一种分离生物质热裂解蒸气中固体颗粒的设备的制作方法

本发明涉及分离生物质热裂解蒸气中固体颗粒，具体为一种分离生物质热裂解蒸气中固体颗粒的设备。

背景技术：

1、化石燃料资源的紧缺，化石能源的使用导致温室效应和环境污染的日益严重，大力发展可再生清洁能源尤为重要。生物质热裂解是指生物质在缺氧、低氧的反应器内经热裂解所得热裂解蒸气，按反应温度和最终产物的不同分为气化技术和液化技术。生物质能是唯一一种可以转化为气体、固体以及液体燃料的可再生能源，与现有化石燃料技术具有很大的兼容性。

2、生物质热解反应后的固体产物有一部分会随着热解蒸气进入后续装置，热解蒸气中的固体颗粒在冷凝过程中会产生不利影响，如在冷凝管道内集结而堵塞管道。例如，生物质热解产生的焦炭，炭能够催化热解蒸气的二次热解，使可冷凝的蒸气部分挥发分解成不可冷凝气体，从而降低生物油的产量。固体颗粒的存在还会给生物油的存储和燃烧带来很多的不利影响，如颗粒在生物油的保存过程中逐渐团聚，并吸附一些生物质裂解物形成沥青状的沉淀物，并以催化剂的形式加速生物油的老化，不利于生物油的长期储存，降低生物油的品质，严重影响生物油的工业应用。因此热解蒸气在冷凝前的净化对整个热解系统的进行和生物油品质的提高具有重要的意义。

3、目前，现有的生物质热解液化设备大都采用一级旋风分离器或者两级旋风分离器相结合。但是，旋风除尘器的分离机理为离心分离，其机理决定了不适用于分离粒径很小(小于10μm)的颗粒，而且气量的波动对除尘效果及设备阻力影响较大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种分离生物质热裂解蒸气中固体颗粒的设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种分离生物质热裂解蒸气中固体颗粒的设备，该设备包括碰撞舱、中转箱、分离箱，所述中转箱一端与碰撞舱管道连接，中转箱另一端与分离箱管道连接，所述碰撞舱上端设置有进气管，碰撞舱通过范德华力增大固体颗粒的体积，所述中转箱对固体颗粒进行拦截，所述分离箱通过回流使固体颗粒与气体分离；碰撞舱在与进气管的连接管进行碰撞，在稳定的原子和分子当中，电子也是会发生微小的偏移的，从而改变其电荷的分布，使一个分子的某一部分带上一定的负电荷，而另一部分则带上正电荷，当固体颗粒在传输管的前方发生碰撞时，刚好达到范德华力产生的条件，即两个材料非常的靠近，所以，当固体颗粒发生碰撞时，通过范德华力时固体颗粒吸引在一起，形成大的固体颗粒，进而减少微粒的存在，从而增加固体颗粒的体积，进而提高对固体颗粒的分离效果。

3、所述碰撞舱内部侧壁上设置有若干组凸条，碰撞舱与进气管的连接处设置有传输管，所述传输管的另一端与中转箱管道连接；当碰撞舱内部压力增强时，碰撞舱内壁通过若干组凸条的设置，增强抗压能力的同时，增加对固体颗粒的拦截能力，减少进入到分离箱中的固体颗粒，传输管对热裂解蒸气进行传输。

4、所述中转箱中设置有若干组拦截板，中转箱上端与分离箱连通；传输管一端倾斜设置在中转箱上，当气流携带着大固体颗粒倾斜向下的运动时，中转箱通过若干组拦截板对颗粒物进行二次拦截，再次减少进入到分离箱中的固体颗粒密度，经过二次拦截的蒸气进入到分离箱中进行蒸气与固体颗粒的分离。

5、所述分离箱内部设置有汲取轴，分离箱内部位于汲取轴下方设置有滤板，所述汲取轴通过强弱不同的吸引力对蒸气进行汲取，所述滤板在汲取轴抽取时对固体颗粒进行拦截。汲取轴在外力的带动下在分离箱中进行转动，并通过强弱不同的吸引力对热裂解蒸气进行汲取，使得带有固体颗粒蒸气进行吸引，并通过滤板对蒸气的阻挡而产生回流，使回流中的固体颗粒与原气流中的固体颗粒发生碰撞，从而使部分固体颗粒与蒸气分离，通过多次的碰撞达到固体颗粒与蒸气分离的需求，滤板对固体颗粒进行阻挡，并为导流板的安装提供支撑。

6、作为优选技术方案，所述碰撞舱分为上部分和下部分，碰撞舱的所述上部分为无上下端面的圆台结构，碰撞舱的所述上部分的内部侧壁上设置有若干组凸条，碰撞舱的所述下部分为半圆球结构。通过上部分圆台状的设置，使得碰撞舱出气口处的蒸气流出速度增加，进而增加与进气管中蒸气的碰撞力度，下部分成半圆球结构，提高碰撞舱的承压能力。

7、作为优选技术方案，所述传输管与碰撞舱及进气管连接的一端内部设置有压力阀；若干组所述拦截板的侧端面上均设置有若干组凸点及若干组凹槽。压力阀对蒸气的流动进行控制，使蒸气分段进入到分离箱中，从而提高对固体颗粒的分离效果和分离效率，压力阀控制蒸气的流通通道，从而使碰撞舱对蒸气进行储存，并产生高压，进而为固体颗粒的碰撞提供基础，拦截板上设置凸点和凹槽，增加与蒸气的接触面积，增强对固体颗粒的拦截效果。

8、作为优选技术方案，所述分离箱下端设置有进气口，分离箱内部下端面上位于进气口的一侧设置有导向板，所述滤板左右两端均设置有回流块，两组所述回流块下端均设置有凹槽，所述滤板呈弧形结构。导向板对进入的蒸气的流动方向进行导向，为回流与原气流的碰撞提供基础，回流块为滤板的安装提供支撑，同时，通过凹槽对蒸气的流动方向进行疏导，使蒸气在凹槽处产生回流，弧形结构为导流板的安装提供支撑。

9、作为优选技术方案，所述滤板下端面沿切线方向设置有若干组导流板，若干组所述导流板的另一端均设置有弯折角。导流板沿切向方向设置，使得沿着滤板表面进行流动的蒸气得到导流，并通过弯折角的设置，使得沿着滤板表面流动的蒸气在弯折角处产生一定方向的回流，并与其他气流发生碰撞，进而通过碰撞使固体颗粒的移动方向发生变化，进而使固体颗粒与蒸气分离，通过多处弯折角的设置，增加碰撞次数，提高分离效果。

10、作为优选技术方案，所述汲取轴与分离箱转动连接，汲取轴为圆筒结构，汲取轴上设置有至少两组汲取管，至少两组所述汲取管内均设置有限流板，至少两组所述限流板的一端设置有配重块。汲取轴在外力的带动下在分离箱中进行转动，并通过汲取管对分离箱、中转箱以及传输管中的蒸气进行汲取，从而使分离箱、中转箱及传输管中产生负压，进而加快蒸气在传输管、中转箱及分离箱中的流动速度，同时，通过滤板、导向板等对分离箱内部空间的分隔，进而减少了蒸气在分离箱中的扩散空间，进而避免了固体颗粒分散到分离箱各处而导致的碰撞分离效率的降低，限流板对汲取管的吸引力大小进行控制，并通过配重块对限流板的配重，避免汲取管在汲取时受到吸引力的影响而降管道封堵。

11、作为优选技术方案，所述限流板倾斜设置在汲取管内，限流板与汲取管转动连接，限流板与汲取管转动连接的一端设置有限流台。通过倾斜设置，避免位于汲取轴左右侧的限流板打开，进而避免位于汲取轴下方的汲取轴的吸引力减小，限流台对限流板在汲取管的转动角度进行控制，进而实现限流板对汲取管吸引力大小的控制。

12、作为优选技术方案，至少两组所述限流台的坡度均不同。限流台坡度即倾斜角度的不同，实现每一组限流板对汲取管吸引力控制的不同，限流台为限流板控制汲取管吸引力的大小提供基础。

13、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

14、1、本发明中，通过在碰撞舱中进行蒸气储存，并在压力达到设定值时，在传输管的位置与进气管中传输过来的蒸气进行碰撞，并通过范德华力使固体颗粒相互结合在一起，形成大的固体颗粒，减少微粒的存在，进而减少后续通过微米级滤网对微粒进行过滤的步骤，节省分离步骤，提高分离效率，并且，微粒的减少，大固体颗粒的增加，提高对蒸气中固体颗粒的分离效果。

15、2、本发明中，碰撞舱对进气管处传输的蒸气进行储存，当压力达到设定值时，蒸气才能通过传输管进入到中转箱及分离箱中，进而避免了进气量的变化对分离效果的影响，使蒸气以一种恒定的进气量进入到分离箱中进行分离，提高对固体颗粒的分离效果。

16、3、本发明中，导流板沿切向方向设置，使得沿着滤板表面进行流动的蒸气得到导流，并通过弯折角的设置，使得沿着滤板表面流动的蒸气在弯折角处产生一定方向的回流，并与其他气流发生碰撞，进而通过碰撞使固体颗粒的移动方向发生变化，进而使固体颗粒与蒸气分离，通过多处弯折角的设置，增加碰撞次数，提高分离效果。