專利名稱：無氧熱解凈化工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種熱解氣的凈化工藝，尤其涉及一種無氧熱解凈化工藝，具體適用于高純度、高潔凈度的秸稈氣的制取。
背景技術：
目前，作為規(guī)模化利用生物質資源的有效途徑，生物質干餾化技術越來越受到社會的重視?，F(xiàn)有的生物質干餾化技術一般包括熱解爐、冷卻器、氣液分離器、焦油吸附器和貯氣柜。但其生產出的生物質氣體，如秸稈氣中常常含有大量的雜質，如焦油、水份等，這不僅會減少燃燒時產生的熱量，而且會造成事故。中國專利授權公告號為C擬698791Y，授權公告日為2005年5月11日的實用新型專利公開了一種生物質干餾炭化氣化裝置，包括干餾爐、重焦油分離器、冷卻器、氣液分離器、焦油吸附器和氣柜；在干餾爐與冷卻器之間的進氣管上裝有防止回氣的水封裝置，該水封裝置由裝有水的密閉罐體、密閉罐體上端的進氣管和出氣管及密閉罐體下端的排水龍頭組成；在焦油吸附器內設有隔板，在焦油吸附器上面有進氣口、進料口和出氣口。雖然該實用新型通過裝有防止回氣的水封裝置可防止空氣進入干餾爐內引起回氣事故，同時增設隔板以降低燃氣中的焦油含量。但其仍然具有以下缺陷，首先，該實用新型只考慮焦油和水分的過濾，而沒有考慮到氣體雜質的過濾，因此其產生的秸稈氣的純凈度較低；其次，該實用新型沒有考慮到熱解后得到的秸稈氣具有一定的酸性，而這酸性不僅會腐蝕設備，還會影響秸稈氣的燃燒效率，是必須中和的，因此其產生的秸稈氣的質量較低；再次，該實用新型對于從秸稈氣中脫離出的焦油和水分沒有回收設備，資源利用率較低。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中存在的秸稈氣質量較差、資源利用率不高的缺陷與問題，提供一種秸稈氣質量較好、資源利用率較高的無氧熱解凈化工藝。為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術解決方案是無氧熱解凈化工藝，包括氣體產生步驟、焦油分離步驟與氣液分離步驟；所述無氧熱解凈化工藝還包括綜合分離步驟與過濾貯氣步驟；所述無氧熱解凈化工藝依次包括以下步驟
氣體產生步驟先將成型的秸稈棒或其他秸稈物料放入干餾釜中，再由熱解爐對干餾釜內的秸稈棒或其他秸稈物料進行密閉加熱，秸稈棒或其他秸稈物料被熱解后產生高溫秸稈氣；
焦油分離步驟上述高溫秸稈氣先進入焦油分離器，并在焦油分離器內被噴淋木醋液以進行稀釋霧化，稀釋霧化后再依次進入一級冷卻分離器、二級冷卻分離器以降溫，從而得到降溫秸稈氣；
氣液分離步驟上述降溫秸稈氣先進入一號氣液分離器，由一號氣液分離器內設置的一號器摩擦擋片對其進行水分、焦油、醋液的脫除操作，然后進入中和分離器，并在中和分離器內被噴淋堿液以中和其酸性，中和后進入二號氣液分離器，再由二號氣液分離器內設置的二號器摩擦擋片對其再次進行水分、焦油、醋液的脫除操作，從而得到脫液秸稈氣；
綜合分離步驟上述脫液秸稈氣先由分離塔的進氣口進入塔左腔，再由塔左腔內設置的塔摩擦擋片對其進行水分、焦油、醋液的脫除操作，然后經隔板的下部進入塔右腔，再依次經塔右腔內設置的塔濾芯、排放口出塔以得到出塔氣；
過濾貯氣步驟上述出塔氣先進入羅茨風機組，然后依次通過一號氣體過濾器、二號氣體過濾器以得到濾后秸稈氣，最后將濾后秸稈氣輸入貯氣柜。所述氣體產生步驟中干餾釜的操作方法依次為先將焦油分離器的放散口打開， 然后對干餾釜加熱2小時，使其溫度達到150°C，再將焦油分離器的放散口關閉，然后打開一號氣體過濾器、二號氣體過濾器的排放口，再繼續(xù)加熱1小時，使溫度升至250°C，然后將一號氣體過濾器、二號氣體過濾器的排放口關閉，再啟動羅茨風機組，然后繼續(xù)加熱4小時，使溫度升至450°C，再通過1個小時的加熱使溫度升至550°C，最后在550°C上保溫1小時，且在整個過程中，加熱連續(xù)進行。所述焦油分離步驟中一級冷卻分離器、二級冷卻分離器通過冷卻循環(huán)水對高溫秸稈氣進行降溫，并將降溫過程中產生的焦油、醋酸輸入油水分離槽；
所述氣液分離步驟中一號氣液分離器、中和分離器、二號氣液分離器都通過水封器將脫除的水分、焦油與醋液輸入油水分離槽；
所述綜合分離步驟中分離塔通過水封器將其脫除的水分、焦油與醋液輸入油水分離
槽；
所述過濾貯氣步驟中一號氣體過濾器、二號氣體過濾器中均設置有填料以過濾硫化氫和雜質，且該填料為酥松白色輕質焦炭。所述氣液分離步驟中噴淋的堿液的堿性為偏弱堿性。所述一級冷卻分離器、二級冷卻分離器各包括一臺ZX系列自吸泵，該自吸泵的流量為12. 5 m7h，揚程為32m，轉速為2900r/min。所述無氧熱解凈化工藝制得的秸稈氣的低熱值為15 - 20MJ/m3，焦油及灰塵的含量為5 - 10mg/m3，氧的體積含量小于0. 8%，硫化氫、氨、萘的含量都為O。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為
1、由于本發(fā)明無氧熱解凈化工藝依次包括氣體產生步驟、焦油分離步驟、氣液分離步驟、綜合分離步驟與過濾貯氣步驟，整體工藝以除焦油、除水分、除氣體雜質為重點依次進行，該順序與秸稈氣的特性相符合，當秸稈氣剛熱解產生時，其溫度很高，如果此時脫離水分和氣體雜質，高溫氣體就會損壞脫水、脫氣設備，大大降低脫水、脫氣的效率，而且當進入下一步的脫焦油時，勢必會重新混入水分，此時又要進行脫水，重復操作，浪費設備，因此最好的設計順序就是先脫焦油，不僅能降低溫度以便于后續(xù)脫水、脫氣步驟的順利進行，并保護設備，還可以將脫焦油時混入的水分與原來秸稈氣中就包括的水分在后續(xù)的脫水、脫氣步驟中一齊脫除，不僅能夠獲得較高質量的秸稈氣，而且不需要重復操作，更能降低后續(xù)設備的設計溫度，從而節(jié)省設備，降低生產成本；此外，本發(fā)明特意在過濾貯氣步驟中增設了兩個過濾器以過濾秸稈氣中的雜質氣體，其使用的酥松白色輕質焦炭對于秸稈氣中含有的以硫化氫為主的雜質氣體具有較高的過濾率，這大大提高了秸稈氣的純度與潔凈度。因此本發(fā)明不僅產生的秸稈氣質量較好，而且生產成本較低。2、由于本發(fā)明無氧熱解凈化工藝中在焦油分離步驟中將兩級冷卻分離器在降溫過程中產生的焦油、醋酸輸入油水分離槽，在氣液分離步驟中將氣液分離器、中和分離器脫除的水分、焦油與醋液都通過水封器將輸入油水分離槽，在綜合分離步驟中將分離塔脫除的水分、焦油與醋液通過水封器輸入油水分離槽中，最大程度上收集了生產過程中產生的水分、焦油與醋液，有利于資源的循環(huán)使用，便于降低生產成本。因此本發(fā)明的資源利用率較高。3、由于本發(fā)明無氧熱解凈化工藝中對干餾釜的操作方法依次分為五個溫度段，分別為小于150°C、150 - 250°C >250 - 450°C >450 - 550°C與550°C，并針對五個溫度段設計有對應的五種操作工藝，其作用分別為排廢氣、試運行整套設備、封閉熱能、提高溫度、維持高溫，該些工藝及其作用不僅能夠確保本發(fā)明實施時設備運行的穩(wěn)定性與安全性，而且便于最大限度的利用熱解爐產生的能量，有利于加快成型的秸稈棒或其他秸稈物料的熱解效率，從而提高秸稈氣的產生效率。因此本發(fā)明不僅生產效率較高，而且安全性較強。4、由于本發(fā)明無氧熱解凈化工藝中設置有中和分離器，該中和分離器可確保在其內部對秸稈氣進行酸堿中和，從而消除秸稈氣的酸性，便于保護設備和提高秸稈氣的燃燒效率，此外，本發(fā)明在中和分離器的前后分別設置有一號氣液分離器與二號氣液分離器，一號氣液分離器可通過器摩擦擋片將秸稈氣中的水份分離出來，從而間接提高秸稈氣的酸性濃度，有利于在中和分離器中與堿液中和，中和后，再由后設的二號氣液分離器對秸稈氣進行再次脫水，從而得到干燥的、潔凈度較高的秸稈氣。因此本發(fā)明產生的秸稈氣的質量較好。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖。圖中熱解爐1，干餾釜11，焦油分離器2，放散口 21，一級冷卻分離器3，二級冷卻分離器4，一號氣液分離器5，一號器摩擦擋片51，中和分離器6，二號氣液分離器7，二號器摩擦擋片71，一號氣體過濾器8，二號氣體過濾器9，分離塔10，進氣口 12，塔左腔13，塔摩擦擋片14，隔板15，塔右腔16，塔濾芯17，排放口 18，水封器20，羅茨風機組21。
具體實施例方式以下結合

和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。參見圖1，無氧熱解凈化工藝，包括氣體產生步驟、焦油分離步驟與氣液分離步驟； 所述無氧熱解凈化工藝還包括綜合分離步驟與過濾貯氣步驟；所述無氧熱解凈化工藝依次包括以下步驟
氣體產生步驟先將成型的秸稈棒或其他秸稈物料放入干餾釜11中，再由熱解爐1對干餾釜11內的秸稈棒或其他秸稈物料進行密閉加熱，秸稈棒或其他秸稈物料被熱解后產生高溫秸稈氣；
焦油分離步驟上述高溫秸稈氣先進入焦油分離器2，并在焦油分離器2內被噴淋木醋液以進行稀釋霧化，稀釋霧化后再依次進入一級冷卻分離器3、二級冷卻分離器4以降溫， 從而得到降溫秸稈氣；
氣液分離步驟上述降溫秸稈氣先進入一號氣液分離器5，由一號氣液分離器5內設置的一號器摩擦擋片51對其進行水分、焦油、醋液的脫除操作，然后進入中和分離器6，并在中和分離器6內被噴淋堿液以中和其酸性，中和后進入二號氣液分離器7，再由二號氣液分離器7內設置的二號器摩擦擋片71對其再次進行水分、焦油、醋液的脫除操作，從而得到脫液秸稈氣；
綜合分離步驟上述脫液秸稈氣先由分離塔10的進氣口 12進入塔左腔13，再由塔左腔13內設置的塔摩擦擋片14對其進行水分、焦油、醋液的脫除操作，然后經隔板15的下部進入塔右腔16，再依次經塔右腔16內設置的塔濾芯17、排放口 18出塔以得到出塔氣；
過濾貯氣步驟上述出塔氣先進入羅茨風機組21，然后依次通過一號氣體過濾器8、二號氣體過濾器9以得到濾后秸稈氣，最后將濾后秸稈氣輸入貯氣柜。所述氣體產生步驟中干餾釜11的操作方法依次為先將焦油分離器2的放散口 21打開，然后對干餾釜11加熱2小時，使其溫度達到150°C，再將焦油分離器2的放散口 21 關閉，然后打開一號氣體過濾器8、二號氣體過濾器9的排放口，再繼續(xù)加熱1小時，使溫度升至250°C，然后將一號氣體過濾器8、二號氣體過濾器9的排放口關閉，再啟動羅茨風機組 21，然后繼續(xù)加熱4小時，使溫度升至450°C，再通過1個小時的加熱使溫度升至550°C，最后在550°C上保溫1小時，且在整個過程中，加熱連續(xù)進行。加熱是持續(xù)進行的，中間不停頓。所述焦油分離步驟中一級冷卻分離器3、二級冷卻分離器4通過冷卻循環(huán)水對高溫秸稈氣進行降溫，并將降溫過程中產生的焦油、醋酸輸入油水分離槽；
所述氣液分離步驟中一號氣液分離器5、中和分離器6、二號氣液分離器7都通過水封器20將脫除的水分、焦油與醋液輸入油水分離槽；
所述綜合分離步驟中分離塔10通過水封器20將其脫除的水分、焦油與醋液輸入油水分離槽；
所述過濾貯氣步驟中一號氣體過濾器8、二號氣體過濾器9中均設置有填料以過濾硫化氫和雜質，且該填料為酥松白色輕質焦炭。所述氣液分離步驟中噴淋的堿液的堿性為偏弱堿性。所述一級冷卻分離器3、二級冷卻分離器4各包括一臺ZX系列自吸泵，該自吸泵的流量為12. 5 m7h，揚程為32m，轉速為2900r/min。所述無氧熱解凈化工藝制得的秸稈氣的低熱值為15 - 20MJ/m3，焦油及灰塵的含量為5 - 10mg/m3，氧的體積含量小于0. 8%，硫化氫、氨、萘的含量都為O。實施例
無氧熱解凈化工藝，依次包括以下步驟
氣體產生步驟先將成型的秸稈棒或其他秸稈物料放入干餾釜11中，再由熱解爐1對干餾釜11內的秸稈棒或其他秸稈物料進行密閉加熱，秸稈棒或其他秸稈物料被熱解后產生高溫秸稈氣，其中，對干餾釜11的操作方法依次為先將焦油分離器2的放散口 21打開， 然后對干餾釜11加熱2小時，使其溫度達到150°C，再將焦油分離器2的放散口 21關閉， 然后打開一號氣體過濾器8、二號氣體過濾器9的排放口，再繼續(xù)加熱1小時，使溫度升至 250°C，然后將一號氣體過濾器8、二號氣體過濾器9的排放口關閉，再啟動羅茨風機組21， 然后繼續(xù)加熱4小時，使溫度升至450°C，再通過1個小時的加熱使溫度升至550°C，最后在 550°C上保溫1小時，且在整個過程中，加熱連續(xù)進行；
焦油分離步驟上述高溫秸稈氣先進入焦油分離器2，并在焦油分離器2內被噴淋木醋液以進行稀釋霧化，對噴淋的水量、速度進行控制以確保木醋液與高溫秸稈氣接觸的越充分越好，稀釋霧化后再依次進入一級冷卻分離器3、二級冷卻分離器4 (兩個冷卻分離器既能確保焦油脫除效果，又不會浪費設備)，一級冷卻分離器3、二級冷卻分離器4通過冷卻循環(huán)水對高溫秸稈氣進行降溫，并將降溫過程中產生的大量的焦油、醋酸混合物輸入油水分離槽，從而得到降溫秸稈氣；
氣液分離步驟上述降溫秸稈氣先進入一號氣液分離器5，由一號氣液分離器5內設置的一號器摩擦擋片51對其進行水分、焦油、醋液的脫除操作，其中水分為大部分，而焦油、 醋液只是小部分，然后進入中和分離器6，并在中和分離器6內被噴淋偏弱堿性的堿液以中和其酸性，中和后進入二號氣液分離器7 (兩個氣液分離器既能確保氣液分離效果，又不會浪費設備)，再由二號氣液分離器7內設置的二號器摩擦擋片71對其再次進行水分、焦油、 醋液的脫除操作，此時，主要脫除的仍為水分，焦油、醋液的含量已經很少，且一號氣液分離器5、中和分離器6、二號氣液分離器7脫除的水分、焦油與醋液都通過水封器20輸入油水分離槽，從而得到脫液秸稈氣；
綜合分離步驟上述脫液秸稈氣先由分離塔10的進氣口 12進入塔左腔13，再由塔左腔13內設置的塔摩擦擋片14對其進行水分、焦油、醋液的進一步脫除操作，脫除的水分、焦油、醋液都通過水封器20輸入油水分離槽，脫除后的秸稈氣經隔板15的下部進入塔右腔 16，再依次經塔右腔16內設置的塔濾芯17、排放口 18出塔以得到出塔氣；
過濾貯氣步驟上述出塔氣先進入羅茨風機組21，然后依次通過一號氣體過濾器8、二號氣體過濾器9以得到濾后秸稈氣，一號氣體過濾器8、二號氣體過濾器9中均設置有酥松白色輕質焦炭以過濾硫化氫以及其余氣體雜質，最后將濾后秸稈氣輸入貯氣柜。最終得到的秸稈氣的數(shù)據(jù)如下
權利要求
1.無氧熱解凈化工藝，包括氣體產生步驟、焦油分離步驟與氣液分離步驟，其特征在于所述無氧熱解凈化工藝還包括綜合分離步驟與過濾貯氣步驟；所述無氧熱解凈化工藝依次包括以下步驟氣體產生步驟先將成型的秸稈棒或其他秸稈物料放入干餾釜(11)中，再由熱解爐 (1)對干餾釜(11)內的秸稈棒或其他秸稈物料進行密閉加熱，秸稈棒或其他秸稈物料被熱解后產生高溫秸稈氣；焦油分離步驟上述高溫秸稈氣先進入焦油分離器(2)，并在焦油分離器(2)內被噴淋木醋液以進行稀釋霧化，稀釋霧化后再依次進入一級冷卻分離器(3)、二級冷卻分離器(4) 以降溫，從而得到降溫秸稈氣；氣液分離步驟上述降溫秸稈氣先進入一號氣液分離器(5)，由一號氣液分離器(5)內設置的一號器摩擦擋片(51)對其進行水分、焦油、醋液的脫除操作，然后進入中和分離器 (6)，并在中和分離器(6)內被噴淋堿液以中和其酸性，中和后進入二號氣液分離器(7)，再由二號氣液分離器(7)內設置的二號器摩擦擋片(71)對其再次進行水分、焦油、醋液的脫除操作，從而得到脫液秸稈氣；綜合分離步驟上述脫液秸稈氣先由分離塔(10)的進氣口( 12)進入塔左腔(13)，再由塔左腔(13)內設置的塔摩擦擋片(14)對其進行水分、焦油、醋液的脫除操作，然后經隔板 (15)的下部進入塔右腔(16)，再依次經塔右腔(16)內設置的塔濾芯(17)、排放口(18)出塔以得到出塔氣；過濾貯氣步驟上述出塔氣先進入羅茨風機組(21)，然后依次通過一號氣體過濾器 (8)、二號氣體過濾器(9)以得到濾后秸稈氣，最后將濾后秸稈氣輸入貯氣柜。
2.根據(jù)權利要求1所述的無氧熱解凈化工藝，其特征在于所述氣體產生步驟中干餾釜(11)的操作方法依次為先將焦油分離器(2)的放散口(21)打開，然后對干餾釜(11)加熱2小時，使其溫度達到150°C，再將焦油分離器(2)的放散口(21)關閉，然后打開一號氣體過濾器(8)、二號氣體過濾器(9)的排放口，再繼續(xù)加熱1小時，使溫度升至250°C，然后將一號氣體過濾器(8)、二號氣體過濾器(9)的排放口關閉，再啟動羅茨風機組(21)，然后繼續(xù)加熱4小時，使溫度升至450°C，再通過1個小時的加熱使溫度升至550°C，最后在550°C 上保溫1小時，且在整個過程中，加熱連續(xù)進行。
3.根據(jù)權利要求1所述的無氧熱解凈化工藝，其特征在于所述焦油分離步驟中一級冷卻分離器(3)、二級冷卻分離器(4)通過冷卻循環(huán)水對高溫秸稈氣進行降溫，并將降溫過程中產生的焦油、醋酸輸入油水分離槽；所述氣液分離步驟中一號氣液分離器(5)、中和分離器(6)、二號氣液分離器(7)都通過水封器(20)將脫除的水分、焦油與醋液輸入油水分離槽；所述綜合分離步驟中分離塔(10)通過水封器(20)將其脫除的水分、焦油與醋液輸入油水分離槽；所述過濾貯氣步驟中一號氣體過濾器(8)、二號氣體過濾器(9)中均設置有填料以過濾硫化氫和雜質，且該填料為酥松白色輕質焦炭。
4.根據(jù)權利要求1所述的無氧熱解凈化工藝，其特征在于所述氣液分離步驟中噴淋的堿液的堿性為偏弱堿性。
5.根據(jù)權利要求1所述的無氧熱解凈化工藝，其特征在于所述一級冷卻分離器(3)、二級冷卻分離器(4)各包括一臺ZX系列自吸泵，該自吸泵的流量為12. 5 m3/h，揚程為32m， 轉速為^00r/min。
6.根據(jù)權利要求1 - 5中任意一項所述的無氧熱解凈化工藝，其特征在于所述過濾除焦油工藝制得的秸稈氣的低熱值為15 - 20MJ/m3，焦油及灰塵的含量為5 - 10mg/m3，氧的體積含量小于0. 8%，硫化氫、氨、萘的含量都為0。
全文摘要
無氧熱解凈化工藝，先對秸稈物料進行密閉加熱以產生秸稈氣，再將秸稈氣依次輸入焦油分離器、一級冷卻分離器、二級冷卻分離器以降溫脫除大部分的焦油，然后依次通過一號氣液分離器、中和分離器、二號氣液分離器以脫除大部分的水分，再進入分離塔進行水分、焦油、醋液的再次脫離，然后依次通過羅茨風機組、一號氣體過濾器、二號氣體過濾器以過濾氣體雜質，最后進入貯氣柜，且將脫除的水分、焦油與醋液都輸入油水分離槽。本設計不僅產生的秸稈氣質量較好、資源利用率較高、生產成本較低，而且生產效率較高、安全性較強。
文檔編號C10K1/06GK102206497SQ20111011258
公開日2011年10月5日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權日2011年5月3日
發(fā)明者何濤, 熊建 申請人:武漢天穎環(huán)境工程有限公司