一种气化炉用防焦油析出装置的制作方法

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1.本发明涉及燃料气化设备技术领域，具体为一种气化炉用防焦油析出装置。

背景技术：

2.生物质气化技术是生物质热化学转换的一种技术，即以农林废弃物为主的生物质燃料在不完全燃烧条件下，其中较高分子量的有机碳氢化合物链通过氧化、还原、热解和干燥等四个过程，变成较低分子量的co、h2、ch4等可燃性气体，但同时也会生成焦油这种必然产物。
3.目前生物质气化产生的焦油利用价值非常小，回收意义不大，而且含有大量的有毒成分，所以焦油的流出不仅仅导致能源浪费、气化率降低、气化设备腐蚀、危害燃气设备，更是对环境造成重大破坏。
4.焦油在高于500℃时会发生裂解，在低于200℃时液化，目前焦油的处理方式有两种，一种，通过喷淋塔吸收液化的焦油，但会产生热损失，另一种则是维持高温状态，将气态焦油随同可燃气体一起送入锅炉中，使气态焦油在高温下裂解。
5.其中，通过热分解可以保证气化炉的热效应，避免焦油污染。但是此过程需要维持燃气管道内的高温，通常，气化炉产出的燃气的温度在300℃左右，而气化炉与燃气锅炉的距离较远，生物质燃气的局部温度很可能下降到200℃以下，导致焦油在管路内凝结，产生焦油污染。

技术实现要素：

6.针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种气化炉用防焦油析出装置的技术方案，主动将伴热管中的气体分层，并将低温气体导入中温层中，形成高于环境温度低于燃气温度的中温层，使低于200℃的气体也可用于对燃气的保温，提高对热量的利用率，其次，利用较粗的伴热管进行保温，同时利用较细的补气管来输送蒸气并补充伴热管中的热量和压力，降低了伴热管中的温度和压力要求，降低了气体流动阻力，同时使伴热管内温度分布相对均匀，整体上降低了与外界温度的温差，减少温度流失速度，解决了背景技术提出的问题。
7.本发明提供如下技术方案：一种气化炉用防焦油析出装置，包括由内到外分别设置的燃气管，内保温层、中温层和外保温层，所述燃气管和内保温层之间设有伴热管和中温管，所述伴热管通过第一导热胶泥贴在燃气管的外侧，所述中温管通过第二导热胶泥贴在中温层的内壁，所述伴热管通过连通节与中温管连通，所述连通节被构造成可以导出伴热管最外侧低温蒸气，并将蒸气通入中温管中。
8.优选的，所述内保温层中设有补气管，所述补气管的直径小于伴热管，所述补气管通过补气节与伴热管连通，所述补气管用于补充伴热管内的蒸气压力和温度，所述补气管间隔的设置。
9.优选的，所述伴热管的蒸气流动方向与燃气管中燃气流动方向相同，所述补气管
中蒸气流动方向与燃气管中蒸气流动方向相反。
10.优选的，所述连通节包括与中温管连通的汇入套和与伴热管连通的汇出套，所述连通节的内壁设有夹层，所述汇出套的内壁逆着流动方向的一侧设有与夹层连通的汇集腔，所述汇集腔与汇入套连通，所述夹层逆着流动方向与汇出套连接的一侧的内壁较汇出套的内壁向内凸起。
11.优选的，所述伴热管每经过一次汇出套，所述伴热管的流通面积变小，所述伴热管每经过一次补气节，所述伴热管的流通面积恢复到初始大小。
12.优选的，所述补气节中设有与补气管连通的连通环腔和与伴热管连通的环形喷口，环形喷口朝向与流动方向相同，所述连通环腔与环形喷口连通，环形喷口贴着伴热管的内壁形成环形的高速气流，牵引上游气体流动，补充伴热管中的压力和温度。
13.优选的，所述补气节逆着流动方向的一侧设有单向阀，即补气节通过单向阀与上游的伴热管连通，单向阀避免伴热管中气流回流。
14.本发明具备以下有益效果：1、该气化炉用防焦油析出装置，主动将伴热管中的气体分层，并将低温气体导入中温层中，形成高于环境温度低于燃气温度的中温层，使低于200℃的气体也可用于对燃气的保温，提高对热量的利用率，提高气化炉整体的热效率。
15.2、该气化炉用防焦油析出装置，利用较粗的伴热管进行保温，同时利用较细的补气管来输送蒸气并补充伴热管中的热量和压力，一方面，降低了伴热管中的温度和压力要求，降低了气体流动阻力，提高了热效率，另一方面，伴热管内温度分布相对均匀，整体上降低了与外界温度的温差，减少温度流失速度，进一步提高热效率。
附图说明
16.图1为本发明的侧视图；图2为本发明的结构示意图；图3为本发明中连通节的侧视图；图4为本发明连通节的正视图；图5为本发明中补气节的局部视图。
17.图中：1、燃气管；2、伴热管；3、第一导热胶泥；4、中温管；5、第二导热胶泥；6、中温层；7、内保温层；8、外保温层；9、连通节；10、补气管；11、补气节；12、汇入套；13、汇出套；14、夹层；15、汇集腔；16、连通环腔；17、环形喷口；18、单向阀。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.请参阅图1和图2，一种气化炉用防焦油析出装置，由内到外分别设有燃气管1，内保温层7、中温层6和外保温层8，燃气管1和内保温层7之间设有伴热管2和中温管4，伴热管2通过第一导热胶泥3贴在燃气管1的外侧，伴热管2内通入高温高压蒸气，蒸气的温度高于
200℃，压力随着管径的变化而调整，但需要保证任一段的温度降都不会导致温度低于200℃，中温管4通过第二导热胶泥5贴在中温层6的内壁，第一导热胶泥3包裹着伴热管2，第一导热胶泥3贴着燃气管1部分的宽度为伴热管2直径的三倍，第二导热胶泥5包裹着中温管4，第二导热胶泥5贴着中温层6部分的宽度为中温管4直径的三倍，第一导热胶泥3和第二导热胶泥5提高了伴热管2和中温管4的导热面积，使内部温度快速传递到燃气管1的外壁和中温层6的内壁，燃气管1和伴热管2的内壁光滑，减少内部气流的紊乱，使温度分布不均匀，使其呈现由内而外，温度递减，伴热管2通过连通节9与中温管4连通，连通节9被构造成可以导出伴热管2最外侧低温蒸气，并将蒸气通入中温管4中，沿着燃气流动方向，间隔的设置连通节9，两个连通节9的间距能保证伴热管2最外侧的温度始终高于200℃，在其温度低于200℃，外侧蒸气已被导入到中温管4中，中温层6可以为由导热金属制成的金属箔、金属网，利用低于200℃无用蒸气对其进行加热，减少内保温层7内外侧的温度差，减少温度散发速度。
20.内保温层7中设有补气管10，补气管10的直径小于伴热管2，补气管10贴着燃气管1的外壁设置，减少补气管10蒸汽的温度流失，补气管10通过补气节11与伴热管2连通，补气管10用于补充伴热管2内的蒸气压力和温度，补气管10间隔的设置，间隔能够保证及时补充高压、高温蒸气，以保证伴热管2内气体的温度和压力要求，伴热管2内通入的蒸气温度与补气管10中通入的蒸气可以为同一来源，但补气管10的蒸气压要高于伴热管2中的蒸气压力，通过伴热管2运输蒸气，由于伴热管2的直径小、压力高，其内部气体散热面积相对较小，流速高，一方面，温度降低慢，整个输送过程中可以更好的保持温度，另一方面，由于直径小，相对而言，同压力下输送蒸气量小，减少蒸气的用量。
21.伴热管2的蒸气流动方向与燃气管1中燃气流动方向相同，补气管10中蒸气流动方向与燃气管1中蒸气流动方向相反，即伴热管2中蒸气由气化炉流向燃气锅炉，而补气管10中蒸气由燃气锅炉流向气化炉，补气管10与伴热管2不等长，即在伴热管2中压力第一次需要补充的位置为补气管10的末端，补气管10内蒸气在末端全部汇入伴热管2中，补气管10反向通入减少了补气管10的设置长度，同时使整个管路温度更加均匀，减少整体温差，降低损失。
22.请参阅图3和图4，连通节9包括与中温管4连通的汇入套12和与伴热管2连通的汇出套13，连通节9的内壁设有夹层14，汇出套13的内壁逆着流动方向的一侧设有与夹层14连通的汇集腔15，汇集腔15与汇入套12连通，夹层14逆着流动方向与汇出套13连接的一侧的内壁较汇出套13的内壁向内凸起，使外边缘的气流流入夹层14中，与中部气流明显分离，在夹层14中的蒸气不会与连通节9中的蒸气混同，使二者产生温度差。
23.连通节9每经过一次汇出套13，连通节9的流通面积变小，夹层14的位置和大小保持不变，即夹层14的内壁的厚度参加，使连通节9中蒸气气压不会明显变小，保证流动速度，伴热管2每经过一次补气节11，伴热管2的流通恢复到初始大小，即补气节11为伴热管2流通面积的循环节点。
24.请参阅图5，补气节11中设有与补气管10连通的连通环腔16和与伴热管2连通的环形喷口17，环形喷口17朝向与流动方向相同，连通环腔16与环形喷口17连通，环形喷口17贴着伴热管2的内壁形成环形的高速气流，牵引上游气体流动，补充伴热管2中的压力和温度。
25.补气节11逆着流动方向的一侧设有单向阀18，即补气节11通过单向阀18与上游的伴热管2连通，单向阀18避免伴热管2中气流回流。
26.本发明的工作原理及工作流程：燃气在燃气管1中流动，伴热管2贴着燃气管1的外壁，夹层14中气体的温度传递到燃气管1的外壁上，在燃气管1中燃气温度下降到接近200℃时，燃气与燃气管1外壁温度接近，燃气的热量不再向外流失，燃气管1管壁流失的热量由夹层14中气体进行补充，随着热量流入，夹层14中温度接近200℃，此时流过汇出套13，夹层14中气体经汇出套13流入中温管4中，对外层的中温层6进行加热，降低内保温层7两侧的温度差，进而降低热量流失速度，使夹层14中蒸气可以流动更长的距离，随着伴热管2中气压降低，在其温度、气压不满足要求前，补气管10中蒸气及时对其进行补充。
27.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
28.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种气化炉用防焦油析出装置，其特征在于：包括由内到外分别设置的燃气管（1），内保温层（7）、中温层（6）和外保温层（8），所述燃气管（1）和内保温层（7）之间设有伴热管（2）和中温管（4），所述伴热管（2）通过第一导热胶泥（3）贴在燃气管（1）的外侧，所述中温管（4）通过第二导热胶泥（5）贴在中温层（6）的内壁，所述伴热管（2）通过连通节（9）与中温管（4）连通，所述连通节（9）被构造成可以导出伴热管（2）最外侧低温蒸气，并将蒸气通入中温管（4）中。2.根据权利要求1所述的一种气化炉用防焦油析出装置，其特征在于：所述内保温层（7）中设有补气管（10），所述补气管（10）的直径小于伴热管（2），所述补气管（10）通过补气节（11）与伴热管（2）连通，所述补气管（10）用于补充伴热管（2）内的蒸气压力和温度，所述补气管（10）间隔的设置。3.根据权利要求2所述的一种气化炉用防焦油析出装置，其特征在于：所述伴热管（2）的蒸气流动方向与燃气管（1）中燃气流动方向相同，所述补气管（10）中蒸气流动方向与燃气管（1）中蒸气流动方向相反。4.根据权利要求2所述的一种气化炉用防焦油析出装置，其特征在于：所述连通节（9）包括与中温管（4）连通的汇入套（12）和与伴热管（2）连通的汇出套（13），所述连通节（9）的内壁设有夹层（14），所述汇出套（13）的内壁逆着流动方向的一侧设有与夹层（14）连通的汇集腔（15），所述汇集腔（15）与汇入套（12）连通，所述夹层（14）逆着流动方向与汇出套（13）连接的一侧的内壁较汇出套（13）的内壁向内凸起。5.根据权利要求4所述的一种气化炉用防焦油析出装置，其特征在于：所述伴热管（2）每经过一次汇出套（13），所述伴热管（2）的流通面积变小，所述伴热管（2）每经过一次补气节（11），所述伴热管（2）的流通面积恢复到初始大小。6.根据权利要求1所述的一种气化炉用防焦油析出装置，其特征在于：所述补气节（11）中设有与补气管（10）连通的连通环腔（16）和与伴热管（2）连通的环形喷口（17），环形喷口（17）朝向与流动方向相同，所述连通环腔（16）与环形喷口（17）连通，环形喷口（17）贴着伴热管（2）的内壁形成环形的高速气流，牵引上游气体流动，补充伴热管（2）中的压力和温度。7.根据权利要求1所述的一种气化炉用防焦油析出装置，其特征在于：所述补气节（11）逆着流动方向的一侧设有单向阀（18），即补气节（11）通过单向阀（18）与上游的伴热管（2）连通，单向阀（18）避免伴热管（2）中气流回流。

技术总结

本发明涉及燃料气化设备技术领域，且公开了一种气化炉用防焦油析出装置，包括由内到外分别设置的燃气管，内保温层、中温层和外保温层，所述燃气管和内保温层之间设有伴热管和中温管，所述伴热管通过连通节与中温管连通，所述连通节被构造成可以导出伴热管最外侧低温蒸气，并将蒸气通入中温管中。主动将伴热管中的气体分层，并将低温气体导入中温层中，形成高于环境温度低于燃气温度的中温层，使低于200℃的气体也可用于对燃气的保温，提高对热量的利用率，其次，利用较粗的伴热管进行保温，同时利用较细的补气管来输送蒸气并补充伴热管中的热量和压力，降低了伴热管中的温度和压力要求，降低了气体流动阻力。降低了气体流动阻力。降低了气体流动阻力。