本實用新型涉及一種生物質熱解炭化尾氣快速凈化方法及其裝置，特別涉及實驗室研究用生物質熱解炭化設備尾氣處理，屬于生物質熱解技術領域。

背景技術：

生物質炭化是指將生物質轉變為生物炭的過程中，是秸稈等農林有機廢棄物資源化綜合利用方式之一。所獲得的生物炭具有改良土壤、提升肥效、固炭減排等功效，近年來受到廣泛關注。目前實驗室試驗用炭主要采用小型炭化爐具(如管式爐)制備，存在的主要問題是生物質在炭化過程中會產生大量的有害尾氣，主要成分包括懸浮顆粒物、VOCs，如不加妥善處理，直接排放，會對周邊環境和人體健康造成嚴重威脅。

為解決生物質炭化過程中的尾氣污染問題，目前常見的做法有兩種。一是燃燒，包括直接燃燒和間接燃燒，直接燃燒是增加氣體凈化設備，去除水蒸汽，然后明火引燃，該方法的確定在于設備成本高，且受生物質原料種類影響而不穩定；間接燃燒在化炭化設備末端增加可燃氣、電阻絲等引燃裝置，尾氣通過引燃裝置被點燃，該方法的缺點在于需要增加額外能源投入，且安全隱患大。二是回收，通過吸附介質、冷凝器或電捕焦油器，實現尾氣分級凈化回收，存在的主要問題是需要增加大量的輔助設備，占地面積大，不適合實驗室用。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種輕簡化、安全可靠的生物質熱解炭化尾氣凈化裝置，能夠有效脫除生物質熱解炭化尾氣中的有害物質，同時能夠實現炭化爐體密封，避免炭化爐冷卻過程中發生液體或空氣回流問題，減少輔助氣體用量，實現炭化爐經濟、安全、穩定運行。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種生物質熱解炭化尾氣凈化裝置，其特征在于：尾氣凈化裝置包括過濾管、緩沖瓶、一次洗滌瓶、二次洗滌瓶，各元器件之間通過氣管連接。所述各元器件連接順序為過濾管、緩沖瓶、一次洗滌瓶、二次洗滌瓶等。

本實用新型提出的一種生物質熱解炭化尾氣凈化裝置的凈化方法，包括以下步驟：

(1)工作時，將過濾管進氣端與炭化爐出氣端連接，過濾管、緩沖瓶、一次洗滌瓶、二次洗滌瓶依次通過氣管連接；

(2)將物料裝入炭化爐，啟動炭化爐，通輔助氣體，待物料溫度升至100℃以上時，停止通輔助氣體，此時炭化爐內原料開始逐步升溫，產生大量的尾氣；

(3)尾氣經氣管達到過濾管，過濾管對尾氣中的大顆粒物、水汽以及部分VOCs進行吸附；

(4)經濾管過濾的氣體通過氣管進入緩沖瓶，氣體在緩沖瓶內進一步冷凝，去除部分VOCs；

(5)經緩沖瓶過濾的氣體通過氣管進入一次洗滌瓶，經一次洗滌后脫除大部分VOCs和細小顆粒物；

(6)經一次洗滌瓶過濾的氣體通過氣管進入二次洗滌瓶，經二次洗滌后，尾氣實現減量達標排放。

(7)炭化結束后，炭化爐腔體內部隨著溫度的降低會產生負壓，此時，一、二次洗滌瓶中的液體會在負壓作用下流入緩沖瓶，通過緩沖瓶維持熱解炭化爐腔體內外壓力平衡，同時由于液體的密封作用，隔絕外界空氣與熱解炭化爐腔體，維持腔體內部厭氧氣氛。

本實用新型提出的生物質熱解尾氣凈化裝置，包括：

(1)熱解炭化爐，用于使生物質原料發生熱解炭化反應，熱解炭化爐上排氣口與過濾管的進氣口相連。

(2)過濾管，過濾管用于對熱解炭化尾氣中的大顆粒物、水汽和部分VOCs進行脫除，過濾管由管道和過濾介質組成，過濾介質放置于過濾管內，過濾管可以為玻璃管或其它耐腐蝕管道；過濾介質可以為生物炭、木屑或其他吸附性材料，外部用紗布或其他透氣性材質包裹。

(3)緩沖瓶，用于緩存一次洗滌瓶內的液體，冷凝尾氣，去除部分VOCs，緩沖瓶由瓶體、密封塞和氣管組成，瓶體可以是玻璃瓶或其他耐腐蝕容器，容積不小于平衡熱解炭化爐內外壓差所需的容積；密封塞可以為橡膠塞或其他耐腐蝕材料，用于密封瓶口，并提供氣管固定平臺；氣管由進氣管和出氣管構成，安裝在密封塞上，進氣管長度短于出氣管，進氣管長度不得超過緩沖瓶平衡內外壓差，瓶內液體所達到的最高液面。

(4)一次洗滌瓶，用于脫除大部分VOCs和細小顆粒物，一次洗滌瓶由瓶體、洗滌介質、密封塞和氣管組成，瓶體要求同緩沖瓶；洗滌介質可以為堿液或其他能夠有效脫除尾氣中的VOCs和細小顆粒物的液體；密封塞同緩沖瓶；氣管由進氣管和出氣管構成，安裝在密封塞上，進氣管不得高于瓶內液面高度，出氣管不得低于瓶內液面高度。

(5)二次洗滌瓶，用于進一步脫除大部分VOCs和細小顆粒物，實現尾氣達標排放，二次洗滌瓶由瓶體、洗滌介質、密封塞和氣管組成，各部件要求同一次洗滌瓶。

采用本實用新型提供的技術方案，與現有技術相比，具有如下有益效果：

1、尾氣凈化材料均為常用材料，易獲得，成本低；

2、尾氣凈化裝置結構簡單、組裝方便，容易操作；

3、尾氣凈化裝置設有防空氣回流裝置，減少輔助氣體用量，節省運行成本。

附圖說明

以下結合附圖來對本實用新型進行詳細的描繪。然而應當理解，附圖的提供僅為了更好地理解本實用新型，它們不應該理解成對本實用新型的限制。

附圖1為本實用新型的結構示意圖；

附圖2為本實用新型的過濾管結構示意圖；

附圖3為本實用新型的緩沖瓶結構示意圖；

附圖4為本實用新型的一次洗滌瓶結構示意圖；

圖中：1為炭化爐，2為過濾管，3為緩沖瓶，4為一次洗滌瓶，5為二次洗滌瓶。

具體實施方式

為進一步了解本實用新型的內容，下面結合實施實例和附圖對本實用新型做詳細描述。

一種生物質熱解炭化尾氣凈化裝置，如圖1所示，尾氣凈化裝置包括過濾管2、緩沖瓶3、一次洗滌瓶4、二次洗滌瓶5，各元器件之間通過氣管6連接。過濾管1由過濾管殼2-1和過濾介質2-2構成；緩沖瓶由瓶塞2-1、進氣管3-2、出氣管3-3、瓶體3-4構成；一次洗滌瓶由瓶塞4-1、進氣管4-2、出氣管4-3、瓶體4-4、洗滌液4-5組成。所述各元器件連接順序為過濾管2、緩沖瓶3、一次洗滌瓶4、二次洗滌瓶5。

本實用新型提出的一種生物質熱解炭化尾氣凈化裝置的凈化方法，包括以下步驟：

(1)工作時，將過濾管2進氣端與炭化爐1出氣端連接，過濾管2、緩沖瓶3、一次洗滌瓶4、二次洗滌瓶5依次通過氣管6連接；

(2)將物料裝入炭化爐，啟動炭化爐，通輔助氣體，待物料溫度升至100℃以上時，停止通輔助氣體，此時炭化爐內原料開始逐步升溫，產生大量的尾氣；

(3)尾氣經氣管達到過濾管2，過濾管2對尾氣中的大顆粒物、水汽以及部分VOCs進行吸附；

(4)經過濾管2過濾的氣體通過氣管進入緩沖瓶3，氣體在緩沖瓶3內進一步冷凝，同時去除部分VOCs；

(5)經緩沖瓶3過濾的氣體通過氣管進入一次洗滌瓶4，經一次洗滌后脫除大部分VOCs和細小顆粒物；

(6)經一次洗滌瓶4過濾的氣體通過氣管進入二次洗滌瓶5，經二次洗滌后，尾氣實現減量達標排放。

(7)炭化結束后，炭化爐腔體內部隨著溫度的降低會產生負壓，此時，一次洗滌瓶3、二次洗滌瓶4中的液體會在負壓作用下流入緩沖瓶3，通過緩沖瓶3維持熱解炭化爐1腔體內外壓力平衡，同時由于液體的密封作用，隔絕外界空氣與熱解炭化爐腔體，維持腔體內部 厭氧氣氛。

以上示意性的實施例對本實用新型及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結構并不局限與此。所以，如果本領域的技術人員受其啟示，在不脫離本實用新型創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本實用新型的保護范圍。