[发明专利]用于分离生质物裂解产物的生质油气与焦炭的过滤器

说明书

技术领域

本发明涉及一种过滤器，且尤其涉及一种用于分离生质物裂解产物的生质油气与焦炭的过滤器。

背景技术

近年来，全球化石燃料价格高涨与温室气体减量议题，使得生质能源的利用愈来愈重要，也为生质燃料带来庞大的商机。以台湾油品消费而言，根据能源局的统计数据显示，台湾2007年度石油油品消费达48,917,241公秉油当量，其中以工业用燃油为最大宗，约占19.8％。台湾大多为中小企业，使用液态燃料以重油为主，过去三年重油价格涨幅达97％，有必要发展生质物衍生燃料，以提高工业部门的竞争力。另外，台湾在降低CO₂排放的策略上，也将对高耗能及高污染既有产业、扩建或建新厂，必须承诺CO₂减量1％。在「温室气体减量法」实施后，全面强制递减既有企业CO₂排放量15％。若以生质油取代1％工业燃油，潜在的市场即达20亿元，如果将生质油再经精炼制成运输用油，则其市场商机更为巨大。

生质物裂解为目前生质油可行的生产技术之一。生质物在经过裂解的过程中会产生不同成份的生质物裂解产物，包含生质油气、焦炭、不冷凝气体及不可燃气体等，其中生质油气在经过降温冷凝后，即可回收成液态燃油。

然而，若微小粒状焦炭混合在生质油气中，则当生质油气冷凝时，焦炭微粒会混合在冷凝后的液态燃油。这些焦炭会吸收液态燃油，或是将液态燃油再次聚合成长链的胶质物，降低液态燃油产率。同时，焦炭于高温下具有促进油品裂解的触媒作用，也会造成生质油产率下降。

另外，若不将焦炭在高温时与生质油气加以分离，在冷凝过程，吸收液态燃油的焦炭容易结块、堵塞管线，造成系统操作的问题。因此，在裂解的制程中，若要产生液态燃油，须在高温时将焦炭及生质油气加以分离，以产生高质量的液态燃油。

在高温环境下分离生质油气与焦炭的技术上，现有技艺有旋风分离器、陶瓷过滤器与静电集尘器等等。旋风分离器的价格便宜，但是无法分离次微米等级以下的焦炭，使得去除焦炭效率不足而会降低液态燃油质量。陶瓷过滤器价格极为昂贵，且机械可靠性差并容易碎裂。静电集尘器价格也相对昂贵，且对处理油气具有相当高的危险性，使得应用上较为困难。故此，开发高效率且耐用性高的过滤器以分离生质油气与焦炭，实有其必要性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种过滤器，可有效分离生质物裂解产物的生质油气与焦炭，借此提升冷凝后的液态燃油的质量，并回收焦炭进行利用。

大致而言，移动颗粒床过滤技术具有操作耐高温、适用于长期操作、除焦炭效率高等特性，相当适合于生质物裂解除焦炭装置的应用。如果能经由适当的设计，采取加热、温控及气流导引等的技术手段，即可稳定的在最适合反应温度下，以很短的时间过滤生质油气，有效地从生质油气中分离回收焦炭，以获致较高产率及高质量的液态燃油，并获得具有经济价值的焦炭副产物。

为实现上述目的，本发明提出一种过滤器，包括第一移动颗粒床、第二移动颗粒床、床质、加热器、温度传感器以及控制单元。第一移动颗粒床包括第一床体以及连接第一床体的第一床质入口、第一床质出口、生质物裂解产物入口与生质油气出口，而第二移动颗粒床包括第二床体以及连接第二床体的第二床质入口与第二床质出口，其中第一床质入口连接第二床质出口。床质是自第二床质入口进入第二床体中移动，并经由第二床质出口与第一床质入口移动至第一床体中，以分离自生质物裂解产物入口进入第一床体的生质油气与焦炭，而使床质与焦炭从第一床质出口离开，且生质油气从生质油气出口离开。加热器是配置于第二床体中以加热床质，而温度传感器是配置于第一床体中，以量测第一床体中的环境温度，且控制单元适于读取环境温度而控制加热器的功率，以使环境温度高于生质油气的冷凝温度。

综上所述，在本发明的过滤器中，是通过高温的床质在移动颗粒床中移动以过滤分离生质油气与焦炭。由于床质为细微颗粒状，因此，可有效混合固态的焦炭，并让气态的生质油气通过，以提升过滤效果。此外，移动颗粒床结构简单成本较低，因而本发明的过滤器价格相对便宜。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为依据本发明一实施例的过滤器的示意图；

图2为依据本发明另一实施例的过滤器的示意图；

图3为依据本发明再一实施例的过滤器的示意图。

其中，附图标记：

50：焦炭

100、200、300：过滤器

110：第一移动颗粒床

111：第一床体