[發明專利]用于煤或生物質熱解液化的噴霧與降膜復合式冷凝裝置

無效

• 申請號: 200710162077.9
• 申請日: 2007-11-14
• 公開（公告）號: CN101162127A
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發明（設計）人: 朱錫鋒;陸強
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: F28B5/00
• 分類號: F28B5/00;F28B1/02;F28B3/04
• 代理公司: 合肥金安專利事務所
• 代理人: 金惠貞

技術領域

本發明涉及用于煤、生物質和其他有機廢棄物熱解后的冷凝工藝裝置。

背景技術

對于煤、生物質和其他有機廢棄物的熱解液化，一般都要求其冷凝系統能夠對高溫熱解蒸氣進行迅速冷凝，以提高液體產物的收率和品質。現有的熱解液化設備的冷凝裝置它主要由多個冷卻器皿串聯構成，高溫熱解蒸氣通過壁面冷卻而獲得冷凝。但實踐證明，這種冷凝裝置存在冷卻速度慢和冷凝不徹底的缺點，而高溫熱解蒸氣若不能迅速獲得冷凝，則很容易發生二次裂解，并進而影響液體產物的收率和品質。

發明內容

本發明旨在提供一種能實現迅速徹底冷凝煤、生物質和其他有機廢棄物高溫熱解蒸氣的用于煤或生物質熱解液化的噴霧與降膜復合式冷凝裝置。

具體的結構設計方案如下：

用于煤或生物質熱解液化的噴霧與降膜復合式冷凝裝置，包括圓柱筒狀冷凝器，冷凝器內分為上、中、下三部分，上部為噴霧冷凝段，頂部均布著霧化噴嘴；中部為降膜冷凝段，設有列管式間接換熱器；下部為儲液段；

冷凝器的噴霧冷凝段上部一側設有熱解蒸氣管口，下部另一側設有不可冷凝氣管口，頂部設有與霧化噴嘴相連的進液口，

冷凝器的降膜冷凝段上部一側為冷卻水出口，冷卻水出口通過水管連通著冷卻塔頂部，下部另一側設有冷卻水入口，冷卻水入口通過水管連通著水泵的出水口，水泵的進水口連通冷卻塔的出水口；

冷凝器的儲液段下部一側設有冷凝口，冷凝口連通著液體輸送泵的進口，液體輸送泵的出口通過油管連通著冷凝器頂部的進液口，其底部設有液體產物出口。

所述冷凝器直徑0.8-2.0米、高度2.5-5.0米；冷凝器內噴霧冷凝段高度為0.8-1.5米，中部降膜冷凝段高度為0.8-2.0米，下部儲液段高度為0.8-1.5米。

所述霧化噴嘴共7個，1個霧化噴嘴設于冷凝器頂部中心，另6個霧化噴嘴均布在四周，霧化噴嘴的噴嘴口徑為0.6mm。

所述列管式間接換熱器中的列管數為400-800根，管徑為25mm。

所述液體輸送泵為自吸式離心油泵，型號為CYZ-A型。

所述冷卻塔為圓形逆流式，型號為DBNL₃-200。

本發明采用噴霧與降膜復合式冷凝方式對高溫熱解蒸氣進行迅速冷凝：首先以熱解油作為冷凝液，使之霧化后直接噴灑到高溫熱解氣中，細微的冷凝液滴直接與熱解氣接觸，熱解氣迅速降溫從而抑制了聚合和縮聚反應的發生；然后再采用降膜冷卻將冷凝產生的熱量透過液膜被冷凝管另一側的冷卻水帶出冷凝器，同時讓熱解氣中低沸點的組分在液膜氣液界面進一步發生冷凝。因此，噴霧與降膜復合冷凝可以顯著提高熱解液體的收率和品質。以生物質為原料時，熱解液體的產率≥50％、熱值16～18MJ/kg、粘度40～120mm²/s、比重1.1～1.2。

本發明具有裝置結構簡單、操作安全可靠、冷凝成本低廉等特點。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖，

圖2為圖1的A-A剖視圖，

圖3為圖1的B-B剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖，通過實施例對本發明作進一步地說明。

實施例1：

以產油能力為500kg/h的生物質熱解液化設備中的噴霧與降膜復合式冷凝裝置為例，其冷凝器1直徑為1.5m、高為4.5m，其內部分為上、中、下三部分，見圖1：

上部為噴霧冷凝段，高1.5米，距頂端150mm處的中部位置裝有7只霧化噴嘴2，1個霧化噴嘴設于冷凝器頂部中心，另6個霧化噴嘴均布在四周，見圖2，噴嘴口徑0.6mm，用于將熱解液體霧化成細微的液滴，與從冷凝器側壁入口處(距頂端300mm)進入的高溫熱解氣直接接觸，使之迅速冷卻并得到冷凝；

中部為降膜冷凝段，高1.8米，內裝的列管式間接換熱器3由600根直徑為25mm的換熱管組成，見圖3，用于將降膜冷凝產生的熱量帶出冷凝器，同時讓熱解氣中低沸點的組分在液膜氣液界面進一步發生冷凝；

下部為儲液段，高1.2米，液位高度控制為1.0-1.1米。

冷凝器的噴霧冷凝段上部一側設有熱解蒸氣管口4，下部另一側設有不可冷凝氣管口5，頂部設有與霧化噴嘴相連的進液口6，

冷凝器的降膜冷凝段上部一側為冷卻水出口7，冷卻水出口7通過水管連通著冷卻塔8頂部，下部另一側設有冷卻水入口9，冷卻水入口9通過水管連通著水泵10的出水口，水泵10的進水口連通冷卻塔8的出水口；