[发明专利]一种分离生物质热解气中固体颗粒及焦油的方法及装置

说明书

本发明属于生物质热解气处理技术领域，公开了一种分离生物质热解气中固体颗粒及焦油的方法及装置，所述方法为向沉降过程中的生物质热解气中喷淋木醋液，所述木醋液在高温条件下迅速气化形成蒸汽，蒸汽与热解气中的焦油结合，形成大分子油水混溶微粒，其与热解气中的固体颗粒充分接触并粘附固体颗粒，重力作用下沉降在沉降室底部并被生物质炭吸附，进而得到富含有机质的高品质生物质炭。本发明的分离方法大大降低了热解气中固体颗粒及焦油的含量，有效避免了后续净化装置中因固体颗粒及焦油的存在而导致的管道堵塞问题，降低了生产成本，为生物质热解反应的连续进行提供了有力地保障。

技术领域

本发明属于生物质热解气处理技术领域，具体涉及一种分离生物质热解气中固体颗粒及焦油的方法及装置。

背景技术

生物质是指一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质，包括除化石燃料外的植物、动物和微生物及其排泄与代谢物等。生物质快速热解是指生物质在无氧或低氧的环境下，被快速加热到较高反应温度，从而引发大分子分解最终得到生物燃油、可燃气和焦炭的过程。生物质快速热解不仅避免了废弃生物质直接燃烧时造成的大气污染及安全隐患等问题，另一方面，还可以将这些废弃物进一步资源化再利用，变废为宝，生产高品质的化工行业的原材料，具有非常高的经济效益。

生物质热解通常在生物质炭化炉中进行，从炉中出来的热解气不可避免会挟带灰分、细小炭等固体颗粒以及焦油、水分等各种各样的杂质，这些固体颗粒若直接进入后续净化装置中会与热解气中的焦油相互粘附形成油垢。不断累积的油垢会引起管道的阻塞，从而影响装置的正常工作，并且清理这些油垢也异常困难。因此，热解气在离开炭化炉后进入后续净化装置前需要进行气固分离。但鉴于湿法除尘的方式只适用于低温气体，对于高温热解气并不适用，因此，一般对生物质热解气利用重力进行沉降除尘，其通常采用的装置为沉降室，然而重力除尘的方式并不适用于大规模的工业化生产，其处理大批量气体的效果并不明显，加之热解气含有的焦油等易粘结成分，容易附着于沉降室的内壁上，又增加了维护和清理的成本。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种能有效分离生物质热解气中固体颗粒及焦油的方法；同时，本发明还提供了分离生物质热解气中固体颗粒及焦油的装置。

为此，本发明提供了一种分离生物质热解气中固体颗粒及焦油的方法，所述方法为向沉降过程中的生物质热解气中喷淋木醋液。

进一步地，所述木醋液的喷淋量为50～80kg/h。。

进一步地，所述木醋液的喷淋方向与所述热解气流动方向的夹角为135°～180°。

进一步地，所述生物质的原料包括植物及其利用或加工后的剩余物。

进一步地，所述植物为树枝、竹子、棉花秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、豆类秸秆、玉米秸秆中的一种或几种。

本发明还提供了一种分离生物质热解气中固体颗粒及焦油的装置，包括沉降室，还包括至少一个喷嘴，所述喷嘴设置于所述沉降室内，用于喷出喷淋剂。

进一步地，沿所述沉降室内热解气的流动方向，设置有三个喷嘴。

进一步地，相邻喷嘴之间的距离L₁与所述沉降室的气体进出口端之间的距离L₂比为1：(2.5～5)。

进一步地，所述喷嘴为空心锥形喷嘴，喷淋剂喷出时产生空心锥形喷雾形状，喷射区域成环形，喷雾角度为30°～90°。

进一步地，所述空心锥形喷嘴的孔径为3～5mm。

本发明的技术方案，具有如下优点：