[實用新型]生物質導電炭強制放電脫除氣化焦油裝置

有效

• 申請號: 201120257321.1
• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號: CN202148293U
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 肖剛;倪明江;駱仲泱;岑可法;高翔;方夢祥;周勁松;施正倫;程樂鳴;王勤輝;王樹榮;余春江
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C10K1/32
• 分類號: C10K1/32;C10K1/22;C10K1/26
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本實用新型涉及生物質氣化焦油脫除技術領域，尤其涉及一種生物質導電炭強制放電脫除氣化焦油裝置。

背景技術

生物質是典型的可再生資源，其來源廣泛，儲量豐富，我國每年可用作能源的生物質約可折合6.5億噸標準煤，相當于2008年全國能源消費總量的23%。生物質的能源化途徑主要分為熱化學轉化和生化轉化兩大類，其中，熱化學轉化主要分為直接燃燒、熱解制油和氣化制氣三個方向。生物質氣化是以空氣、氧氣、水蒸氣及其混合物等為氣化介質，在高溫下將生物質轉化為氣化氣（主要含H₂、CO、CH₄等）的熱化學反應過程，其主要目的是獲得能量密度較高、便于儲存和輸送的可燃氣體，以便高效利用。

生物質氣化氣的品質決定了其利用方式和潛在價值，氣化氣品質包含兩個關鍵參數：熱值和焦油含量。就氣化氣熱值而言，空氣氣化的一般為4000-6000?kJ/?Nm³，空氣與水蒸氣混合氣化的一般在12000?kJ/?Nm³左右，水蒸氣、氧氣或者其混合物氣化的通常大于18000?kJ/Nm³。就氣化氣焦油含量來說，上吸式氣化爐一般在100g/Nm³數量級，流化床氣化爐在10g/Nm³數量級，下吸式氣化爐在1g/Nm³數量級。一般而言，氣化氣焦油含量至少要低于500mg/Nm³才能有效地大規模利用，否則，很容易出現管道堵塞、設備腐蝕等問題。如果進行更高品位的資源化利用，如用作內燃機或燃氣輪機的燃料，焦油含量則需小于100mg/Nm³；如用作化工原料，焦油含量則需小于50?mg/Nm³；如用作碳酸鹽燃料電池的燃料，焦油含量必須小于10?mg/Nm³。由此可見，高效徹底地脫除氣化焦油是生物質氣化技術大規模高品位利用的關鍵問題之一。

生物質氣化焦油的脫除方法，目前主要有以下幾種：（1）濕法（水洗法），該方法簡單易行，但脫除效果有限（25-70%），顯熱損失嚴重，水污染問題突出。（2）干法（過濾法），利用吸附性較強的活性炭、玉米芯等過濾脫除焦油，常用作凈化系統的最后一級，該方法在使用初期效果很好，但隨著焦油沉積，凈化效果急劇惡化，必須及時更換過濾材料；另外，當重質焦油含量較高時，吸附材料再生較為困難，常常直接燒掉，甚至有時必須作為危險廢物處理。（3）電捕集法，利用高壓電場將氣體電離并使焦油微粒帶上負電荷，定向運動至陽極板后凝聚脫除，由于電離狀態下焦油微粒形成量有限，該方法一般僅用于焦油含量較高的場合（>30g/Nm³），焦油脫除率40%-80%。（4）熱裂化法，在1100-1300℃的高溫下，將焦油裂化成小分子的氣體，該方法雖可將焦油含量降低到10?mg/Nm³以下（其中PAHs含量?<?1?mg/Nm³），但能耗過大，熱值損失嚴重。（5）催化裂化法，一般運行在700-900℃，可直接在氣化爐內加入催化劑，也可在下游專設催化裂化反應器，能夠在不影響氣化氣熱值的前提下催化裂解焦油，應用前景很好，但普遍還存在氣化氣中重質焦油含量增高的問題。

發明內容

本實用新型目的在于針對現有生物質氣化氣焦油含量高，影響氣化氣資源化品位的問題，提供一種生物質導電炭強制放電脫除氣化焦油裝置。

生物質導電炭強制放電脫除氣化焦油裝置包括氣化氣出口、出口切換閥門、氣化焦油裂解氣出口、第一氣化焦油凈化器、入口切換閥門、氣化氣入口、直流電源、抽氣泵、切換閥門、第二氣化焦油凈化器；氣化氣入口與入口切換閥門的入口相連，入口切換閥門的第一出口與第一氣化焦油凈化器的入口相連，入口切換閥門的第二出口與第二氣化焦油凈化器的入口相連，第一氣化焦油凈化器的第一出口與出口切換閥門的第一入口相連，第一氣化焦油凈化器的第二出口與切換閥門的第一入口相連，第二氣化焦油凈化器的第一出口與出口切換閥門的第二入口相連，第二氣化焦油凈化器的第二出口與切換閥門的第二入口相連，出口切換閥門的出口與氣化氣出口相連，切換閥門的出口與抽氣泵的入口相連，抽氣泵的出口與氣化氣入口相連；第一氣化焦油凈化器和第二氣化焦油凈化器包括振動發生器、絕緣多孔板、生物質導電炭、石墨電極；氣化焦油凈化器本體內從下到上設有振動發生器、絕緣多孔板、生物質導電炭，生物質導電炭四周設有石墨電極。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：