層、熱解層、還原層和氧化層，依靠氧化層燃燒所產(chǎn)生熱量為還原層、熱解層及干燥層提供能量。通過(guò)空氣的合理匹配，盡量將能量轉(zhuǎn)化和保留到可燃?xì)怏w中。
經(jīng)檢測(cè)，該可燃?xì)怏w中通常含有15.27％的氫氣、56.22％的氮?dú)狻?.57％的甲烷氣體、9.76％的一氧化碳?xì)怏w、13.75％的二氧化碳?xì)怏w以及少量的高分子碳?xì)錃怏w。然而現(xiàn)有中直接將該可燃?xì)怏w經(jīng)除塵和脫焦工藝后直接用作可用于使用的燃?xì)?。由于該氣體中含有氮?dú)夂投趸嫉某杀据^多而且氮?dú)夂投趸細(xì)怏w不可燃燒，因而容易造成燃燒不充分且氮?dú)饽芰坷速M(fèi)的問(wèn)題，此外，可燃?xì)怏w中含有多種成本的氣體從而使得成分不純，僅適用于對(duì)可燃?xì)庖蟛桓叩膱?chǎng)合，例如燒鍋爐等，不適用于家庭等場(chǎng)合的使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種生物質(zhì)熱解氣分離凈化系統(tǒng)，其目的在于單獨(dú)分離并提取純的可燃?xì)怏w成分，從而有利于能源的再回收和利用率。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種生物質(zhì)熱解氣分離凈化系統(tǒng)，包括從左到右依次相互連通的旋風(fēng)分離器、水洗罐以及冷凝器，其中，所述水洗槽與冷凝器之間還設(shè)置有堿液槽，所述冷凝器的出氣口還依次分別與甲烷液壓式壓縮裝置、一氧化碳液壓式壓縮裝置以及氮?dú)庖簤菏綁嚎s裝置連通；
所述甲烷液壓式壓縮裝置內(nèi)的壓力為4.59mpa-8.0mpa,溫度為-82.6℃--120℃，其底部與液態(tài)甲烷收集罐連通；
所述一氧化碳液壓式壓縮裝置內(nèi)的壓力為3.5mpa-5.0mpa，溫度為-140.2℃---150℃，其底部與液態(tài)一氧化碳收集罐連通；
所述氮?dú)庖簤菏綁嚎s裝置內(nèi)的壓力為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，溫度為-195.8℃--216℃，其底部與液態(tài)氮?dú)馐占捱B通；從所述氮?dú)庖簤菏綁嚎s裝置的出氣口所排出的氣體可回收至熱解爐內(nèi)回收利用。
進(jìn)一步地，所述甲烷液壓式壓縮裝置內(nèi)設(shè)置有多個(gè)豎直設(shè)置的隔板，一部分隔板自甲烷液壓式壓縮裝置的底部向上延伸，一部分隔板自頂部向下延伸，向上延伸的隔板和向下延伸的隔板相互交錯(cuò)地設(shè)置形成通道以延伸可熱解氣的流動(dòng)路徑；
所述一氧化碳液壓式壓縮裝置與氮?dú)庖簤菏綁嚎s裝置與甲烷液壓式壓縮裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同。
進(jìn)一步地，所述甲烷液壓式壓縮裝置的兩個(gè)隔板之間所形成的每個(gè)通道的下方均設(shè)置有液位傳感器，所述液位傳感器與一控制箱電性連接；
當(dāng)液位傳感器檢測(cè)到通道內(nèi)的液位等于預(yù)定最高液位時(shí)，則將信號(hào)傳送至控制箱，控制箱則控制對(duì)應(yīng)該通道的液態(tài)甲烷收集罐的自控閥開啟；當(dāng)液位傳感器檢測(cè)到通道的液位等于預(yù)定最低液位時(shí)，則控制自控閥關(guān)閉。
進(jìn)一步地，所述甲烷液壓式壓縮裝置、一氧化碳液壓式壓縮裝置以及氮?dú)庖簤菏綁嚎s裝置外的氣體出口位置處還設(shè)置有氣體干燥裝置，所述氣體干燥裝置內(nèi)裝有干燥劑。
進(jìn)一步地，所述甲烷液壓式壓縮裝置的壓力為6.0mpa，溫度為-90℃。
進(jìn)一步地，所述一氧化碳液壓式壓縮裝置的壓力為4.59mpa，溫度為-145℃。
進(jìn)一步地，所述堿液槽內(nèi)的液體為caoh2液體或naoh溶液。
進(jìn)一步地，所述水洗罐內(nèi)部上方設(shè)置有過(guò)濾隔層，所述過(guò)濾隔層從下往上包括尼龍單絲網(wǎng)層和活性炭過(guò)濾層，所述過(guò)濾隔層將所述水洗罐分為位于下方的初級(jí)水洗區(qū)和位于上方的二級(jí)水洗區(qū)，所述水洗罐的頂部設(shè)置有出氣口和清水入口，通過(guò)一引風(fēng)機(jī)將水洗罐內(nèi)的氣體通過(guò)所述出氣口而引入至冷凝器的進(jìn)氣口，所述水洗槽的底部設(shè)置有焦油出口。
進(jìn)一步地，所述焦油出口與廢水收集池連通，所述廢液收集池內(nèi)中部設(shè)置有擋板以將所述廢水收集池分為相互連通的廢液區(qū)和清水回收區(qū)，所述擋板的上部開口處設(shè)置有濾芯，所述清水回收區(qū)內(nèi)設(shè)置有水泵以將清水回收區(qū)內(nèi)的液體循環(huán)流至水洗罐頂部的清水入口。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
1.本發(fā)明通過(guò)根據(jù)不同氣體的液化壓力和溫度的不同，而依次提取并收集單一成分的純度高的液化氣體，例如，一氧化碳?xì)怏w、甲烷氣體以及氮?dú)?，從而便于氣體的充分利用；避免了多種成本氣體混合在一起而造成氣體燃燒不充分且適用場(chǎng)合受限的問(wèn)題；
2.本發(fā)明通過(guò)水洗槽結(jié)構(gòu)的設(shè)置還有利于焦油的回收提取，避免了焦油排放污染環(huán)境、浪費(fèi)水資源和能源的缺陷。
附圖說(shuō)明
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說(shuō)明：
圖1為本發(fā)明的生物質(zhì)熱解氣分離凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記：
旋風(fēng)分離器1；水洗罐2；尼龍單絲網(wǎng)層21；活性炭過(guò)濾層22；冷凝器4；甲烷液壓式壓縮裝置5；液態(tài)甲烷收集罐51；隔板52；氣體干燥裝置53；一氧化碳液壓式壓縮裝置6；液態(tài)一氧化碳收集罐61；氣體干燥裝置62；氮?dú)庖簤菏綁嚎s裝置7；液態(tài)氮?dú)馐占?1；氣體干燥裝置72；廢水收集池8；擋板81；濾芯82；水泵83；初級(jí)水洗區(qū)a；二級(jí)水洗區(qū)b。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
參考圖1，本發(fā)明的生物質(zhì)熱解氣分離凈化系統(tǒng)，其包括從左到右依次相互連通的旋風(fēng)分離器1、水洗罐2以及冷凝器3，通過(guò)旋風(fēng)分離器的分離將灰塵雜質(zhì)分離出，潔凈的氣體通過(guò)水洗罐的水洗脫焦和冷凝器的去除水蒸氣，從而保證了經(jīng)過(guò)冷凝器排出的熱解氣的潔凈度。本發(fā)明包括設(shè)置在水洗槽與冷凝器之間的堿液槽4，該堿液槽中所盛放的液體優(yōu)選為caoh2溶液(生石灰水)或naoh溶液從而有助于將熱解氣中所含有的少量二氧化碳?xì)怏w吸收，由于二氧化碳的液化溫度較其他氣體的溫度要高因而避免了其摻雜至其他氣體中而影響氣體的純度。本發(fā)明的冷凝器的出氣口還依次分別與甲烷液壓式壓縮裝置5、一氧化碳液壓式壓縮裝置6以及氮?dú)庖簤菏綁嚎s裝置7連通，通過(guò)不同分子結(jié)構(gòu)氣體在不同溫度和壓力下液化點(diǎn)不同，可分別對(duì)熱解氣中所包含的氣體成分單獨(dú)地分離出從而獲得純度高的氣體。具體地，甲烷液壓式壓縮裝置內(nèi)的壓力為4.59mpa-8.0mpa,溫度為-82.6℃--120℃，優(yōu)選地，在甲烷液壓式壓縮裝置內(nèi)的壓力為6.0mpa，溫度為-90℃時(shí)，可使得熱解氣中所含的甲烷氣體能夠在不影響其他成分氣體的情況下而快速地液化，其底部與液態(tài)甲烷收集罐51連通；一氧化碳液壓式壓縮裝置內(nèi)的壓力為3.5mpa-5.0mpa，溫度為-140.2℃---150℃，優(yōu)選地，一氧化碳液壓式壓縮裝置的壓力為4.59mpa，溫度為-145℃，在該壓力和溫度下，可使得一氧化碳快速液化，其底部與液態(tài)一氧化碳收集罐61連通；氮?dú)庖簤菏綁嚎s裝置內(nèi)的壓力為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，溫度為-195.8℃--216℃，其底部與液態(tài)氮?dú)馐占?1連通，從所述氮?dú)庖簤菏綁嚎s裝置的出氣口所排出的氣體可回收至熱解爐內(nèi)回收利用避免氣體排放至大氣中。
本發(fā)明充分利用了氣體的液化溫度的不同依次從高度溫度到低溫度來(lái)提取純的氣體成本，從而可使得純氣體成分能夠被合理的充分利用，且能夠?qū)⒓兊臍怏w應(yīng)用至不同的場(chǎng)合，大大提高了熱解氣的氣體利用率，避免了現(xiàn)有技術(shù)中由于可燃?xì)鈿怏w成分過(guò)多且含有不可燃?xì)怏w而造成的燃燒效率低且使用場(chǎng)合受限的缺陷。
對(duì)于液壓式壓縮裝置內(nèi)設(shè)置有液壓式壓縮機(jī)和冷凝管，根據(jù)要提取的不同成分的壓力和溫度的要求來(lái)調(diào)節(jié)，關(guān)于液壓式壓縮裝置的結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)中本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)，故在此剛不再贅述。為了使得液壓式壓縮裝置內(nèi)具有更好的液壓效果，甲烷液壓式壓縮裝置內(nèi)設(shè)置有多個(gè)豎直設(shè)置的隔板52，一部分隔板自甲烷液壓式壓縮裝置的底部向上延伸，一部分隔板自頂部向下延伸，向上延伸的隔板和向下延伸的隔板相互交錯(cuò)地設(shè)置形成氣體流動(dòng)通道以延伸可熱解氣的流動(dòng)路徑從而保證了氣體在液壓式壓縮裝置內(nèi)預(yù)留的時(shí)間而有利于待提取的氣體能夠充分被液化。另外，為了實(shí)現(xiàn)已液化的氣體的自動(dòng)化收集操作，甲烷液壓式壓縮裝置的兩個(gè)隔板之間所形成的每個(gè)通道的下方均設(shè)置有液位傳感器(未在附圖中示出)，液位傳感器與一控制箱電性連接，當(dāng)液位傳感器檢測(cè)到通道內(nèi)的液位等于預(yù)定最高液位時(shí)，則將信號(hào)傳送至控制箱，控制箱則控制對(duì)應(yīng)該通道的液態(tài)甲烷收集罐的自控閥開啟；當(dāng)液位傳感器檢測(cè)到通道的液位等于預(yù)定最低液位時(shí)，則控制自控閥關(guān)閉。一氧化碳液壓式壓縮裝置與氮?dú)庖簤菏綁嚎s裝置與甲烷液壓式壓縮裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，故在此不再贅述。
在優(yōu)選實(shí)施例中，為了保證自相應(yīng)的液壓式壓縮裝置中出來(lái)氣體的不含有液化成分，甲烷液壓式壓縮裝置、一氧化碳液壓式壓縮裝置以及氮?dú)庖簤菏綁嚎s裝置外的氣體出口位置處還設(shè)置有氣體干燥裝置，氣體干燥裝置內(nèi)裝有干燥劑，該干燥劑材料可為氧化碳、活性炭等吸附性材料。
另外，水洗槽的水洗脫焦是非常重要的步驟，因而為了保證水洗脫焦的效果，水洗罐內(nèi)部上方設(shè)置有過(guò)濾隔層，過(guò)濾隔層從下往上包括尼龍單絲網(wǎng)層21和活性炭過(guò)濾層22，過(guò)濾隔層將所述水洗罐分為位于下方的初級(jí)水洗區(qū)a和位于上方的二級(jí)水洗區(qū)b，水洗罐的頂部設(shè)置有出氣口和清水入口，通過(guò)一引風(fēng)機(jī)將水洗罐內(nèi)的氣體通過(guò)所述出氣口而引入至冷凝器的進(jìn)氣口，水洗槽的底部設(shè)置有焦油出口。焦油出口與廢水收集池8連通，廢液收集池內(nèi)中部設(shè)置有擋板81以將廢水收集池分為相互連通的廢液區(qū)和清水回收區(qū)，擋板的上部開口處設(shè)置有濾芯82，清水回收區(qū)內(nèi)設(shè)置有水泵83以將清水回收區(qū)內(nèi)的液體循環(huán)流至水洗罐頂部的清水入口。本發(fā)明通過(guò)過(guò)濾隔層的設(shè)置而將水洗罐劃分成初級(jí)水洗區(qū)a和二級(jí)水洗區(qū)b，由于氣體中的大部分冷凝氣體可在初級(jí)水洗區(qū)中冷凝成焦油，且在初級(jí)水洗區(qū)冷凝的焦油由于過(guò)濾隔層的作用并不會(huì)由于氣體的流動(dòng)的而流入至二級(jí)水洗區(qū)，因而初級(jí)水洗區(qū)的焦油濃度極大地大于二級(jí)水洗區(qū)中焦油的濃度。當(dāng)初級(jí)水洗區(qū)焦油的濃度多大時(shí)，則可通過(guò)水洗罐底部的液體出口而流入至廢水收集池中，此時(shí)，二級(jí)水洗區(qū)內(nèi)的液體則會(huì)流入至初級(jí)水洗區(qū)內(nèi)，同時(shí)二級(jí)水洗區(qū)內(nèi)會(huì)流入清水。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)的水洗罐，可極大地節(jié)約了水源，避免了水資源的浪費(fèi)，使得清水在保證冷凝焦油的基礎(chǔ)上而最大限度地被使用，且由于含焦油濃度高，因而焦油的提取效率大大地提高?？傊景l(fā)明能夠在保證提取各燃?xì)獬杀镜耐瑫r(shí)還能夠?qū)褂瓦M(jìn)行收集，極大了實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)能源的回收利用最大化，且不會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成污染，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。
最后說(shuō)明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。