专利名称：污泥热解气分级冷凝回收生物油装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于能源化工领域，具体涉及一种污泥热解气分级冷凝回收生物油技 术。
背景技术：
随着城市污水处理规模的不断扩大，污水处理程度逐年升高，污泥产量也急剧增 加。污泥含有有毒有机物、致病微生物和重金属，会对环境产生严重危害，如处理不当或不 及时，会带来严重的二次污染。因此，如何有效地对城市污水污泥进行处置，已成为关系城 市社会和经济可持续发展的不可忽视的问题。污泥热解是一种新的污泥热化学利用处置技术，具有环境污染小、成本低、资源高 效回收等众多优点。热解工艺分成低温热解(< 500°C )和高温热解。由于高温热解大 型设备制造难度大、运行要求高，并且能耗相对较高，目前国内外的研发重点放在低温热解 上。污泥低温热解技术能有效地克服传统污泥处置方法的缺点。由于重金属富集于固体残 渣中稳定性好，且反应温度低，避开了二恶英生成区，NOx和SOx生成也很少，可以满足严格 的政策法规，另外可以获得有价值的资源化产品，因此低温热解技术是国际公认的有重要 应用前景的污泥资源化热化学处置技术。污泥热解产物包含气、固、液三相。其中固体产物可通过陶瓷过滤器或旋风分离器 得到，气相和液相产物需要通过冷凝方式分离出不凝结气体和热解油。由于污泥成分复杂 且不同地区的污泥成分差异很大，污泥热解得到的液体产物既有轻质组分，也有重质组分， 导致热解油的性质不稳定，影响油的品质。要改善热解油品质，就必须对热解油进行分离提纯。目前国内对于热解油的获取采用简单的单级冷凝方式。由于热解油是宽沸点混合 物，单独使用一种冷凝方式得到的产物成分复杂，品质较低。要想获得高品质油，必须进行 分离提纯，而后期分离提纯技术又会导致成本大大增加，不利于商业化推广。
发明内容技术问题针对以上污泥热解气冷凝分离方法的不足，本实用新型提出了一种污 泥热解制油过程中热解气分级冷凝回收生物油装置，可直接同时获取热解油中的轻质组分 和重质组分，大大降低后续提质操作的难度和成本。技术方案本实用新型的污泥热解气分级冷凝回收生物油装置包括第一级冷凝 器、第二级冷凝器、控制阀、循环泵、轻质油储罐、重质油储罐；其中，第一级冷凝器的下部接 重质油储罐，第一级冷凝器的上部接第二级冷凝器；第二级冷凝器的上部设有不凝结气体 的出口，在第二级冷凝器的下部与轻质油储罐相连接，轻质油储罐的下部设有轻质油出口， 轻质油储罐的中部接循环泵的输入端，循环泵的输出端通过控制阀接第二级冷凝器中的两 级喷淋嘴。所述的第一级冷凝器采用间壁式换热器，第二级冷凝器采用喷淋式冷却塔。[0009]轻组分物质(主要成分为直链烃化合物)被两级喷淋冷却后液化成轻质油。采用 喷淋冷却的方式可保证热解气的快速冷却，充分冷凝气体中的可凝结成分，实现油产率的 最大化。有益效果与现有技术相比，本实用新型的优点是采用两级冷凝方式，将间接冷凝和直接冷凝相结合，能够保证污泥热解气中可凝 结部分充分冷凝，同时实现重组分和轻组分的分离，不仅可以提高热解油的产率和品质，同 时降低了后期对热解油提质分离的成本。
图1是本实用新型的结构示意图，图中有第一级冷凝器1、第二级冷凝器2、两级 喷淋嘴21、控制阀3、循环泵4、轻质油储罐5、重质油储罐6。
具体实施方式
本实用新型用于污泥热解气分级冷凝回收生物油，系统主要由第一级冷凝器1、第二级冷凝器2、控制阀3、轻质油储罐5、重质油储罐6和循环泵4组成。该装置包括第一级冷凝器1、第二级冷凝器2、控制阀3、循环泵4、轻质油储罐5、重 质油储罐6 ；其中，第一级冷凝器1的下部接重质油储罐6，第一级冷凝器1的上部接第二级 冷凝器2 ；第二级冷凝器2的上部设有不凝结气体的出口，在第二级冷凝器2的下部与轻质 油储罐5相连接，轻质油储罐5的下部设有轻质油出口，轻质油储罐5的中部接循环泵4的 输入端，循环泵4的输出端通过控制阀3接第二级冷凝器2中的两级喷淋嘴21。所述的第 一级冷凝器1采用间壁式换热器，第二级冷凝器2采用喷淋式冷却塔。污泥热解产物首先经陶瓷过滤器去除固体残炭，剩余产物进入第一级冷凝器1。第 一级冷凝器1采用间壁式换热器，换热器壳程走热解气体产物，管程走冷却水。气体在第一 级冷凝器1内停留时间大于3秒。第一级冷凝器1的下部设置气体入口，顶部设置气体出 口，底部设重质油出口并通过管道与重质油储罐6连通。热解气体在冷却盘管中冷却水的 间接冷凝作用下，温度降低到300 400°C，其中的重组分物质(主要为大分子含氧化合物， 如含氧酸、脂、醛、酮等)被冷凝分离出来进入重质油储罐6，未凝结气体从气体出口进入第 二级冷凝器2。第二级冷凝器2采用喷淋式冷却塔，设有两级喷淋嘴。第二级冷凝器2下部设置 气体入口并与第一级冷凝器1气体出口连通，顶部设置不凝结气体出口，底部设液体出口 并通过管道与轻质油储罐5连通。从第一级冷凝器1来的热解气体被两级喷淋冷却，温度 降低到40 70°C，气体停留时间大于3秒。剩余产物中的轻组分物质(主要成分为直链烃 化合物)发生液化，变成轻质油。轻质油储罐5中设热交换器以带走热量，收集的轻质油一 部分作为成品油从底部出口流出；一部分在循环泵4的作用下返回两级喷淋嘴。通过调节 控制阀3的开度，实现喷凝量的调控。
权利要求一种污泥热解气分级冷凝回收生物油装置，其特征在于该装置包括第一级冷凝器(1)、第二级冷凝器(2)、控制阀(3)、循环泵(4)、轻质油储罐(5)、重质油储罐(6)；其中，第一级冷凝器(1)的下部接重质油储罐(6)，第一级冷凝器(1)的上部接第二级冷凝器(2)；第二级冷凝器(2)的上部设有不凝结气体的出口，在第二级冷凝器(2)的下部与轻质油储罐(5)相连接，轻质油储罐(5)的下部设有轻质油出口，轻质油储罐(5)的中部接循环泵(4)的输入端，循环泵(4)的输出端通过控制阀(3)接第二级冷凝器(2)中的两级喷淋嘴(21)。
2.根据权利要求1所述的一种污泥热解气分级冷凝回收生物油装置，其特征在于所述 的第一级冷凝器(1)采用间壁式换热器，第二级冷凝器(2)采用喷淋式冷却塔。
专利摘要污泥热解气分级冷凝回收生物油装置包括第一级冷凝器(1)、第二级冷凝器(2)、控制阀(3)、循环泵(4)、轻质油储罐(5)、重质油储罐(6)；其中，第一级冷凝器(1)的下部接重质油储罐(6)，第一级冷凝器(1)的上部接第二级冷凝器(2)；第二级冷凝器(2)的上部设有不凝结气体的出口，在第二级冷凝器(2)的下部与轻质油储罐(5)相连接，轻质油储罐(5)的下部设有轻质油出口，轻质油储罐(5)的中部接循环泵(4)的输入端，循环泵(4)的输出端通过控制阀(3)接第二级冷凝器(2)中的两级喷淋嘴(21)。能够保证污泥热解气的充分冷凝，实现重组分和轻组分的分离，不仅可以提高热解油的产率和品质，同时降低了后期热解油提质分离的成本。
文档编号C10G1/00GK201670826SQ20102017490
公开日2010年12月15日 申请日期2010年4月29日 优先权日2010年4月29日
发明者冯四平, 吴昌子, 孙国平, 孙宇, 宋敏, 左武, 金保昇, 黄亚继 申请人:江苏中容电气有限公司;东南大学