[發明專利]生物質超臨界水部分氧化法制甲烷的系統和方法

無效

• 申請號: 201019026022.4
• 申請日: 2010-02-03
• 公開（公告）號: CN101818079A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 廖傳華;武一鳴;朱躍釗;歐陽平凱
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C10J3/06
• 分類號: C10J3/06;C10J3/16;C10J3/20;C10J3/46;C10J3/48;C10L3/08
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 樊文紅

1.一種生物質超臨界水部分氧化法制甲烷的生產系統，其特征是，該系統包括高壓柱塞泵(1)、輸送管道(8)、超臨界反應器(3)、冷凝器(4)和氣液分離器(5)，高壓柱塞泵(1)、超臨界反應器(3)、冷凝器(4)和氣液分離器(5)通過輸送管道(8)依次連接；超臨界反應器(3)內裝有加熱器(9)。

2.根據權利要求1所述的生物質超臨界水部分氧化法制甲烷的生產系統，其特征在于，所述超臨界反應器(3)底部設有無機鹽分離系統，超臨界反應器(3)底部還連接有輸送管道(8)和閥門(V)。

3.根據權利要求1所述的生物質超臨界水部分氧化法制甲烷的生產系統，其特征在于，在所述高壓柱塞泵(1)、超臨界反應器(3)和冷凝器(4)之間的輸送管道(8)上還設有換熱器(2)，所述高壓柱塞泵(1)的輸出口接換熱器的第一換熱通道，高壓柱塞泵(1)輸出的水或水和生物質混合物作為冷介質輸入換熱器(2)，經換熱后的水或水和生物質混合物輸入超臨界反應器(3)；所述超臨界反應器(3)頂部的輸出口接換熱器的第二換熱通道，所述超臨界反應器(3)頂部輸出高溫高壓狀態的汽氣混合物作為熱介質輸入換熱器(2)，換熱后的熱介質輸入冷凝器(4)。

4.根據權利要求1所述的生物質超臨界水部分氧化法制甲烷的生產系統，其特征在于，所述生產系統中還設有氧化劑壓力泵(6)和氧化劑加熱器(7)，所述氧化劑壓力泵(6)的輸出口接氧化劑加熱器(7)的輸入口，氧化劑加熱器(7)的輸出口接超臨界反應器(3)。

5.一種生物質超臨界水部分氧化法制甲烷的方法，其特征是，該方法包括以下步驟：

(1)將生物質和水輸入超臨界反應器中，用高壓柱塞泵對進入超臨界反應器的水或生物質和水的混合物進行加壓；

(2)反應器中充滿一定壓力的水后，啟動反應器所帶的加熱器，將其內的水靜態加熱至設定的溫度，使其達到超臨界狀態；

(3)當反應器的壓力至25～50MPa，溫度至380～600℃時，啟動高壓柱塞泵1，調節其流量，使之緩慢上升至額定流量3.2L/h；

(4)超臨界水與生物質在反應器3內停留30～150min，使生物質中所含的大分子碳混合物經反應重整出小分子甲烷及CO、H₂，同時產生的無機鹽沉積于反應器3的底部；

(5)生物質的重整反應為放熱反應，從反應器頂部出來的高溫高壓狀態的汽氣混合物經冷凝器冷凝后再進行氣液分離，經氣液分離后出來的氣體即為以甲烷為主的氣體，出來的液體即為冷凝水。

6.根據權利要求6所述的生物質超臨界水部分氧化法制甲烷的方法，其特征是，上述步驟(4)中進一步包括下列步驟：

(41)間歇啟閉反應器底部的兩只閥門，采用外加自來水的方法，從反應器的底部將反應過程中產生的無機鹽進行分離。

7.根據權利要求6所述的生物質超臨界水部分氧化法制甲烷的方法，其特征是，所述步驟(4)中進一步包括下列步驟：

(42)對超臨界反應器輸入經加壓或加熱和加熱的氧化劑。

8.根據權利要求6所述的生物質超臨界水部分氧化法制甲烷的方法，其特征是，上述步驟(5)中進一步包括下列步驟：

(51)將反應器輸出的汽氣混合物和加壓后的水或水和生物質的混合液進行換熱，利用其熱量對加壓后的水或水和生物質的混合液進行預熱，換熱后的汽氣混合物再進行冷凝。

9.根據權利要求6所述的生物質超臨界水部分氧化法制甲烷的方法，其特征是，所述步驟(1)中具體包括：11)先將一定量的固態不易粉碎生物質裝入超臨界反應器內(3)，水經過柱塞泵(1)加壓后注入超臨界反應器(3)。

10.根據權利要求6所述的生物質超臨界水部分氧化法制甲烷的方法，其特征是，所述步驟(1)中具體包括：12)將易粉碎的生物質與水的混合液經過柱塞泵(1)加壓后，注入超臨界反應器(3)。