一種生物質水熱液化系統及方法技術方案

本發明專利技術公開一種生物質水熱液化系統及方法，涉及生物質能源技術領域。為解決現有技術生物質水熱液化系統難以進行連續進料和連續出料的連續式反應的問題而發明專利技術。本發明專利技術的生物質水熱液化系統包括：反應器，反應器連接有進料管和產物排出管，進料管上串接有加壓裝置；產物收集器，產物收集器與產物排出管的排出端密閉連接；流量控制結構，流量控制結構設置于產物收集器與反應器之間，并用于控制產物由產物排出管排出至產物收集器的流量，以使產物排出管的排料流量與進料管的進料流量相等。本發明專利技術生物質水熱液化系統用于進行連續進料和連續出料的連續式反應。

Biomass hydrothermal liquefaction system and method

The invention discloses a system and a method for biomass hydrothermal liquefaction. In order to solve the problems of the prior art that the biomass water heating liquefaction system is difficult to carry out continuous feeding and continuous discharging. Including biomass hydrothermal liquefaction system of the present invention: the reactor, the reactor is connected with a feed pipe and discharge pipe, the feeding pipe is connected to a pressure device; the product collector, the collector and the product discharge discharge end sealed connecting tube; flow control structure, flow control structure is arranged on the product collector and reactor between, and is used to control the product by product of the discharge pipe is discharged to the collector product flow, to make the product of the exhaust pipe and discharge flow of the feed pipe feed flow is equal. The present invention relates to a biomass hydrothermal liquefaction system for continuous feeding and continuous discharging.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及生物質能源
，尤其涉及一種生物質水熱液化系統及方法。
技術介紹
生物質水熱液化技術是指利用熱化學的方法，在有或無催化劑的作用下，在高溫高壓的液相水熱條件下將生物質(比如絲藻、球藻、污泥、花生秸稈、豬糞等)原料轉化為生物質油的過程。生物質水熱液化技術是一種非常具有發展前景的生物質制油技術，具有許多優勢。首先，對比傳統的熱化學轉化技術(如氣化和熱解)，生物質水熱液化技術能夠直接將未經干燥的濕生物質轉換成能量密集的生物質油，從而避免了干燥過程附加的高能量消耗，因此具有更低的能量消耗率，特別適合處理生物質等濕生物質。其次，生物質水熱液化技術不僅可以將生物質中的油脂轉化成生物質油，還可將生物質含有的蛋白質和糖類物質也轉化為高熱值的生物質油。同時生物質具有較高的生長速率、生長環境不占用耕地、較高的脂質含量，能夠產生巨大的環境和經濟效益。因此，以生物質為原料的生物質液體燃料生產技術具備經濟技術可行性，已成為該領域主要的發展趨勢之一，它對于緩解環境污染，提高能源安全具有重要意義。但是，在生物質液化反應過程中，由于反應器內的反應溫度和反應壓力通常在連續進料和連續出料過程中難以保持在液化反應的要求范圍(即溫度要求為200～400℃，壓力要求為5～25Mpa)內，因此現有技術中生物質液化反應系統難以實現連續進料和連續出料的連續式反應，由此不利于生物質水熱液化的規模化生產。
技術實現思路
本專利技術提供一種生物質水熱液化系統及方法，能夠在生物質液化反應過程中將反應器內的反應溫度和反應壓力保持于液化反應要求范圍內，以使液化反應能夠連續進料和連續出料，以利于生物質水熱液化的規模化生產。為達到上述目的，本專利技術的實施例采用如下技術方案：一方面，本專利技術提供了一種生物質水熱液化系統，包括：反應器，所述反應器用于進行液化反應，所述反應器連接有進料管和產物排出管，所述進料管上串接有加壓裝置；產物收集器，所述產物收集器與所述產物排出管的排出端密閉連接；流量控制結構，所述流量控制結構設置于所述產物收集器與所述反應器之間，并用于控制所述產物由所述產物排出管排出至所述產物收集器的流量，以使所述產物排出管的排料流量與所述進料管的進料流量相等。另一方面，本專利技術提供了一種生物質水熱液化方法，所述方法包括：S1、通過進料管和加壓裝置向反應器內壓入含水的預熱物料，并使得所述預熱物料內的水在所述反應器內受熱氣化膨脹，以增大所述反應器內的溫度和壓力，同時通過產物排出管排出預熱產物；S2、當所述反應器內的溫度增大至第二預設范圍，壓力增大至第一預設范圍內時，將所述預熱物料更換為反應物料，并通過所述進料管和所述加壓裝置將所述反應物料壓入所述反應器內，以使所述反應物料在所述反應器內產生液化反應生成水熱液化產物；S3、通過產物排出管將所述水熱液化產物排出至產物收集器內，并通過流量控制結構控制所述水熱液化產物由所述產物排出管排出至所述產物收集器的流量，以使所述產物排出管的排料流量與所述進料管的進料流量相等。本專利技術提供的一種生物質水熱液化系統及方法，在通過進料管和加壓裝置向反應器內壓入含水的預熱物料之后，預熱物料內的水可在反應器內受熱氣化膨脹，以將反應器內的溫度和壓力分別增大至第二預設范圍和第一預設范圍內，由此通過預熱物料預熱反應器；之后，可將預熱物料更換為反應物料，并通過進料管和加壓裝置將反應物料壓入反應器內，以使反應物料在處于第二預設范圍內的溫度和處于第一預設范圍內的壓力環境下產生液化反應，液化反應的產物由產物排出管排出至產物收集器中，并通過流量控制結構控制產物排出管的排料流量，以使產物排出管的排料流量與進料管的進料流量相等，從而將反應器內的溫度和壓力分別保持于第二預設范圍和第一預設范圍內。由此，可在通過進料管和加壓裝置連續向反應器供料，并通過產物排出管連續排出反應器內的物料的同時，將反應器內的溫度和壓力分別維持于第二預設范圍和第一預設范圍內，從而可實現生物質水熱液化系統的連續式反應，進而有利于生物質水熱液化的規模化生產。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實施例生物質水熱液化系統的第一種結構示意圖；圖2為本專利技術實施例生物質水熱液化系統的第二種結構示意圖；圖3為本專利技術實施例生物質水熱液化系統中流量調節閥的結構示意圖；圖4為本專利技術實施例生物質水熱液化系統中過濾裝置的結構示意圖；圖5為本專利技術實施例生物質水熱液化方法的流程圖。附圖標記：1－反應器；2－進料管；3－產物排出管；4－加壓裝置；5－產物收集器；6－流量控制結構；61－殼體；62－流道；63－倒錐型閥口；64－錐型針；65－絲杠；66－手柄；67－產物入口；68－產物出口；7－送氣增壓裝置；8－背壓閥；9－萃取液注入結構；10－攪拌結構；11－分液器；12－過濾裝置；121－外殼；122－進液口；123－排液口；124－排渣口；125－濾芯；13－溶劑蒸發裝置；14－物料儲存裝置；15－攪拌裝置；16－流量脈沖緩沖器；17－碎料裝置；18－預熱裝置；100－第一傳送泵；200－第二傳送泵。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。在本專利技術的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本專利技術和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本專利技術的限制。在本專利技術的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。參照圖1，圖1為本專利技術實施例生物質水熱液化系統的一個具體實施例，本實施例的生物質水熱液化系統包括：反應器1，所述反應器1用于進行液化反應，所述反應器1連接有進料管2和產物排出管3，所述進料管2上串接有加壓裝置4；產物收集器5，所述產物收集器5與所述產物排出管3的排出端密閉連接；流量控制結構6，所述流量控制結構6設置于所述產物收集器5與所述反應器1之間，并用于控制所述產物由所述產物排出管3排出至所述產物收集器5的流量，以使所述產物排出管3的排料流量與所述進料管2的進料流量相等。本專利技術提供的一種生物質水熱液化系統，在通過進料管2和加壓裝置4向反應器1內壓入含水的預熱物料之后，預熱物料內的水可在反應器1內受熱氣化膨脹，以將反應器1內的溫度和壓力分別增大至第二預設范圍和第一預設范圍內，由此通過預熱物料預熱了反應器1；之后，可將預熱物料更換為反應物料，并通過進料管2和加壓裝置4將反應物料壓入反應器1內，以使反應物料在處于第二預設范圍內的溫度和處于第一預設范圍內的壓力環境下產生液化反應，液化反應的產物由產物排出管3排出至產物收本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種生物質水熱液化系統，其特征在于，包括：反應器，所述反應器用于進行液化反應，所述反應器連接有進料管和產物排出管，所述進料管上串接有加壓裝置；產物收集器，所述產物收集器與所述產物排出管的排出端密閉連接；流量控制結構，所述流量控制結構設置于所述產物收集器與所述反應器之間，并用于控制所述產物由所述產物排出管排出至所述產物收集器的流量，以使所述產物排出管的排料流量與所述進料管的進料流量相等。

【技術特征摘要】
1.一種生物質水熱液化系統，其特征在于，包括：反應器，所述反應器用于進行液化反應，所述反應器連接有進料管和產物排出管，所述進料管上串接有加壓裝置；產物收集器，所述產物收集器與所述產物排出管的排出端密閉連接；流量控制結構，所述流量控制結構設置于所述產物收集器與所述反應器之間，并用于控制所述產物由所述產物排出管排出至所述產物收集器的流量，以使所述產物排出管的排料流量與所述進料管的進料流量相等。2.根據權利要求1所述的生物質水熱液化系統，其特征在于，所述流量控制結構包括串接于所述產物排出管中的流量調節閥，通過調節所述流量調節閥的開度可使所述產物排出管的排料流量與所述進料管的進料流量相等。3.根據權利要求2所述的生物質水熱液化系統，其特征在于，所述流量控制結構還包括壓力檢測單元和第一控制單元，所述壓力檢測單元位于所述反應器內，且用于檢測所述反應器內的反應壓力，所述第一控制單元用于根據所述壓力檢測單元檢測得到的壓力值，控制調節所述流量調節閥的開度。4.根據權利要求2所述的生物質水熱液化系統，其特征在于，所述流量控制結構還包括第一流量檢測單元、第二流量檢測單元和第二控制單元，所述第一流量檢測單元用于檢測所述進料管的進料流量，所述第二流量檢測單元用于檢測所述流量調節閥的出口流量，當所述第二流量檢測單元檢測得到的流量值與所述第一流量檢測單元檢測得到的流量值不相等時，所述第二控制單元控制調節所述流量調節閥的開度。5.根據權利要求1～4中任一項所述的生物質水熱液化系統，其特征在于，還包括與所述產物收集器連接的送氣增壓裝置以及設置于所述產物收集器上的背壓閥，所述送氣增壓裝置用于在所述產物收集器與所述產物排出管的排出端連接之前，向所述產物收集器內輸入氣體，以使所述產物收集器內的壓力增大至與所述反應器內的壓力相等。6.根據權利要求1～4中任一項所述的生物質水熱液化系統，其特征在于，所述產物收集器包括萃取液注入結構和攪拌結構。7.根據權利要求6所述的生物質水熱液化系統，其特征在于，還包括產物分離系統，所述產物分離系統包括依次連接的過濾裝置、分液器和溶劑蒸發裝置，所述過濾裝置用于濾除所述產物收集器靜內上清液中的固相料渣，以獲得由水和溶解有生物油的萃取液組成的混合液；所述分液器用于分層分離所述混合液中的水和溶解有生物油的萃取液；所述溶劑蒸發裝置用于蒸發去除所述分液器分離得到的溶解有生物油的萃取液中的萃取液和殘留的水，以獲得生物油。8.根據權利要求1所述的生物質水熱液化系統，其特征在于，還包括流量脈沖緩沖器，所述流量脈沖緩沖器包括囊狀容器以及罩設于囊狀容器外的殼體，所述囊狀容器串接于所述加壓裝置和所述反應器之間的所述進料管上，所述囊狀容器由彈性可伸縮材料制作，所述殼體由剛性材料制作，所述囊狀容器膨脹后的最大容積大于所述殼體的容積，且所述囊狀容器在處于收縮狀態時與所述殼體內壁之間具有間隙。9.根據權利要求1所述的生物質水熱液化系統，其特征在于，還包括預熱裝置，所述預熱裝置包括外管以及位于所述外管內的內管，所述外管與所述內管之間具有間隙通道，所述內管串接于所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：白秀軍，劉敏勝，劉軼辰，楊巧利，侯祥生，劉元杰，白雪梅，
申請(專利權)人：新奧科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：河北;13