[發(fā)明專利]用于提高反應釜產(chǎn)率和降溫速度的方法及裝置

無效

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• 申請日: 2010-07-29
• 公開（公告）號: CN101899316A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李德茂;葉乃好;陳利梅;張曉雯;徐東
• 申請（專利權(quán)）人: 聊城大學;中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00;C10B53/00;C10B53/02
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 李浩成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物化工設(shè)備領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于提高反應釜產(chǎn)率和降溫速度的方法及裝置，特別適合于高溫高壓反應釜中生物質(zhì)在亞/超臨界條件下液化過程中提高生物油液化率和提高降溫速度。

背景技術(shù)

生物質(zhì)能是人類賴以生存的重要能源之一，它是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費總量第四位的能源，在整個能源系統(tǒng)中占有重要地位。當前，生物質(zhì)能的利用主要有直接燃燒、熱化學轉(zhuǎn)換和生物化學轉(zhuǎn)換等3種途徑。生物質(zhì)的熱化學轉(zhuǎn)換是指在一定的溫度和條件下，使生物質(zhì)汽化、炭化、熱解和催化液化，以生產(chǎn)氣態(tài)燃料、液態(tài)燃料和化學物質(zhì)的技術(shù)。生物質(zhì)原料在超臨界條件的液化是熱化學轉(zhuǎn)化的一種，是近幾年發(fā)展起來的一種加壓液化方法。該技術(shù)主要是使物料處于超臨界流體作用下，在較低的在較低的溫度下可將難溶的有機物溶化，將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料或有用化學品，轉(zhuǎn)化效率高。

其中，高溫高壓反應釜是常用的加溫加壓設(shè)備之，具有操作簡便，轉(zhuǎn)化率高等特點。但是，高溫高壓反應釜因材料等問題，也存在一定的缺陷，主要是升溫和降溫速度比較慢，導致大量的副反應出現(xiàn)。升溫速度慢可以通過更換升溫介質(zhì)或者方式實現(xiàn)，但是降溫速度慢的問題目前一直沒有解決，主要是受反應釜材料的限制，不可能將反應釜在較高溫度下放入溫度較低的介質(zhì)中，這樣容易導致釜體變形，甚至會出現(xiàn)裂痕，不能承受高壓。

另外，熱化學轉(zhuǎn)化過程中，需要將汽化的生物質(zhì)迅速降溫，這樣就可以實現(xiàn)大量液體產(chǎn)物凝集，獲得大量的液體產(chǎn)物。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供通過一種用于提高高溫高壓反應釜產(chǎn)率和降溫速度的裝置及方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

用于提高反應釜產(chǎn)率和降溫速度的裝置，主要包括通過排氣管道與反應釜的排氣口相連接的冷凝裝置。

前述的用于提高反應釜產(chǎn)率和降溫速度的裝置，優(yōu)選的方案是，所述冷凝裝置為冷凝罐，其上設(shè)有相應的控制閥門、冷凝液出口及氣體出口。一種思路是，所述冷凝罐外設(shè)低溫冰柜。另一種思路是，所述冷凝罐外設(shè)冷凝套。當使用冷凝套時，所述冷凝套采用的冷凝介質(zhì)為冰水混合物、液氮、干冰、干冰、丙酮混合物、低溫氯化鈉水溶液中的一種或者是他們中部分或全部的混合物。

前述的用于提高反應釜產(chǎn)率和降溫速度的裝置，優(yōu)選的方案是，所述冷凝罐的數(shù)量設(shè)2-4個，其通過排氣管道相連接。

用于提高反應釜產(chǎn)率和降溫速度的方法，步驟如下：

A、生物質(zhì)裝入反應釜中，在壓/超臨界條件下進行反應；

B、將冷凝介質(zhì)加入冷凝套5、8中，使冷凝套5、8的溫度控制在-80℃到0℃之間；

C、當反應完成后，打開控制閥門，使高溫氣體迅速沖入到冷凝罐中，在低溫作用下聚合、液化；

D、當溫度平衡后，從氣體出口收集氣體，從液體出口收集液體。

前述的方法，優(yōu)選的方案是，步驟B中冷凝套5、8的溫度控制在-60℃到-10℃之間。

前述的方法，優(yōu)選的方案是，步驟B中冷凝套5的溫度比冷凝套8的溫度高0-80℃。更優(yōu)選的是，步驟B中冷凝套5的溫度比冷凝套8的溫度高10-60℃。

本發(fā)明用于提高反應釜產(chǎn)率和降溫速度的裝置，只要能夠降溫即可，可采用低溫冰柜降溫，在冷凝罐上設(shè)冷凝套，然后冷凝套外接一低溫冰柜；也可直接將冷凝罐置于低溫冰柜中。

本發(fā)明用于提高反應釜(高溫高壓)降溫速度和產(chǎn)物產(chǎn)率的裝置可以采用多種冷凝劑和制冷方法使高溫高壓氣體在通過冷凝罐時快速降溫并迅速凝結(jié)成液體，特別適用于超臨界條件下生物質(zhì)的液化反應過程，可以縮短降溫時間，并能提高液體油的產(chǎn)率。在材料選擇上，該裝置應能夠耐受0-60Mpa的壓力及常溫到600℃的溫度，其主要是通過控制閥門的開啟控制。

附圖說明

圖1是用于提高反應釜產(chǎn)率和降溫速度的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1、排氣口；2，6，9，10、控制閥門；3、排氣管道；4，7、冷凝罐；5，8、冷凝套；11，12、冷凝液出口；13、氣體出口；14、反應釜。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做詳細描述，但保護范圍不受此限制。

實施例1：用于提高反應釜產(chǎn)率和降溫速度的裝置，主要包括通過排氣管道與反應釜的排氣口相連接的冷凝裝置。

在該實施例中，所述冷凝裝置為冷凝罐，其上設(shè)有相應的控制閥門、冷凝液出口及氣體出口。由附圖1可以看出，所述冷凝罐上還設(shè)有冷凝套。冷凝套采用的冷凝介質(zhì)為冰水混合物。使用該裝置，提高產(chǎn)率和降溫速度的方法為：

1、生物質(zhì)裝入圖1A區(qū)部分的反應釜14中，根據(jù)實驗需求設(shè)定條件在壓/超臨界條件下進行反應；