本实用新型涉及一种粗秸秆气净化组合设备。
背景技术：
秸秆或秸秆颗粒采用“低温-慢速炭化技术”炭化过程中，气体产物——粗秸秆气的量约占炭化总投料量的70%左右，该部分气体的合理利用是秸秆炭化工艺符合生物质资源化利用低碳、节能环保要求的关键。
目前大部分秸秆炭化工艺参照焦炉煤气回炉原理，将气体产物净化后返回炭化炉作加热燃料气使用。粗秸秆气高温、低压且成分复杂，除含有燃料气组分外，还含有碳粒粉尘以及木醋液、木焦油、水等可凝结组分，当前普遍采用的净化方案是：炭化炉产物通过出口沉降室进行气固分离出炭后，含有大量碳粒粉尘和可凝结组分的粗秸秆气直接通过单级或多级喷淋塔循环洗涤降温除尘，再通过后续补充冷却设施和过滤器充分冷却除凝，最后通过引风机返回炭化炉。
该方案的主要设备为一组循环喷淋洗涤塔以及辅助/补充换热设施。该设备组合存在以下缺陷：
⑴为保证除尘、除凝效果通常采用多级喷淋+逐级冷却的设备组合，设备之间通过复杂管路连接，由于粗秸秆气含尘、含焦油，使得洗涤液中存在大量高粘度物质，管道、喷头堵塞频繁，跑冒滴漏严重，不能保证长周期运行；
⑵为减少设备数量和占地面积，多级喷淋洗涤塔通过共用沉降槽循环，再通过水冷器液相取热保持循环洗涤系统温度，该方案不能实现分段控温，粗秸秆气中大量碳粒粉尘及木焦油、木醋液等可凝结组分遗留在循环洗涤液中，直至饱和洗涤效果下降后，更换洗涤液，从而产生大量低附加值的“炭尘+木醋液+木焦油+水”的混合物；
⑶由于除渣、散热需要，洗涤液沉降槽为敞口，大量有刺激性气味的气体散发至空气中，影响操作环境卫生；
⑷受原料秸秆收集半径限制，单套以产炭为主的低温-慢速炭化装置产气规模约在1000Nm3/h左右，其洗涤塔、冷却器均为小型设备，不能达到良好的净化除凝效果；
⑸由于粗秸秆气压力较低，为克服净化系统压降，在系统末端加引风机，使得整个净化系统为负压，存在安全隐患。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种粗秸秆气净化组合设备，分段控温，同时具备除尘、冷凝及初步分离功能。
为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为：一种粗秸秆气净化组合设备，其不同之处在于：其包括依次连通的混合除尘器、沉渣槽及横管分凝器，所述混合除尘器和横管分凝器分别设于所述沉渣槽的上方，所述横管分凝器的腔室被设于其中部的集液箱划分为上半腔室和下半腔室，所述下半腔室内设置有第一喷淋件，所述上半腔室内从下至上依次设置有冷却管箱及第二喷淋件，所述横管分凝器的腔室顶端还开设有气体出口。
按以上技术方案，所述混合除尘器为文丘里洗涤器。
按以上技术方案，所述沉渣槽包括一个腔体，所述腔体的上端开设有与所述文丘里洗涤器连通的第一连通口、及与所述横管分凝器连通的第二连通口，所述腔体的一侧开设有沉渣槽出口、另一侧开设有排渣口，所述沉渣槽出口通过设有第一循环泵的第一管道分别与所述文丘里洗涤器、第一喷淋件、及用于排出液体的第一排液管连接，所述第一循环泵能将所述沉渣槽内的液体抽取至文丘里洗涤器内以作为洗涤液使用，能将所述沉渣槽内的液体抽取至第一喷淋件内以作为洗涤液使用，且能将沉渣槽内的液体抽取至通过所述第一排液管排出收集。
按以上技术方案，所述第一循环泵的出口处设置有用于降低液体温度的水冷器。
按以上技术方案，所述腔体内靠近所述沉渣槽出口的一侧间隔设置有两个隔板，其中一个隔板固定在所述腔体的上端以阻挡浮渣进入所述沉渣槽出口，另一个隔板固定在所述腔体的下端以阻挡沉渣进入所述沉渣槽出口。
按以上技术方案，所述集液箱通过设有第二循环泵的第二管道与所述第二喷淋件连通，所述第二循环泵能将所述集液箱内的液体抽取至第二喷淋件内以作为洗涤液使用，所述第二管道上还设置有用于排出收集集液箱内液体的第二排液管。
按以上技术方案，所述横管分凝器的腔室内还设置有除雾挡板，所述除雾挡板设于所述气体出口的下方。
按以上技术方案，所述第一喷淋件包括上下两个喷淋层。
按以上技术方案，所述混合除尘器、横管分凝器分别通过法兰与所述沉渣槽连接。
按以上技术方案，所述横管分凝器采用挂臂式安装以避免所述沉渣槽承重。
按以上技术方案，所述集液箱的中部设置有升气管。
对比现有技术，本实用新型的有益特点为：该粗秸秆气净化组合设备，集混合除尘、喷淋除尘、冷却分离以及凝液收集为一体，结构紧凑，功能齐全；将混合除尘器和横管分凝器置于沉渣槽上方，除尘洗涤液直接落入沉渣槽进行气、液、固分离，密闭可靠；通过水冷器控制文丘里洗涤器及沉渣槽内的液体温度，通过冷却管箱控制气体出口温度，以实现分段控温，并通过集液箱及沉渣槽分别收集不同温度下的凝液，以实现凝液初步分离。
附图说明
图1为本实用新型实施例结构示意图；
图2为本实用新型实施例局部结构示意图；
其中：１-混合除尘器（101-洗涤液入口、102-粗秸秆气入口）、２-沉渣槽（201-腔体（2011-第一连通口、2012-第二连通口、2013-沉渣槽出口、2014-排渣口）、202-隔板）、３-横管分凝器（3a-上半腔室、3b-下半腔室、301-第一喷淋件（3011-喷淋洗涤塔）、302-集液箱、303-冷却管箱、304-第二喷淋件、305-升气管、306-气体出口、307-除雾挡板）、4-第一管道（401-第一循环泵）、5-第二管道（501-第二循环泵）、6-水冷器、7-第一排液管、8-第二排液管。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
请参考图1和图2，本实用新型实施例粗秸秆气净化组合设备，其包括依次连通的混合除尘器１、沉渣槽２及横管分凝器３；
混合除尘器１为文丘里洗涤器，混合除尘器１设于沉渣槽２的上方，粗秸秆气进入文丘里洗涤器1内与洗涤液混合后，粗秸秆气内的碳粒粉尘及被析出的木焦油随洗涤液一起沉降至沉渣槽2内，经除尘除焦后的气体从横管分凝器3底部进入横管分凝器3；
沉渣槽2包括一个腔体201，腔体201的上端开设有与文丘里洗涤器1连通的第一连通口2011、及与横管分凝器3连通的第二连通口2012，腔体201的一侧开设有用于排出木焦油的沉渣槽出口2013、另一侧开设有用于排出碳渣的排渣口2014，沉渣槽出口2013通过设有第一循环泵401的第一管道4分别与文丘里洗涤器1、第一喷淋件301、及用于排出液体的第一排液管7连接，第一循环泵401能将沉渣槽2内的液体抽取至文丘里洗涤器1内以作为洗涤液使用，第一循环泵401还能将沉渣槽2内的液体抽取至第一喷淋件301内以作为洗涤液使用，第一循环泵401还能将沉渣槽2内的液体抽取至通过所述第一排液管7排出收集；
横管分凝器3设于沉渣槽2的上方，横管分凝器3内从下至上依次设置有第一喷淋件301、中部具有升气管305的集液箱302、冷却管箱303、及第二喷淋件304，横管分凝器3的腔室被集液箱302划分为用于二次除尘和初冷的下半腔室3b、及用于终冷的上半腔室3a，集液箱302用于收集上半腔室3a内的凝液，集液箱302通过设有第二循环泵501的第二管道5与第二喷淋件304连通，第二循环泵501能将集液箱302内的液体抽取至第二喷淋件304内以作为洗涤液使用，所述第二管道5上还连接有用于排出收集集液箱302内液体的第二排液管8，横管分凝器3的上端开设有气体出口306。
混合除尘器1、沉渣槽2及下半腔室3b的第一喷淋件301为除尘除焦段。上半腔室3a的冷却管箱303及第二喷淋件304为充分冷凝除水、除木醋液段，简称除凝段。
在一些优选的实施方式中，为了控制进入文丘里洗涤器1内的洗涤液的温度及沉渣槽2内液体的温度，使其低于木焦油露点高于其凝固点，防止木焦油与碳渣吸附形成高粘度物质，利于排渣，更重要的，为了保证木焦油以液体状态沉积在沉渣槽2内，木醋液以气体状态进入横管分凝器3内，第一循环泵401的出口设置有用于降低液体温度的水冷器6，水冷器6能使抽出液体的温度处于70～90℃。
在一些优选的实施方式中，腔体201内靠近沉渣槽出口2013的一侧间隔设置有两个隔板202，其中一个隔板202固定在腔体201的上端以阻挡浮渣进入沉渣槽出口2013，另一个隔板202固定在腔体201的下端以阻挡沉渣进入沉渣槽出口2013。
在一些优选的实施方式中，横管分凝器3的腔室内还设置有除雾挡板307，除雾挡板307设于气体出口306的下方。
在一些优选的实施方式中，第一喷淋件301包括上下两个喷淋层3011。
在一些优选的实施方式中，所述混合除尘器1、横管分凝器3分别通过法兰与所述沉渣槽2连接。
在一些优选的实施方式中，所述横管分凝器3采用挂臂式安装以避免所述沉渣槽2承重。
请参考图1和图2，本实用新型实施例粗秸秆气净化组合设备的工作原理为：
粗秸秆气在文丘里洗涤器1内与洗涤液充分混合，使粗秸秆气温度降至木焦油露点以下，将粗秸秆气中含有的碳粒粉尘、木焦油通过气液混合、降温捕集至洗涤液中；气液混合物进入沉渣槽2进行气液分离，液体及碳粒粉尘留在沉渣槽2内，气体直接从横管分凝器3底部进入，然后通过第一喷淋件301进行两次洗涤除尘，在隔板202的作用下，将碳渣留在沉渣槽201左侧的腔室内，清液（主要为木焦油和水）溢流至右侧腔室，然后由沉渣槽出口2013经第一循环泵401返回文丘里洗涤器1内作为洗涤液使用；左侧腔室内碳渣定期连带液体一起通过排渣口2014外排；因粗秸秆气温度较高约为450℃，文丘里洗涤器1内洗涤液温度将逐渐升高，需增加外部水冷器6将洗涤液中热量及时移走，保证除尘除焦段温度低于木焦油冷凝析出温度，高于木醋液冷凝析出温度，从而保证木焦油析出而木醋液不析出，实现凝液初步分离；经除尘除焦后的秸秆气进入上半腔室3a，通过冷却管箱303内的冷却水间接充分冷凝，并通过集液箱302收集凝液（木醋液+水），部分凝液通过第二循环泵501采出，部分循环至第二喷淋件304内喷淋使用，对秸秆气进行再次洗涤；除尘、除焦、除凝后的秸秆气从横管分凝器3顶部的气体出口306溢出至引风机。
请参考图1和图2，本实用新型实施例的优点为：
1）将混合除尘器1、沉渣槽2与横管分凝器3组合为一体，结构紧凑，去掉设备之间连接管道，极大降低系统故障率且有利于实现密闭；
2）混合除尘器1与沉渣槽2组合将碳粒粉尘和木焦油隔在除尘除焦段，并通过下半腔室3b内的喷淋实现二次除尘，保证除尘效率，避免堵喷头；
3）充分利用高温粗秸秆气热量和水冷器6，控制混合除尘器1及沉渣槽2内温度低于木焦油沸点高于木焦油凝固点，除焦同时避免木焦油凝固与碳粒粉尘吸附形成高粘度物质，保证除尘除焦段稳定循环同时可通过排渣口2014将捕集下来的碳粒粉尘直接排出，实现连续操作，避免人工清淤；
4）通过横管分凝器3实现分段控温冷凝，分段收集凝液，将碳粒粉尘、木焦油及少量水留在沉渣槽2内，横管分凝器3中的冷却管箱303采用间接取热，充分冷凝，并通过集液箱302收集木醋液和凝结水，实现木焦油、木醋液初步分离，木醋液可做为炭基肥添加剂，提高了附加值；
5）文丘里洗涤器1具有引射和一定程度加压作用，使整个净化系统保持常压，避免负压操作状态带来的安全隐患。
本实用新型实施例的效果数据如下：
表1 效果数据
注：表1为2t/h秸秆颗粒炭化气体产物净化前后数据比较。
由上表数据可知，经本装置净化后，可将粗秸秆气中的可凝结组分和碳粒粉尘基本除去，可满足炭化炉燃料气净化度要求。
以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属的技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应视为属于本实用新型的保护范围。