专利名称：一种生物质气化焦油的干式过滤和微波再生回收装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种生物质气化焦油的干式过滤和微波再生回收装置。特别是利用微波加热解吸的方法来实现过滤材料的再生，并利用冷凝的方法将解吸出来的焦油进行有效地回收。
背景技术：
生物质气化是生物质原料在缺氧状态下加热反应生成可燃气体的过程。但是，气化过程除产生CO、CH4、H2等小分子可燃气体外，还产生了多核芳香族大分子碳氢化合物焦油。焦油是一种有害成分，易引起冷凝、形成浮质、聚合产生更复杂的结构等，不仅导致产气率降低，还会堵塞和腐蚀设备，给过程设备和内燃机运行带来很大问题。然而，焦油同时又是一种宝贵的能源或化工原料，若能将焦油回收，既可以消除污染，还能回收能源，一举多得。国内外对生物质气化焦油的净化方法可大致分为包括湿法和干法两种。湿法主要指水洗法，因为存在严重的洗焦废水二次污染，水洗法目前已逐渐被淘汰。干法包括电捕焦法、热裂解法、催化裂解法、过滤法等多种。其中，电捕焦法净化生物质燃气时因容易发生爆炸而不推荐使用。热裂解法的分解效率比较低，所需高温不易实现，经济性差。催化裂解法常用白云石(或橄榄石)、镍基催化剂等。白云石的主要局限在于焦油转化率不高，对重焦油转化困难，热稳定性差，易烧融引起活性下降等。镍基催化剂虽然分解效率高，但价格贵且反应条件苛刻、易发生炭沉积而失活。此外，催化裂解法中燃气在进入裂解反应器之前通常需要整体加热升温100 200°C以达到最理想的催化反应温度区间，其能耗很高。而且，特别需要注意的是，上述方法的共同点是都难以将焦油回收用作燃料或者化工原料等用途。过滤法通常采用玉米芯、木屑、谷壳等生物质材料作为滤料，或者以陶瓷过滤芯等无机惰性物质为滤料。以陶瓷等无机惰性物质为滤料时，过滤下来的焦油和灰尘会粘合在一起，滤料的清洗理和再生非常困难。而以玉米芯、木屑等生物质类材料为滤料时，用过的滤料虽不需要清洗，但是却需要进行频繁的定期更换。以上两种情况都会使得干式过滤工艺的工作量急剧增大，而且仍然难以回收焦油以用作能源或化工原料。
发明内容本实用新型的目的是克服上述不足问题，提供一种生物质气化焦油的净化回收装置，不但能净化生物质气化粗燃气，而且能够回收焦油产品。本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是一种生物质气化焦油的干式过滤和微波再生回收装置，其主要分为微波发生装置、金属外壳、流动阻力测量装置、过滤床、 风机、冷凝器、小阀门和大阀门共八部分组成。金属外壳的作用主要是防止微波泄露。微波发生装置安设在金属外壳外侧，并通过金属外壳上的开口将微波辐射到金属外壳的内部空间，用于加热过滤床内的焦油使其蒸发而分离。过滤床安设在金属外壳内部。风机布置在金属外壳外侧，风机出口管道经过小阀门最终连接到金属外壳的外表面，连接位置位于过
3滤床下方。风机入口管道连接到冷凝器壳体的下表面。风机的作用是在微波加热过程中使载气流向上方流动，携带解吸出来的焦油离开过滤床并送入冷凝器凝结回收。冷凝器位于金属外壳侧上方，与净化后燃气的出口管道相连。大阀门位于待净化粗燃气进入金属外壳之前的进口管道上，处于常开状态，仅在微波解吸过程中风机运行时才关闭。在过滤床的上方和下方布置有流动阻力测量装置，用于测量粗燃气流经过滤床的压降变化情况。所述过滤床内的滤料采用微波可以低损耗穿透的陶瓷、玻璃类材料。本实用新型将生物质气化焦油通过干式过滤和微波再生来实现净化和回收，目前国内外均未见报道。在过滤床进行微波加热解吸再生时，由于微波可以穿透低损耗的玻璃、 陶瓷等滤料，因而微波的能量主要用于加热焦油及飞灰中的残炭，而滤料所吸收的微波能很低，因而滤料的解吸再生过程非常快速，而且节能。加热解吸出来的大部分高浓度焦油蒸汽可通过冷凝器冷凝后回收。床内残存的少量焦油发生缩聚，降温后成为固体聚合物。在过滤设备使用较长时间后的定期维护期间，可以彻底将固体状聚合物分离出来。过滤床内过滤下来的未完全燃烧的炭颗粒，在微波照射下也会发生部分氧化，成为可燃的一氧化碳。
附图I是本实用新型生物质气化焦油净化方法的原理方框图附图2是本实用新型专利的结构示意图
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。参见结构示意图。图I是本实用新型的原理方框图。待过滤的生物质气化粗燃气经过过滤床得到净化。当过滤床内因焦油含量较多而使得床层阻力过高时，停止过滤。启动微波装置对过滤床进行加热再生，解吸出焦油蒸汽通过冷凝得到回收。图2是本实用新型的一个生物质气化焦油净化回收实施例的结构示意图。其主要分为微波发生装置I、金属外壳2、流动阻力测量装置3、过滤床4、冷凝器5、风机6、小阀门 7以及大阀门8共8部分。生物质气化炉来的粗燃气经大烟气阀8从金属外壳2下方进入过滤床4，在过滤床内除去大部分焦油和灰尘。注意过滤过程中小阀门7处于闭合状态，风机6不运转。系统运行一段时间后，焦油及灰垢含量升高会使过滤床层流动阻力增加，当流动阻力测量装置3测量的阻力值超过限值时，关闭大烟气阀8，打开小阀门7，启动风机6和微波发生装1，利用微波将大部分焦油从滤料中解吸出来成为焦油蒸汽，并将飞灰中的残炭部分氧化为可燃气体一氧化碳。在风机6吹来的载气的携带作用下，焦油蒸汽离开过滤床4 及金属外壳2，在冷凝器5冷凝后回收。解吸过程同时使过滤床恢复过滤能力。过滤床内残留的固体块状焦油聚合物可以在系统运行很长一段时间后采用水洗等方法进行彻底分离。
权利要求1.一种生物质气化焦油的干式过滤及微波再生回收装置，包括微波发生装置、金属外壳、流动阻力测量装置、过滤床、风机、冷凝器、小阀门和大阀门八部分，其特征在于，微波发生装置安设在金属外壳外侧，并通过金属外壳上的开口将微波辐射到金属外壳内部；过滤床安设在金属外壳内部；风机布置在金属外壳外侧，风机出口管道经过小阀门最终连接到金属外壳的外表面，连接位置位于过滤床下方，风机入口管道连接到冷凝器壳体的下表面； 冷凝器位于金属外壳侧上方，与净化后燃气的出口管道相连；大阀门位于待净化粗燃气进入金属外壳之前的进口管道上。
2.根据权利要求I所述的一种生物质气化焦油的干式过滤及微波再生回收装置，其特征还在于，所述过滤床内的滤料采用微波可以低损耗穿透的陶瓷或玻璃类材料。
专利摘要本实用新型涉及一种生物质气化焦油的干式过滤和微波再生回收装置，特别是采用了干式过滤、微波再生和冷凝的方法来实现对生物质气化焦油的净化和回收。过滤床位于金属壳内，滤料采用微波可以穿透的陶瓷、玻璃等材料。通过过滤实现对生物质气化粗燃气中焦油的净化。当过滤床层阻力超过设定限值时，启动微波发生装置对过滤床进行微波解吸再生，从过滤床解吸出来的焦油进入冷凝器后得到回收。
文档编号C10K1/22GK202346983SQ20112036958
公开日2012年7月25日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者徐琳, 李志敏, 王建伟 申请人:王建伟