1.本发明涉及生物质热解技术领域，更具体地说，涉及一种高效冷凝富集装置。
背景技术：2.生物质热裂解技术是目前生物质能规模化开发利用的前沿技术之一。该技术能以连续的工艺和工厂化的生产方式将生物质如木屑、秸秆、树叶、烟叶、烟梗等转化为热解炭、热解气和热解油。通过对热解过程挥发份进行冷凝得到的热解油具有能量密度高，易储存和运输的优点，是唯一含碳的可再生液体资源。然而目前通过各种途径获得的热解油产率在30％到70％左右浮动。
3.因此，如何提高热解油产率，是本领域技术人员亟待解决的关键性问题。
技术实现要素：4.本发明的目的是提高热解油产率。为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
5.一种生物质热解油高效冷凝富集装置，包括冷凝壳体和冷凝管；所述冷凝管设置于所述冷凝壳体内，所述冷凝管内用于流通冷凝水，所述冷凝管为多个，多个所述冷凝管在所述冷凝壳体内分散布置，所述冷凝壳体的进气口通过所述冷凝管之间的间隙，以及所述冷凝管与所述冷凝壳体的内壁之间的间隙与所述冷凝壳体的出气口连通；
6.所述冷凝管的表面以及所述冷凝壳体的内壁均布置有颗粒结构，所述颗粒结构用于捕捉气体中的固体颗粒，以使所述固体颗粒附着在所述冷凝管的表面，或者附着在冷凝壳体的内壁而形成凝结核。
7.优选地，所述冷凝壳体的进气口和出气口相对布置，所述冷凝管沿着从所述出气口到所述进气口的方向布置。
8.优选地，在所述冷凝壳体内设置有冷凝网板，所述冷凝网板上的网孔供气体通过，所述冷凝网板的表面布置有所述颗粒结构。
9.优选地，所述冷凝网板与所述冷凝壳体的内腔适配，所述冷凝管贯穿所述冷凝网板。
10.优选地，所述冷凝网板为多个，多个所述冷凝网板沿着所述冷凝管的长度方向间隔布置。
11.优选地，所述冷凝壳体的进气口到出气口的方向，与所述冷凝管的进水口到出水口的方向相反。
12.优选地，所述冷凝壳体为筒状，多个所述冷凝管围绕所述冷凝壳体的中心轴线环绕布置。
13.优选地，所述冷凝管包括管体和翅片，所述翅片设置在所述管体的外壁上。
14.优选地，所述翅片为多个，多个所述翅片围绕所述管体环绕布置。
15.从上述技术方案可以看出：本发明中的高效冷凝富集装置具有如下有益效果：
16.第一，冷凝管的表面以及冷凝壳体的内壁设置有颗粒结构，以利于挥发份中的固
体颗粒附着在冷凝管的表面和冷凝壳体的内壁，从而形成凝结核，利于挥发份凝结。
17.第二，在冷凝壳体内设置了冷凝网板，冷凝网板的表面设置有颗粒结构，以进一步利于固体颗粒物附着而形成凝结核，从而进一步利于挥发份凝结。
18.第三，本发明中的冷凝水与挥发份的流动方向相反，为逆流换热，能够提高换热效率，利于挥发份凝结。
19.第四，本发明中的冷凝管的管体上设置有翅片，从而扩大了换热面积，利于挥发份与冷凝水的热交换，从而利于挥发份凝结。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例中的方案，下面将对实施例中描述所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明一具体实施例提供的高效冷凝富集装置处于作业状态时某个瞬间的示意图；
22.图2为本发明一具体实施例提供的冷凝管的结构示意图。
23.其中，1为进气口、2为出水口、3为冷凝网板、4为冷凝壳体、5为冷凝管、6为进水口、7为出气口、8为翅片、9为管体。
具体实施方式
24.本发明公开了一种高效冷凝富集装置，该装置能够提高挥发份发的冷凝效果，从而提高热解油的产率。
25.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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.申请人发现：在实验室中多采用干冰或者液氮对生物质热解形成的挥发份进行多级冷凝。由于实验室中的冷凝环境极低，冷凝级数较高，因而收集到的热解油产率较高。基于成本考虑，工业生产中多采用水冷或者空冷的方式对挥发份进行冷凝。但是由于水冷或者空冷的冷凝效果差，从而导致热解油收集率较低。因此，如果能够显著提高水冷或者空冷的冷凝效果，那么就会提高热解油的收集率。
28.申请人还发现：在挥发份凝结的过程中，如果具有充足的凝结核，那么就利于挥发份凝结的进行；如果缺少凝结核，那么就会影响挥发份的凝结。在生物质热解产生的挥发份中通常含有固体颗粒，该固体颗粒和气体物质形成一种气凝胶，从而不利于凝结核的形成，那么也就会影响气体的凝结。那么如何破坏气凝胶，从而使固体颗粒形成凝结核呢？基于该问题，申请人设计出了本发明中的高效冷凝富集装置。
29.本发明中的高效冷凝富集装置包括冷凝壳体4和冷凝管5。冷凝壳体4具有进气口1和出气口7。冷凝管5设置于冷凝壳体4内。冷凝管5内用于流通冷凝水，冷凝管5具有进水口6和出水口7。并且冷凝管5为多个，多个冷凝管5在冷凝壳体4内分散布置。由于冷凝管5之间为分散布置，因此冷凝管5与冷凝管5之间具有间隙，并且冷凝管5与冷凝壳体4的内壁之间也具有间隙。冷凝壳体4的进气口1通过冷凝管5之间的间隙，以及冷凝管5与冷凝壳体4的内壁之间的间隙与冷凝壳体4的出气口7连通。特别地，本发明在冷凝管5的表面设置了颗粒结构，同时还在冷凝壳体4的内壁上设置了颗粒结构。颗粒结构使冷凝管5的表面以及冷凝壳体4的内壁形成粗糙表面。颗粒结构能够捕捉挥发份中的固体颗粒，从而使固体颗粒附着在冷凝管5的表面或者冷凝壳体4的内壁而形成凝结核。
30.在本发明中，冷凝管5内流通的是冷凝水，冷凝管5外流通的是挥发份。冷凝水的冷量传递给挥发份，从而使挥发份冷凝。在挥发份凝结的过程中，挥发份中的固定颗粒会附着在冷凝管5表面和冷凝壳体4的内壁，从而形成凝结核，如此便利于挥发份的凝结，从而提高了挥发份发的冷凝效果，那么也就提高了热解油的产率。
31.需要说明的是，与冷凝管5外流通冷凝水，冷凝管5内流通挥发份相比，本案中冷凝管5内流通冷凝水，冷凝管5外流通挥发份的技术方案能够在冷凝管5的表面与冷凝壳体4的内壁布满颗粒结构，从而形成充足的捕捉面，以促使挥发份中的固体颗粒附着在冷凝管5的表面和冷凝壳体4的内壁。
32.本发明中冷凝器的进气口1和出气口7相对布置，冷凝管5沿着从出气口7到进气口1的方向布置。冷凝管5内的冷凝水在流动的过程中与冷凝壳体4内流通的气体发生热交换，从而利于挥发份的冷凝。
33.进一步地，限定冷凝水的流动方向与挥发份发的流动方向刚好相反，即形成逆流。冷凝壳体4的进气口1和冷凝管5的出水口2设置在一侧，冷凝壳体4的出气口7和冷凝管5的进水口6设置在另一个侧。逆流的方式利用冷凝水与挥发份之间的换热。请参考附图1，附图1为本发明一具体实施例提供的高效冷凝富集装置处于作业状态时某个瞬间的示意图。从附图1可以看出，挥发份从下向上流动，而冷凝水是从上向下流动。
34.接下来继续介绍颗粒结构和凝结核：为了扩大捕捉面，本发明还在冷凝壳体4捏设置了冷凝网板3，该冷凝网板3的表面设置有颗粒结构。冷凝网板3上具有网孔，该网孔供挥发份通过。即挥发份从进气口1进入到冷凝壳内后会通过冷凝网板3，之后再从出气口7流出。在挥发份通过冷凝网板3时，挥发份中的固体颗粒会被冷凝网板3表面的颗粒结构捕捉，附着在冷凝网板3的表面而形成凝结核，从而进一步提高挥发份的冷凝效果，提高热解油产率。
35.本发明中的冷凝网板3与冷凝壳体4的内腔适配，覆盖冷凝壳体4的截面。如此进一步扩大了捕捉面积。冷凝管5贯穿冷凝网板3。
36.进一步地，将冷凝网板3设置为多个，多个冷凝网板3沿着冷凝管5的长度方向间隔布置。如此，即增大了捕捉面，确保挥发份中的固定颗粒被有效捕捉，同时还能够确保挥发份具有合适的流速。
37.关于冷凝管5和冷凝壳体4的结构以及布置方式：本发明将冷凝壳体4设置为筒状，如此利于挥发份的流通。基于装置的平衡性和稳定性考虑，本发明将多个冷凝管5围绕冷凝壳体4的中心轴线环绕布置。
38.另外，在现有技术中冷凝管5通常为单纯的管状，只有在靠近冷凝管5的位置具有极低的温度，冷凝效率低。本发明中的冷凝管5除了包括管体9外还包括翅片8，翅片8设置在管体9的外壁上，以扩大冷凝面积，强化冷凝换热。
39.请参考附图2，附图2为本发明一具体实施例提供的冷凝管5的结构示意图。翅片8为薄片，翅片8与管体9等长。翅片8为多个，多个翅片8围绕管体9均匀布置，以利于管体9向四周传播冷量。
40.综上所述，本发明中的高效冷凝富集装置具有如下有益效果：
41.第一，冷凝管5的表面以及冷凝壳体4的内壁设置有颗粒结构，以利于挥发份中的固体颗粒附着在冷凝管5的表面和冷凝壳体4的内壁，从而形成凝结核，利于挥发份凝结。
42.第二，在冷凝壳体4内设置了冷凝网板3，冷凝网板3的表面设置有颗粒结构，以进一步利于固体颗粒物附着而形成凝结核，从而进一步利于挥发份凝结。
43.第三，本发明中的冷凝水与挥发份的流动方向相反，为逆流换热，能够提高换热效率，利于挥发份凝结。
44.第四，本发明中的冷凝管5的管体9上设置有翅片8，从而扩大了换热面积，利于挥发份与冷凝水的热交换，从而利于挥发份凝结。
45.最后，还需要说明的是，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
46.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
47.所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
技术特征：1.一种高效冷凝富集装置，其特征在于，包括冷凝壳体和冷凝管；所述冷凝管设置于所述冷凝壳体内，所述冷凝管内用于流通冷凝水，所述冷凝管为多个，多个所述冷凝管在所述冷凝壳体内分散布置，所述冷凝壳体的进气口通过所述冷凝管之间的间隙，以及所述冷凝管与所述冷凝壳体的内壁之间的间隙与所述冷凝壳体的出气口连通；所述冷凝管的表面以及所述冷凝壳体的内壁均布置有颗粒结构，所述颗粒结构用于捕捉气体中的固体颗粒，以使所述固体颗粒附着在所述冷凝管的表面，或者附着在冷凝壳体的内壁而形成凝结核。2.根据权利要求1所述的高效冷凝富集装置，其特征在于，所述冷凝壳体的进气口和出气口相对布置，所述冷凝管沿着从所述出气口到所述进气口的方向布置。3.根据权利要求2所述的高效冷凝富集装置，其特征在于，在所述冷凝壳体内设置有冷凝网板，所述冷凝网板上的网孔供气体通过，所述冷凝网板的表面布置有所述颗粒结构。4.根据权利要求3所述的高效冷凝富集装置，其特征在于，所述冷凝网板与所述冷凝壳体的内腔适配，所述冷凝管贯穿所述冷凝网板。5.根据权利要求4所述的高效冷凝富集装置，其特征在于，所述冷凝网板为多个，多个所述冷凝网板沿着所述冷凝管的长度方向间隔布置。6.根据权利要求2所述的高效冷凝富集装置，其特征在于，所述冷凝壳体的进气口到出气口的方向，与所述冷凝管的进水口到出水口的方向相反。7.根据权利要求2所述的高效冷凝富集装置，其特征在于，所述冷凝壳体为筒状，多个所述冷凝管围绕所述冷凝壳体的中心轴线环绕布置。8.根据权利要求1所述的高效冷凝富集装置，其特征在于，所述冷凝管包括管体和翅片，所述翅片设置在所述管体的外壁上。9.根据权利要求8所述的高效冷凝富集装置，其特征在于，所述翅片为多个，多个所述翅片围绕所述管体环绕布置。
技术总结本发明公开了一种高效冷凝富集装置，其特征在于，包括冷凝壳体和冷凝管；冷凝管设置于冷凝壳体内，冷凝管内用于流通冷凝水，冷凝管为多个，多个冷凝管在冷凝壳体内分散布置，冷凝壳体的进气口通过冷凝管之间的间隙，以及冷凝管与冷凝壳体的内壁之间的间隙与冷凝壳体的出气口连通；冷凝管的表面以及冷凝壳体的内壁均布置有颗粒结构，颗粒结构用于捕捉气体中的固体颗粒，以使固体颗粒附着在冷凝管的表面，或者附着在冷凝壳体的内壁而形成凝结核。在挥发份凝结的过程中，挥发份中的固定颗粒会附着在冷凝管表面和冷凝壳体的内壁，从而形成凝结核，如此便利于挥发份的凝结，从而提高了挥发份发的冷凝效果，那么也就提高了热解油的产率。产率。产率。
技术研发人员：晏群山 童宇星 倪家志 危培 刘良才 刘雄斌 刘奔 汪一 欧艺 胡松 梅秋实
受保护的技术使用者：湖北新业烟草薄片开发有限公司
技术研发日：2022.06.13
技术公布日：2022/11/1
