專利名稱：生物質(zhì)燃?xì)怦詈衔缴疃让摮褂偷墓に嚰跋到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)燃?xì)怦詈衔缴疃让摮褂凸に嚰跋到y(tǒng)，屬于生物質(zhì)能高效利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)資源是綠色的可再生資源，經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒峄瘜W(xué)或生物化學(xué)過程，可轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)燃?xì)?，或進(jìn)一步深加工獲得化學(xué)品，為社會提供基礎(chǔ)化工原料或能源。生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過程是在高溫(或輔助催化劑)條件下，生物質(zhì)原料經(jīng)過干燥、 熱分解、氧化和還原階段，大分子經(jīng)歷斷裂和重組，轉(zhuǎn)化為小分子燃料油或燃?xì)獾倪^程。目前，該技術(shù)已成為生物質(zhì)資源利用的主要方式之一，而氣化是該技術(shù)的主要形式。但是，該技術(shù)在氣化過程的穩(wěn)定性、氣化過程的經(jīng)濟(jì)性及后續(xù)產(chǎn)品使用過程的安全性上尚存在一些關(guān)鍵障礙，沒有取得大規(guī)模推廣應(yīng)用。在生物質(zhì)原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過程中，伴隨著氣態(tài)產(chǎn)物的出現(xiàn)，會產(chǎn)生焦油大分子。焦油常溫下是一種黑褐色黏稠液體，其成分非常復(fù)雜。焦油的主要成分不少于20種，大部分是苯的衍生物及多環(huán)芳烴，其中含量大于5%的有萘、甲苯、二甲苯、苯乙烯和酚等。生物質(zhì)焦油在200°C以下為液態(tài)，300°C以上呈氣態(tài)，在高溫下能分解成小分子永久性氣體。焦油的存在阻礙生物質(zhì)氣化技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的主要問題如下①焦油在低溫下凝結(jié)成液體，易和水、碳粒等粉塵結(jié)合為粘稠物，堵塞輸氣管道和閥門，腐蝕金屬，影響系統(tǒng)運行和安全；②焦油難以完全燃燒，并產(chǎn)生碳黑等顆粒，對用于發(fā)電的燃?xì)庠O(shè)備(如內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等)的葉輪損害嚴(yán)重；③焦油及其燃燒后產(chǎn)生的毒氣會污染環(huán)境焦油占可燃?xì)饽芰康?% 10%，在后續(xù)使用過程難以與燃?xì)庖黄鸨焕?，會降低熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過程效率。由此可見，可燃?xì)庵械慕褂途哂邢喈?dāng)大的危害性，是生物質(zhì)氣化過程應(yīng)用的主要障礙之一，必須對其進(jìn)行有效處理。生物質(zhì)燃?xì)饨褂吞幚矸椒ㄖ饕ㄎ锢矸?、熱化學(xué)方法和等離子除焦法等。物理除焦方法包括濕法和干法兩大類。濕式除焦法主要為水洗法，是用水將可燃?xì)庵械牟糠纸褂屠鋮s為液體，被水沖洗帶走，該方法主要缺點是燃?xì)庵幸讑A帶焦油霧滴，而且會帶來洗焦廢水的二次污染問題；干式除焦法即采用過濾技術(shù)凈化燃?xì)?，可避免對水體和土壤的二次污染，但是在工程應(yīng)用中，去除焦油的效果不理想，系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜，運行壽命短，常與其它除焦方法聯(lián)用。等離子除焦法是利用電暈放電可分解有機(jī)物的特點進(jìn)行焦油的脫除，但是該方法設(shè)備造價和運行費用高，對操作管理的要求也比其它方法高。熱化學(xué)轉(zhuǎn)化法是在一定的溫度條件下將焦油轉(zhuǎn)化成燃?xì)庑》肿?，提高生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率和利用率，可分為熱裂解法和催化裂解法，其中熱裂解法能耗高，而催化裂解法催化劑易積炭和燒結(jié)，機(jī)械強(qiáng)度也較差，因而僅存在小規(guī)模示范應(yīng)用。采用液體吸收劑用吸收的方法降低燃?xì)庵薪褂偷暮?，并通過解吸作用達(dá)到吸收劑循環(huán)利用，是基于溶劑的濕法除焦過程。荷蘭能源中心開發(fā)的“OLGA”(the Dutch acronym for OiL-based GAswasher)除焦方法就是以溶劑吸收焦油為基礎(chǔ)的新型除焦工
· * *藝，研究結(jié)果表明重質(zhì)焦油可被完全脫除，焦油露點溫度降低至25°C，焦油不會在氣化爐下游凝結(jié)；99%酚類和97%雜環(huán)類焦油可被脫除，可節(jié)省因處理被酚類或其它水溶性焦油混合物污染的廢水的成本。張忠誠等在“基于Aspen plus平臺的生物質(zhì)燃?xì)饷摻构に嚹M”(山東大學(xué)學(xué)報，2008，38 ￠) 95-98)文章中，提出了生物質(zhì)燃?xì)獾娜軇┓摻构に?，通過溶劑的冷卻吸收作用，將焦油中的重組分脫除，輕組分選擇性脫除，將經(jīng)過處理后的燃?xì)庵薪褂偷穆饵c降低到使用溫度之下，從而解決由焦油的凝結(jié)而產(chǎn)生的管道堵塞等問題。但是，這兩種方法第一級脫焦油冷卻塔采用外加溶劑冷卻焦油，由于這部分焦油成分復(fù)雜，固體顆粒多，會形成難以分離的混合粉塵粘稠、恒沸混合物，分離回用難度大，操作成本高。另一方面，吸附是利用固體介質(zhì)的多微孔特性，對組分進(jìn)行選擇性吸著的單元操作。吸附分離過程已廣泛地用于化工等諸多行業(yè)，成為重要的分離手段之一。相對吸收作用，吸附過程能更有效地捕集濃度很低的有害物質(zhì)，因此，當(dāng)常規(guī)的吸收方法脫除液體或氣體中的有害物質(zhì)特別困難時，吸附可能成為較為滿意的解決方法。近年來，吸附廣泛用于苯、甲苯和甲醛等低濃度揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)的深度脫除和回收。一般來說，相對吸收作用，吸附作用具有如下優(yōu)點(1)吸附床為固體，不存在腐蝕；(2)可控性強(qiáng)，可實現(xiàn)全自動運行；(3)能將污染物深度脫除和回收。但是，吸附過程在生物質(zhì)燃?xì)饨褂兔摮^程的應(yīng)用不多見。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述生物質(zhì)燃?xì)饨褂兔摮椒ǖ木窒?，提供一種結(jié)合噴淋冷卻和吸附過程的優(yōu)點，低成本同時深度脫除生物質(zhì)燃?xì)庵薪褂秃退囊环N生物質(zhì)燃?xì)怦詈衔缴疃让摮褂偷墓に嚰跋到y(tǒng)，并副產(chǎn)焦油產(chǎn)品。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的由生物質(zhì)氣化爐生成的富含焦油蒸汽的高溫生物質(zhì)燃?xì)饨?jīng)除塵后首先進(jìn)入焦油噴淋冷卻塔，與重焦油(指沸點高于100°c的焦油)液體進(jìn)行接觸，大部分重質(zhì)焦油蒸汽被冷卻為液體，生物質(zhì)燃?xì)庵械纳倭糠蹓m和大部分重質(zhì)焦油蒸汽得到脫除；經(jīng)初步凈化后的生物質(zhì)燃?xì)?，被送入焦油吸附塔，在該塔中，輕質(zhì)焦油(指沸點低于100°c的焦油)蒸汽被親油吸附劑充分吸收，少量氨和硫化氫被冷卻，進(jìn)入親水吸附劑，凈化后的生物質(zhì)燃?xì)馑腿牒罄m(xù)工段；對焦油吸附塔進(jìn)行解吸，解吸過程可利用噴淋冷卻塔放出的熱量，氣相產(chǎn)物經(jīng)冷凝和油水分離，分別得到輕焦油產(chǎn)品，含少量輕烴的循環(huán)尾氣，以及少量廢氨水。本發(fā)明的生物質(zhì)燃?xì)怦詈衔缴疃让摮褂拖到y(tǒng)，其特征在于，由噴淋冷卻塔I、 冷卻器2、冷凝器4、第一焦油吸附塔I、第二焦油吸附塔II、重焦油貯罐3A、輕焦油儲罐3B、 第一閥門5A、第二閥門5B、第三閥門5C、第四閥門5D、第五閥門5E、第六閥門5F、第七閥門 5G、第八閥門5H和管線構(gòu)成；噴淋冷卻塔I下部設(shè)燃?xì)膺M(jìn)口、底部設(shè)焦油出口、上部設(shè)噴淋進(jìn)料口、頂部為燃?xì)獬隹?，重焦油儲?A設(shè)有上部進(jìn)料口、頂部出料口、底部出料口和下部出料口，第一焦油吸附塔I和第二焦油吸附塔II分別設(shè)有頂部料口和底部料口，焦油吸附塔內(nèi)分別上部填充親水吸附劑f，下部填充親油吸附劑g，輕焦油儲罐3B設(shè)有頂部進(jìn)料口、 下部出料口和底部出料口 ；噴淋冷卻塔I頂部燃?xì)獬隹诼?lián)接第五閥門5E和第六閥門5F — 端，噴淋冷卻塔I底部焦油出口和冷卻器2聯(lián)接，冷卻器2的出料進(jìn)入重焦油儲罐3A上部進(jìn)料口，重焦油儲罐3A頂部出料口和噴淋冷卻塔I的上部噴淋進(jìn)料口相連；第七閥門5G和第八閥門5H的一端聯(lián)接冷凝器4，冷凝器4設(shè)有頂部出氣口和底部出料口，冷凝器4底部出料口聯(lián)接輕焦油儲罐3B頂部進(jìn)料口 ；第五閥門5E和第七閥門5G—端聯(lián)接第一焦油吸收塔I底部料口 ；第六閥門5F和第八閥門5H—端聯(lián)接第二焦油吸附塔II底部料口 ；第一閥門5A和第二閥門5B—端為清潔燃?xì)獬隹?；第三閥門5C和第四閥門—端為解吸劑進(jìn)口 ； 第一閥門5A和第三閥門5C—端聯(lián)接第一焦油吸附塔I頂部料口 ；第二閥門5B和第四閥門 5D 一端聯(lián)接第二焦油吸附塔II頂部料口。本發(fā)明還提供了利用上述系統(tǒng)的生物質(zhì)燃?xì)怦詈衔缴疃让摮褂凸に?，具體步驟為生物質(zhì)氣化爐產(chǎn)生的富含焦油的高溫生物質(zhì)燃?xì)鈇經(jīng)除塵后首先由噴淋冷卻塔I下部進(jìn)料口進(jìn)入噴淋冷卻塔I,被噴淋冷卻塔I上部進(jìn)料口的重焦油液體噴淋冷卻,得到的重焦油液體油噴淋冷卻塔底部出料口進(jìn)入冷卻器2，冷凝放出的熱量由冷卻器2的換熱介質(zhì)b 帶走；重焦油和渣油由上部進(jìn)料口進(jìn)入重焦油儲罐3A ;在重焦油儲罐3A中，靜置分離，由底部出料口分離除去渣油c，下部出料口得到重焦油d產(chǎn)品，部分重焦油產(chǎn)品由頂部出料口返回到噴淋冷卻塔I上部噴淋進(jìn)料口，作為噴淋冷卻介質(zhì)；從噴淋冷卻塔I頂部出來的脫除重焦油的生物質(zhì)燃?xì)?，?jīng)第五閥門5E被送入處于吸附狀態(tài)的第一焦油吸附塔I底部口，在第一焦油吸附塔I中，輕質(zhì)焦油蒸汽被親油吸附劑g充分吸附，水、氨和硫化氫被親水吸附劑 f冷卻吸附，凈化后的生物質(zhì)燃?xì)鈋由第一焦油吸附塔I頂部口經(jīng)第一閥門5A被送入后續(xù)工段；解吸劑m經(jīng)第四閥門進(jìn)入處于解吸狀態(tài)的第二焦油吸附塔II頂部口，由第二焦油吸附塔II解吸出的氣相產(chǎn)物由底部口經(jīng)第八閥門5H進(jìn)入冷凝器4，在冷凝器4中利用冷卻介質(zhì)i進(jìn)行冷凝，冷凝液由頂部進(jìn)料口進(jìn)入輕焦油儲罐3B，輕焦油儲罐3B底部出口為廢氨水k，下部出口為輕焦油產(chǎn)品j ;不凝性氣體為含輕烴的循環(huán)尾氣h，由冷凝器4頂部出口循環(huán)返回生物質(zhì)氣化爐；第一焦油吸附塔I和第二焦油吸附塔II交替進(jìn)行吸附和解吸操作， 實現(xiàn)生物質(zhì)燃?xì)庵薪褂偷倪B續(xù)脫除。本發(fā)明的一種生物質(zhì)燃?xì)怦詈衔缴疃让摮褂凸に嚕涮卣髟谟?，第一焦油吸附塔I處于吸附狀態(tài)，第二焦油吸附塔II處于解吸狀態(tài)時，底部第五閥門5E和第八閥門5H 打開，底部第六閥門5F和第七閥門5G關(guān)閉；頂部第一閥門5A和第四閥門打開，頂部第二閥門5B和第三閥門5C關(guān)閉；第一焦油吸附塔I處于解吸狀態(tài)，第二焦油吸附塔II處于吸附狀態(tài)時，底部第五閥門5E和第八閥門5H關(guān)閉，底部第六閥門5F和第七閥門5G打開； 頂部第一閥門5A和第四閥門關(guān)閉，頂部第二閥門5B和第三閥門5C打開。本發(fā)明的焦油處理工藝和系統(tǒng)原料適應(yīng)性廣，生物質(zhì)燃?xì)獍ǜ鞣N固定床和流化床生物質(zhì)氣化爐氣化得到的燃?xì)?，以及干餾或半干餾過程得到的富含焦油和生物油的燃?xì)狻１景l(fā)明的噴淋冷卻塔1，噴淋冷卻介質(zhì)直接是部分重焦油產(chǎn)品，避免了外加冷卻介質(zhì)帶來操作繁瑣、后續(xù)分離困難及增加操作成本的問題。冷卻器2的冷卻溫度100 150°C， 保證生物質(zhì)燃?xì)庵械乃焕淠?，避免渣油、重焦油和水混合，形成難以處理或利用的乳濁液；優(yōu)選的冷卻溫度是100 120°C。所述的噴淋冷卻塔1，采用化工中常見的塔器，包括篩板塔和填料塔。本發(fā)明的焦油吸附塔，吸附溫度為O 50°C，保證輕焦油被親油吸附劑g充分吸附，使出口生物質(zhì)燃?xì)庵薪褂吐饵c低于常溫的露點，在后續(xù)使用過程不會冷凝析出，污染管線和閥門等，燃?xì)獾玫匠浞謨艋?；此外，親水吸附劑f對水有吸附作用，生物質(zhì)燃?xì)庵泻械纳倭克羝晃剑倭康陌焙土蚧瘹涞?，也被吸附，水汽不會在燃?xì)夂罄m(xù)使用過程冷凝析出，不會腐蝕設(shè)備，影響操作。所述的焦油吸附塔中的吸附劑g，是親油吸附劑，能充分吸收燃?xì)庵械慕褂?，降低焦油露點，為活性炭、全硅分子篩、MCM系列高硅介孔材料和磷鋁分子篩中的至少一種。所述的焦油吸附塔中的吸附劑f，是親水疏油的吸附劑，能充分吸收燃?xì)庵械乃?、氨和硫化氫，為硅膠、氧化鋁和硅鋁沸石分子篩中的至少一種。所述的親水吸附劑 f和親油吸附劑g的裝填量根據(jù)燃?xì)饨褂偷奶幚砹亢吞卣鞔_定。本發(fā)明的處于解吸狀態(tài)的焦油吸附塔，通過吹掃、加熱或降壓的方式，將輕焦油蒸汽解吸出來，主要是輕焦油蒸汽、水汽和少量氨等，送入冷凝器4被冷凝介質(zhì)i進(jìn)行冷凝，冷凝后得到的輕焦油和氨水的混合液體進(jìn)入輕焦油儲罐3B。在輕焦油儲罐3B中，混合并靜置分層，上層是輕焦油產(chǎn)品i，下層是稀氨水j。解吸過程所需熱量由冷卻器2通過換熱介質(zhì) b提供，可有效利用生物質(zhì)燃?xì)獾臒崃?，降低焦油處理過程的能耗。冷凝器4不能冷凝的含少量輕烴和惰性氣體的循環(huán)尾氣h，被送入生物質(zhì)氣化爐進(jìn)一步參與裂解和氣化反應(yīng)。有益效果(I)原料氣適應(yīng)性廣，生物質(zhì)燃?xì)獍ǜ鞣N固定床和流化床生物質(zhì)氣化爐氣化得到的燃?xì)?，以及干餾或半干餾過程得到的富含焦油和生物油的燃?xì)猓?2)采用重焦油對生物質(zhì)燃?xì)膺M(jìn)行噴淋脫焦，噴淋冷卻效果好，可脫除重焦油，并洗脫生物質(zhì)燃?xì)庵械纳倭糠蹓m；重焦油同時作為噴淋冷卻劑和產(chǎn)品，無須外加冷卻介質(zhì)，降低了分離困難和成本；(3)輕焦油采用親油吸附劑進(jìn)行深度吸附脫除，吸附作用可降低輕焦油露點，保證在后續(xù)過程的安全使用，過程不腐蝕設(shè)備，可控性強(qiáng)；脫焦過程可同時吸附脫水、脫氨，避免了后續(xù)過程進(jìn)一步對燃?xì)庵兴M(jìn)行脫除，簡化了脫焦流程，節(jié)約了成本；(4)將噴淋冷卻放出的熱量，回收用作閃蒸分離塔的加熱熱量，節(jié)約了焦油處理過程的能耗；(5)本發(fā)明的焦油處理過程，能耗低，輕、重焦油分別作為副產(chǎn)品，無廢水等污染排放。


圖I為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖；其中I-噴淋冷卻塔；2_冷卻器；3A-重焦油儲罐； 3B-輕焦油儲罐；4_冷凝器；5A-第一閥門；5B-第二閥門；5C第三閥門；5D_第四閥門； 5E-第五閥門；5F-第六閥門；5G-第七閥門；5H-第八閥門；1_第一吸附塔；II-第二吸附a-富含焦油的生物質(zhì)燃?xì)?；b_換熱介質(zhì)；c_渣油；d_重焦油；e_凈化后的生物質(zhì)燃?xì)?；f-親水吸附劑；g-親油吸附劑；h_循環(huán)尾氣；i-冷卻介質(zhì)；j_輕焦油產(chǎn)品；k-廢氨水解吸劑。
具體實施例方式本發(fā)明通過以下實施例進(jìn)行進(jìn)一步說明，但并不因此限制本發(fā)明的適用范圍。實施例I本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖如圖I所示，由噴淋冷卻塔I、冷卻器2、冷凝器4、第一焦油吸附塔I、第二焦油吸附塔II、重焦油貯罐3A、輕焦油儲罐3B、第一閥門5A、第二閥門5B、第三閥門5C、第四閥門5D、第五閥門5E、第六閥門5F、第七閥門5G、第八閥門5H和管線構(gòu)成。生物質(zhì)氣化爐得到的富含焦油的500°C高溫生物質(zhì)燃?xì)鈇，主要為可燃的C0、H2等可燃成分，含有焦油大分子蒸汽，經(jīng)除塵后首先進(jìn)入噴淋冷卻塔I，被重焦油噴淋冷卻，冷凝放出的熱量由冷卻器2的換熱介質(zhì)b帶走；冷凝得到的成分較重的焦油和含較多灰分的渣油，溫度為150°C,進(jìn)入重焦油儲罐3A ;在重焦油儲罐3A中,進(jìn)行靜置分離除去洛油c后,一部分作為重焦油d產(chǎn)品，另一部分返回到噴淋冷卻塔1，作為噴淋冷卻介質(zhì)。從噴淋冷卻塔 I出來的脫除重焦油的生物質(zhì)燃?xì)?，被送入第一焦油吸附塔I。第一焦油吸附塔I處于吸附狀態(tài)，第二焦油吸附塔II處于解吸狀態(tài)時，底部第五閥門5E和第八閥門5H打開，底部第六閥門5F和第七閥門5G關(guān)閉；頂部第一閥門5A和第四閥門打開，頂部第二閥門5B和第三閥門5C關(guān)閉。第一焦油吸附塔I下部親油吸附劑為活性炭，上部親水吸附劑為硅膠，吸附溫度為30°C ;在第一焦油吸附塔I中，輕質(zhì)焦油蒸汽被活性炭充分吸收，少量水、硫化氫和氨被硅膠吸附，凈化后的生物質(zhì)燃?xì)鈋的焦油露點降低至-io°c，后續(xù)使用過程不會凝結(jié)腐蝕設(shè)備；從處于解吸狀態(tài)的第二焦油吸收塔II中解吸出焦油蒸汽，氣相產(chǎn)物在冷凝器4中利用冷卻介質(zhì)i進(jìn)行冷凝，冷凝液進(jìn)入輕焦油儲罐 3B，分別得到輕焦油產(chǎn)品j以及廢氨水k ;不凝性氣體為含輕烴的循環(huán)尾氣h，循環(huán)返回生物質(zhì)氣化爐，參與氣化反應(yīng)。吸附和解吸過程完成后，第一輕焦油吸附塔I和第二輕焦油吸附塔II可切換狀態(tài)，實現(xiàn)連續(xù)脫焦油。實施例2如實施例I的生物質(zhì)燃?xì)饷摻褂拖到y(tǒng)，生物質(zhì)燃?xì)鉁囟葹?50°C，焦油含量為 800mg/Nm3。冷卻器2的冷卻溫度為130°C;親油吸附劑為全硅Silicalite分子篩(20% wt) 和活性炭纖維(80% wt)的混合物，親水吸附劑為4A分子篩(40% wt)和氧化鋁(60% wt) 的混合物，吸附溫度為5°C。凈化后，生物質(zhì)燃?xì)獾慕褂吐饵c降低至_5°C，后續(xù)使用過程不會凝結(jié)腐蝕設(shè)備。實施例3如實施例I的生物質(zhì)燃?xì)饷摻褂拖到y(tǒng)，生物質(zhì)燃?xì)鉁囟葹?00°C，焦油含量為 950mg/Nm3。冷卻器2的冷卻溫度為140°C;親油吸附劑為全硅Silicalite分子篩(10% wt) 和MCM-41(90% wt)的混合物，親水吸附劑為硅膠(20% wt)和13X分子篩(80% wt)的混合物，吸附溫度為3°C。凈化后，生物質(zhì)燃?xì)獾慕褂吐饵c降低至_10°C，后續(xù)使用過程不會凝結(jié)腐蝕設(shè)備。實施例4如實施例I的生物質(zhì)燃?xì)饷摻褂拖到y(tǒng)，生物質(zhì)燃?xì)鉁囟葹?50°C，焦油含量為 1200mg/Nm3。冷卻器2的冷卻溫度為120°C ;親油吸附劑為A1P04_5分子篩(60% wt)和炭分子篩(40%wt)的混合物，親水吸附劑為硅膠(35%wt)和5A分子篩(65%wt)的混合物，吸附溫度為15°C。凈化后，生物質(zhì)燃?xì)獾慕褂吐饵c降低至_6°C，后續(xù)使用過程不會凝結(jié)腐蝕設(shè)備。實施例5如實施例I的生物質(zhì)燃?xì)饷摻褂拖到y(tǒng)，生物質(zhì)燃?xì)鉁囟葹?00°C，焦油含量為 1100mg/Nm3。冷卻器2的冷卻溫度為110°C ;親油吸附劑為活性炭纖維，親水吸附劑為硅膠(50% wt)和4A分子篩(50% wt)的混合物，吸附溫度為30°C。凈化后，生物質(zhì)燃?xì)獾慕褂吐饵c降低至_3°C，后續(xù)使用過程不會凝結(jié)腐蝕設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種生物質(zhì)燃?xì)怦詈衔缴疃让摮褂拖到y(tǒng)，其特征在于，由噴淋冷卻塔(I)、冷卻器(2)、冷凝器(4)、第一焦油吸附塔(I)、第二焦油吸附塔(II)、重焦油貯罐(3A)、輕焦油儲罐(3B)、第一閥門(5A)、第二閥門(5B)、第三閥門(5C)、第四閥門(OT)、第五閥門(5E)、 第六閥門(5F)、第七閥門(5G)、第八閥門(5H)和管線構(gòu)成；噴淋冷卻塔(I)下部設(shè)燃?xì)膺M(jìn)口、底部設(shè)焦油出口、上部設(shè)噴淋進(jìn)料口、頂部為燃?xì)獬隹?，重焦油儲?3A)設(shè)有上部進(jìn)料口、頂部出料口、底部出料口和下部出料口，第一焦油吸附塔⑴和第二焦油吸附塔(II)分別設(shè)有頂部料口和底部料口，焦油吸附塔內(nèi)分別上部填充親水吸附劑(f)，下部填充親油吸附劑(g)，輕焦油儲罐(3B)設(shè)有頂部進(jìn)料口、下部出料口和底部出料口 ；噴淋冷卻塔(I)頂部燃?xì)獬隹诼?lián)接第五閥門(5E)和第六閥門(5F) —端，噴淋冷卻塔(I)底部焦油出口和冷卻器⑵聯(lián)接，冷卻器⑵的出料進(jìn)入重焦油儲罐(3A)上部進(jìn)料口，重焦油儲罐(3A)頂部出料口和噴淋冷卻塔(I)的上部噴淋進(jìn)料口相連；第七閥門(5G)和第八閥門(5H)的一端聯(lián)接冷凝器(4)，冷凝器(4)設(shè)有頂部出氣口和底部出料口，冷凝器(4)底部出料口聯(lián)接輕焦油儲罐(3B)頂部進(jìn)料口 ；第五閥門(5E)和第七閥門(5G) —端聯(lián)接第一焦油吸附塔(I) 底部料口 ；第六閥門(5F)和第八閥門(5H) —端聯(lián)接第二焦油吸附塔(II)底部料口 ；第一閥門(5A)和第二閥門(5B) —端為清潔燃?xì)?e)出口 ；第三閥門(5C)和第四閥門(5D) — 端為解吸劑(m)進(jìn)口 ；第一閥門(5A)和第三閥門(5C) —端聯(lián)接第一焦油吸收塔(I)頂部料口 ；第二閥門(5B)和第四閥門(5D) —端聯(lián)接第二焦油吸收塔(II)頂部料口。
2.一種利用如權(quán)利要求I所述系統(tǒng)的生物質(zhì)燃?xì)怦詈衔缴疃让摮褂凸に?，具體步驟為生物質(zhì)氣化爐產(chǎn)生的富含焦油的高溫生物質(zhì)燃?xì)?a)經(jīng)除塵后首先由噴淋冷卻塔 (I)下部進(jìn)料口進(jìn)入噴淋冷卻塔(I)，被噴淋冷卻塔(I)上部噴淋進(jìn)料口的重焦油液體噴淋冷卻，得到的重焦油液體由噴淋冷卻塔(I)底部出料口進(jìn)入冷卻器(2)，冷凝放出的熱量由冷卻器(2)的換熱介質(zhì)(b)帶走；重焦油由上部進(jìn)料口進(jìn)入重焦油儲罐(3A)，在重焦油儲罐(3A)中，靜置分離，由底部出料口分離除去渣油(C)，下部出料口得到重焦油(d)產(chǎn)品，部分重焦油產(chǎn)品由頂部出料口返回到噴淋冷卻塔(I)上部噴淋進(jìn)料口，作為噴淋冷卻介質(zhì)； 從噴淋冷卻塔(I)頂部出來的脫除重焦油的生物質(zhì)燃?xì)猓?jīng)第五閥門(5E)被送入處于吸附狀態(tài)的第一焦油吸附塔(I)底部料口，在第一焦油吸附塔(I)中，輕質(zhì)焦油蒸汽被親油吸附劑(g)充分吸附，水、氨和硫化氫被親水吸附劑(f)冷卻吸附，凈化后的生物質(zhì)燃?xì)?e) 由第一焦油吸附塔(I)頂部料口經(jīng)第一閥門(5A)被送入后續(xù)工段；解吸劑(m)經(jīng)第四閥門(5D)進(jìn)入處于解吸狀態(tài)的第二焦油吸附塔(II)頂部料口，由第二焦油吸附塔(II)解吸出的氣相產(chǎn)物由底部料口經(jīng)第八閥門(5H)進(jìn)入冷凝器(4)，在冷凝器(4)中利用冷卻介質(zhì)(i)進(jìn)行冷凝，冷凝液由頂部進(jìn)料口進(jìn)入輕焦油儲罐(3B)，輕焦油儲罐(3B)底部出口為廢氨水(k)，下部出口為輕焦油產(chǎn)品(j);不凝性氣體為含輕烴的循環(huán)尾氣(h)，由冷凝器(4) 頂部出口循環(huán)返回生物質(zhì)氣化爐；第一焦油吸附塔(I)和第二焦油吸附塔(II)交替進(jìn)行吸附和解吸操作，實現(xiàn)生物質(zhì)燃?xì)庵薪褂偷倪B續(xù)脫除。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于第一焦油吸附塔(I)處于吸附狀態(tài)，第二焦油吸附塔(II)處于解吸狀態(tài)時，底部第五閥門(5E)和第八閥門(5H)打開，底部第六閥門 (5F)和第七閥門(5G)關(guān)閉；頂部第一閥門(5A)和第四閥門(5D)打開，頂部第二閥門(5B) 和第三閥門(5C)關(guān)閉；第一焦油吸附塔(I)處于解吸狀態(tài)，第二焦油吸附塔(II)處于吸附狀態(tài)時，底部第五閥門(5E)和第八閥門(5H)關(guān)閉，底部第六閥門(5F)和第七閥門(5G)打開；頂部第一閥門(5A)和第四閥門(5D)關(guān)閉，頂部第二閥門(5B)和第三閥門(5C)打開。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于冷卻器(2)的冷卻溫度為100 150°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于處于吸附狀態(tài)的第一焦油吸附塔(I)的吸附溫度為O 50°C ;所述的吸附劑(g)為活性炭、全硅分子篩、MCM系列高硅介孔材料和磷鋁分子篩中的至少一種；所述的吸附劑(f)為硅膠、氧化鋁和硅鋁沸石分子篩中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)燃?xì)怦詈衔缴疃让摮褂凸に嚰跋到y(tǒng)，系統(tǒng)由噴淋冷卻塔、焦油吸附塔、冷卻器、儲罐及輔助的管線和閥門組成。生物質(zhì)燃?xì)饨?jīng)除塵后首先進(jìn)入噴淋冷卻塔，與重焦油液體進(jìn)行噴淋接觸，大部分重質(zhì)焦油蒸汽被冷卻凝結(jié)為液體；經(jīng)初步凈化后的生物質(zhì)燃?xì)?，被送入焦油吸附塔，輕質(zhì)焦油蒸汽被親油吸附劑充分吸附，凈化后的生物質(zhì)燃?xì)馑腿牒罄m(xù)工段使用；焦油吸附塔解吸出輕焦油蒸汽，經(jīng)冷凝和油水分離，分別得到輕焦油產(chǎn)品，含少量輕烴的循環(huán)尾氣，以及少量廢氨水。本發(fā)明的生物質(zhì)燃?xì)饨褂婉詈衔矫摮に嚲哂型瑫r脫焦油和脫水的特點，可達(dá)到深度脫焦油的目的；脫焦油成本低；無廢水排放；可副產(chǎn)輕、重焦油產(chǎn)品。
文檔編號C10K1/04GK102585918SQ20121003724
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者吳娟, 廖傳華, 朱躍釗, 陳海軍 申請人:南京工業(yè)大學(xué)