一种用于含油污泥热解尾气的多级油气冷凝回收系统的制作方法

本发明涉及热解油气冷凝回收技术领域，特别涉及一种用于含油污泥热解尾气的多级油气冷凝回收系统。

背景技术：

热解技术是指在无氧或缺氧的条件下，将固体废物中的有机物加热分解，转化为以燃料气、燃料油和炭黑等具有价值的热解产物，实现固体废物的减量化、无害化处理，同时产生经济效益。

含油污泥的热解可分为5个阶段，分别为干燥脱气阶段(50～180℃)、轻质油挥发阶段(180～370℃)、重质油分解阶段(370～500℃)、热解半焦化阶段(500～600℃)和矿质分解阶段(600℃以上)。因此，含油污泥经高温热解产生的热解油气是宽沸点混合气体，包含轻质组分和重质组分等，且目前大多采用单级冷凝的方式对热解油气进行冷凝回收，导致热解油的品质复杂和性质不一，仍需进一步分离提纯。同时，在冷凝回收油气过程中，冷凝管内部常发生焦油等高粘度冷凝油凝结挂壁或堵塞换热管道的情况。冷凝油挂壁现象导致换热器热阻剧增，换热效率降低，极大影响油气冷凝回收率；油气通道堵塞则需立刻停车检修，防止因热解气外泄、管道爆炸而引起爆炸、爆燃等安全事故。

因此，开发一种能有效解决重质油凝结换热管或堵管现象，实现自清理、高温热解尾气高效冷凝、分级冷凝回收功能的冷凝回收系统具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于含油污泥热解尾气的多级油气冷凝回收系统，采用本发明所述装置能有效解决重质油凝结换热管或堵管现象、传热效率下降的问题，可实现自清理、高温热解尾气高效冷凝、分级冷凝回收的功能，本发明的技术方案如下：

为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于含油污泥热解尾气的多级油气冷凝回收系统，包括若干个依次连通的冷凝器、连接在冷凝器底部的回收油罐和循环水制冷装置，每一个所述冷凝器包括内筒体、外筒体、夹套、集液装置，所述内筒体设置在外筒体的内部，且内筒体的下部与外筒体连通，其中外筒体的上部设有进气口，内筒体的上部设有出气口，所述夹套为中空筒套并紧贴固定在外筒体的外侧壁上，该夹套的下部设有进水口且上部设有出水口，所述进水口和出水口分别与循环水制冷装置连通形成制冷系统，所述集液装置设置在外筒体的下方，该集液装置的下方设有排液阀门和排液口。

进一步地，所述冷凝器还包括中空螺旋叶片，该中空螺旋叶片盘旋固定在内筒体的外侧壁上且底部连通进水口，顶部连通出水口。

进一步地，所述中空螺旋叶片与内筒的夹角在10～45°。

进一步地，所述进水口在连通夹套和中空螺旋片处分别设有外夹套进水口阀门和中空螺旋叶片进水阀门。

进一步地，所述内筒体的顶部设有温度计，该温度计的温度探头设置在内筒体顶部内侧，温度计的显示器设置在内筒体的顶部外侧并连接温度探头。

进一步地，所述集液装置设有液位计，该液位计设置在集液装置的中部且显示器设置在集液装置的外部。

进一步地，每个所述排液口上分别连通有回收油罐。

进一步地，每一个所述冷凝器的出水口均连通制冷装置，所述制冷装置的出水口分别连通每一个冷凝器的进水口，连通设置的冷凝器之间出气口与下一个冷凝器的进气口连通。

一种利用上述的用于含油污泥热解尾气的多级油气冷凝回收系统回收油污泥的方法，将400～600℃的高温热解尾气经过滤器去除固体颗粒后，输入冷凝器a降温至300～400℃，冷凝回收得到重质组分冷凝液，剩余300～400℃的尾气进入冷凝器b，降温至150～200℃，冷凝回收得到中质组分冷凝液；剩余150～200℃的尾气进入冷凝器c，降温至60℃以下，冷凝回收得到轻质组分及水分；最后，不凝气经由风机抽出，送往后续尾气单元处理，同时，分离出的冷凝液的液位到达液位计设定的位点时，集液装置阀门自动打开，将冷凝液排放至对应的回收油罐中。

本发明通过使用上述技术方案的到的有益效果是：

(1)本发明的装置能有效解决重质油凝结换热管或堵管现象、传热效率下降的问题，可实现自清理、高温热解尾气高效冷凝、分级冷凝回收的功能；

(2)本发明通过设置多个依次串联的冷凝器，分别起一级冷凝、二级冷凝、三级冷凝的作用，实现热解尾气高效冷凝、油气分级冷凝回收的功能；冷凝器的内部环形结构，使热解尾气以螺旋的方式流动，不断冲刷筒壁，实现自清理的功能，有效解决重质油凝结换热管或堵管现象、传热效率下降的问题。

(3)本发明中的内筒体外表面设置中空螺旋叶片，形成环形通道，使热解尾气进入进气口后沿环形通道螺旋向下流动，再从内筒体下端口向上流动至出气口，完成整个热交换过程，其中螺旋流动的方式可防止重质油、胶质等凝结在管壁上，实现自清理的功能。

附图说明

图1为本发明一种用于含油污泥热解尾气的多级油气冷凝回收系统连接示意图；

图2为本发明冷凝器的内部结构示意图；

图3为本发明冷凝器的结构示意图；

附图标记：1、冷凝器a，2、冷凝器b，3、冷凝器c，4、循环水制冷装置，5、回收油罐a，6、回收油罐b，7、回收油罐c；1-1、外筒体，1-2、夹套，1-3、内筒体，1-4、集液装置；1-101、进气口，1-102、温度计，1-103、出气口，1-201、外夹套出水口，1-202、外夹套进水口阀门，1-203、进水口，1-301、内筒体出水口，1-302、中空螺旋叶片，1-303、中空螺旋叶片进水阀门，1-401、液位计，1-402、排液阀门，1-403排液口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，提供这些实施方式只是为了使本发明更加透彻和完整，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

一种用于含油污泥热解尾气的多级油气冷凝回收系统，包括若干个依次连通的冷凝器、连接在冷凝器底部的回收油罐和循环水制冷装置，每一个所述冷凝器包括内筒体1-3、外筒体1-1、夹套1-2、集液装置1-4，所述内筒体1-3设置在外筒体1-1的内部，且内筒体1-3的下部与外筒体1-1连通，其中外筒体1-1的上部设有进气口1-101，内筒体1-3的上部设有出气口1-103，所述夹套1-2为中空筒套并紧贴固定在外筒体1-1的外侧壁上，该夹套1-2的下部设有进水口1-203且上部设有出水口1-301，所述进水口1-203和出水口1-301分别与循环水制冷装置连通形成制冷系统，所述集液装置1-4设置在外筒体1-1的下方，该集液装置1-4的下方设有排液阀门1-402和排液口1-403。

冷凝器还包括中空螺旋叶片1-302，该中空螺旋叶片1-302盘旋固定在内筒体的外侧壁上且底部连通进水口，顶部连通出水口；中空螺旋叶片1-302与内筒的夹角在10～45°；进水口在连通夹套1-2和中空螺旋片1-302处分别设有外夹套进水口阀门1-202和中空螺旋叶片进水阀门1-303。

内筒体1-3的顶部设有温度计，该温度计1-102的温度探头设置在内筒体顶部内侧，温度计1-102的显示器设置在内筒体的顶部外侧并连接温度探头；集液装置1-4设有液位计，该液位计设置在集液装置的中部且显示器设置在集液装置的外部；每个排液口1-403上分别连通有回收油罐。

每一个冷凝器的出水口均连通制冷装置4，所述制冷装置的出水口分别连通每一个冷凝器的进水口，连通设置的冷凝器之间出气口与下一个冷凝器的进气口连通。

如图1和图2所示，本实施例的冷凝回收系统，包括冷凝器a1、冷凝器b2、冷凝器c3、制冷装置4、回收油罐a5、回收油罐b6和回收油罐c7，其中冷凝器a、b、c依次连接，分别起到一级冷凝、二级冷凝、三级冷凝的作用，并且冷凝器a、b、c排液口分别与回收油罐a、b、c相连接，制冷装置为冷凝器提供可循环使用的冷凝媒体，冷凝媒体可为水或油等制冷剂。

如图2、3所示，冷凝器a、b、c的结构完全相同，包括：外筒体1-1、夹套1-2、内筒体1-3、集液装置1-4；进气法兰1-101、温度计1-102、出气法兰1-103、外夹套出水口1-201、外夹套进水口阀门1-202、总进水口1-203、内筒体出水口1-301、中空螺旋叶片1-302、中空螺旋叶片进水阀门1-303、液位计1-401、排液阀门1-402和排液口1-403。

外筒体1-1上端沿切线方向设置有进气口，同时在外表面设置夹套1-2；内筒体1-3嵌入外筒体1-1内，分隔进气口与出气口；内筒体1-3外表面设置中空螺旋叶片1-302，形成环形通道，使热解尾气进入进气口后沿环形通道螺旋向下流动，再从内筒体下端口向上流动至出气口，完成整个热交换过程，其中螺旋流动的方式可防止重质油、胶质等凝结在管壁上，实现自清理的功能。

外夹套1-2和中空螺旋叶片1-302可由总进水口1-203通入冷凝媒体，通过热交换的形式对高温热解尾气进行降温，并可通过调节外夹套进水口阀门1-202和中空螺旋叶片进水阀门1-303的开度，以控制冷凝媒体的流量及流速，达到控温的目的。

液位计1-401和排液阀门1-402具有联锁功能，当冷凝液液面达到液位计1-401设定的位点时，排液阀门1-402自动打开，定时将冷凝液排入回收油罐中，排放完毕后自动关闭。

本实施例的一种用于含油污泥热解尾气的多级油气冷凝回收系统的工作原理如下：400～600℃的高温热解尾气首先经过滤器(陶瓷过滤器、旋风除尘器等)去除固体颗粒后，送入冷凝器a降温至300～400℃，冷凝回收得到重质组分冷凝液；进一步地，300～400℃的尾气进入冷凝器b，降温至150～200℃，冷凝回收得到中质组分冷凝液；然后150～200℃的尾气进入冷凝器c，降温至60℃以下，冷凝回收得到轻质组分及水分；最后，不凝气经由风机抽出，送往后续尾气单元处理(如活性炭吸附器)。同时，当冷凝液的液位到达液位计设定的位点时，集液装置阀门自动打开，将冷凝液排放至对应的回收油罐中。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。