[发明专利]用于车载式生物质热裂解设备的复合式冷凝装置

说明书

技术领域

本发明属于能源化工技术领域，特别涉及一种冷凝装置。

背景技术

快速冷凝是生物质热裂解液化工艺中至关重要的一个环节，一般要求热裂解后产生的蒸气在尽可能短的时间内由气态转化为液态以及不可冷凝气体，以避免蒸气进一步分解，提高液态产品收率和质量。

在生物质热裂解液化领域中，直接接触式冷凝换热效率高，结构形式较为简单，是目前采用较为广泛的冷凝方式之一。对于直接接触式冷凝，一般选用的冷凝器为筛板塔和喷淋冷却塔，其中筛板塔体型较大，筛板等部件易被焦油和碳灰堵塞，不易清洗，而且焦油的积累影响到冷凝效率；喷淋冷却塔换热效率高，但空间利用率低，难以实现多级冷凝，外加这两种设备都需要额外的换热器，更增加了整个热裂解系统的占地面积，难以缩小整体体积。专利201110123290.5提出了用于煤、生物质热解设备的分级式冷凝装置，将一盘管式换热器内置于喷雾式冷凝器中，但为实现二次冷凝仍需另增加一个降膜式冷凝器与其串联。专利200910009121.1公开的用于生物质、煤或油页岩热解液化的喷雾极冷和分级冷凝工艺和装置在冷凝塔壳体上安装了文丘里式热解气入塔管，实现了多级冷凝，但需要外部换热器，没有解决设备体积大等问题。

发明内容

本发明的目的是：提供一种实现热裂解蒸气的二次冷凝，冷凝效果显著，结构紧凑，可对冷凝液分级回收，便于排污，占地面积较小，易于操作，拆装方便，特别适用于小型化的热裂解系统或移动作业的生物质热裂解蒸气的复合式冷凝装置。

本发明的技术方案是：一种用于车载式生物质热裂解设备的复合式冷凝装置，包括：外壳，顶盖，气液混合器，导流管，冷却管，喷淋器；

所述外壳成筒体结构，底部有一级冷凝液隔离区，并设有排污口，一侧有液体出口，冷凝下来的一级和二级液体产物分别存储在所述一级冷凝液隔离区和其外围空间，其中一级冷凝液中的杂质经沉淀后由所述排污口排出；所述液体出口与油泵相连，二级冷凝液与水的混合物由所述油泵输送给所述气液混合器和所述喷淋器做循环利用，也可传输到油箱中；

所述顶盖通过法兰连接在所述外壳上方，与所述外壳一起将其余构件包裹在其内部；所述顶盖上的管口包括热裂解气进口，不可冷凝气出口，第一冷凝介质进口，第二冷凝介质进口，冷却水进口，冷却水出口；

所述气液混合器包括：进气管，引入区，混合区，喷管；所述进气管截面为矩形，连接所述热裂解气进口，将热裂解蒸气切向导入所述引入区；所述引入区主体为一圆筒，下端为一倒椎体；所述混合区为一圆筒，连接在所述引入区下端，所述混合区下端连接所述导流管进口；所述喷管上端与所述第一冷凝介质进口相通；下端深入所述引入区内部，所述喷管的出口低于所述进气管底面；

所述的导流管出口浸没在所述一级冷凝液隔离区中的冷凝介质内；气、液混合物经所述导流管流入一级冷凝液隔离区中的冷凝介质中；在所述导流管外壁面上分别焊接有2～3个导流板；所述导流板上、下壁面与水平面夹角均大于0°，可将上升的气体导向所述的外围的冷却管，同时使得落在所述导流板上的二级冷凝液流入所述一级冷凝液隔离区以外的空间；

所述冷却管主体由同轴但旋向不同的内螺旋管、外螺旋管组成；所述内螺旋管和所述外螺旋管各由3根螺旋管并联而成，并由3根180°弯管在底部将二者串联，位于冷凝介质液面以上；所述内螺旋管和所述外螺旋管顶部各焊接有一直管，分别连接所述冷却水进口和所述冷却水出口；

所述的喷淋器位于所述气液混合器进气管下方，主体为进口与所述顶盖上的第二冷凝介质进口相连的环状结构，其一侧均布有2圈喷淋孔，喷洒出的冷凝介质分别落在所述内螺旋管和所述外螺旋管上；