一种生物质粗燃气高温除尘除焦一体化净化工艺

摘要

一种生物质粗燃气高温除尘除焦一体化净化工艺。本发明提供了一种高效、低成本生物质高温燃气高效净化的新工艺。包括(A)高温燃气换热器、(B)高温燃气净化器、(C)文氏管脉冲反吹系统、(D)燃气预热器和(E)电加热保温系统；五套设备相互配合运行形成一套完整的高温燃气一体化净化装置；高温燃气净化器中的过滤介质为改性陶瓷膜除尘管。当改性除尘管外表面的滤饼堆积到一定厚度后，可以通过文氏管脉冲反吹系统脉冲反吹积灰至排灰斗箱中收集。本发明实现了生物质燃气中的灰分与焦油组分的高效分离和一体化处理；除尘温度低，有利于降低设备制造成本和提高使用寿命；在实现生物质粗燃气高效净化的同时生产出具有商业价值的生物质灰副产物；工艺流程简便且灵活，操作简单，净化成本较低，适合工业化生产。

主权项

一种生物质粗燃气高温除尘除焦一体化净化工艺，其特征在于包括如下步骤：(1)组装高温燃气净化系统，包括(A)高温燃气换热器、(B)高温燃气净化器、(C)文氏管脉冲反吹系统、(D)燃气预热器和(E)电加热保温系统；五套设备相互配合运行，组成高温燃气一体化净化装置；所述高温燃气净化器中的过滤介质为改性陶瓷膜除尘管，该除尘管可采用以下工艺之一改性：A、当粗燃气中焦油含量<0.50g/Nm³且对净化后燃气焦油含量没有要求时，制备GIEC‑I型陶瓷膜除尘管：以硝酸锆和酸性硅溶胶为原料，按照SiO₂的质量含量为9.0～15.0％的比例将硅溶胶和硝酸锆混合，得到复合溶胶；采用溶胶－凝胶法，在购置的陶瓷膜除尘管上提拉涂覆一层薄膜，然后经干燥、煅烧，即可在陶瓷膜除尘管的外表面形成一层致密且稳定的硅锆复合膜；B、或者，当粗燃气中焦油含量>0.50g/Nm³且对净化后燃气焦油含量要求较高时，制备GIEC‑II型陶瓷膜除尘管：为了增加陶瓷膜的焦油催化裂解功能，可在采用方法A制备的硅锆复合溶胶中，加入质量含量为10～15％的纳米ZSM‑5分子筛颗粒，所用纳米ZSM‑5分子筛的粒径为500nm，硅铝比为100～200，且分子筛颗粒上负载了质量含量为1.0～2.0％的金属铑活性组分；将锆复合溶胶和纳米分子筛颗粒搅拌混合均匀后，再采用同样的溶胶－凝胶法，即可制备出含有铑基分子筛催化剂的硅锆复合膜改性的陶瓷膜除尘管；(2)在启用高温燃气净化器进行高温气体净化之前，先通过燃气预热器和电加热保温系统将管道以及高温燃气净化器的温度控制在350℃以上，以避免燃气中的焦油组分的冷凝析出；同时通过高温燃气换热器，将高温燃气净化器进口的粗燃气温度控制在400～600℃，并回收利用多余的热量；进行气体净化时，粗燃气由高温燃气净化器下部通入，从改性除尘管的外表面径向通过后，洁净气体从改性除尘管的中心向上流出，大部分粉尘通过各种捕集机制堆积在改性除尘管外表面上，逐渐形成滤饼，小部分粉尘在重力的作用下沉积在改性除尘管下部；粗燃气中的焦油组分在以气态的形式通过改性除尘管的同时，被改性除尘管上负载的催化剂高效裂解；从而实现粗燃气中飞灰和焦油组分的高效催化净化。