[發明專利]一種生物質超亞臨界水液化精煉裝置

有效

• 申請號: 201410004938.0
• 申請日: 2014-01-06
• 公開（公告）號: CN104560076B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 欒德玉;王威強;李慶領;段虎;陳頌英;郭建章;胡德棟;劉炳成;曲延鵬
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種新型生物質超亞臨界水液化精煉裝置，特別適用于農作物秸桿、木粉等生物質在超亞臨界水中液化精煉，屬于高新技術中的生物質化工及能源領域。?

背景技術

當前生物質能源已經成為世界第四大能源。世界各國都在爭搶生物質能源化工產業發展的制高點，美國、瑞典、巴西、印度、日本都紛紛制訂了積極的能源戰略和措施，加快推進生物質能源化工產業的發展。?

生物質能源化工產業是以生物質有機物為原料，經現代工藝生產出來的油、氣、電等能源及化工產品的生產行業。在我國，生物質能以有機廢棄物和邊際土地有機產品為主要原料。其特點是資源豐富、可再生，與農業、農村和農民關系緊密。?

盡管存在種類眾多的生物質資源，但是生物質中僅有四種最基本化學結構的物質：糖類和多糖(糖、淀粉、纖維素和半纖維素)、木質素(多聚酚)、三甘油或脂肪(植物油和動物脂肪油)、蛋白質(植物蛋白和動物蛋白)，對于生產生物質能源化工產品是非常重要的。?

借鑒傳統化石能源化工工業的經驗教訓，在發展生物質能源化工工業的初級階段就應把綠色環保的思想完全貫徹到研究與生產的各個過程，建立起一套全新的生物質能源化工生產體系。生物質能源化工產品的常規方法主要有四種形式：直接燃燒、熱解、液化和氣化。最近，生物質超亞臨界水液化技術因其工藝簡單，有機物轉化率高已引起生物質學術界廣泛的關注。生物質超亞臨界水液化技術具體是指生物質和水在反應溫度200～400℃、反應壓力5～25MPa、反應時間0.5～500秒條件下，通過一列化學物理作用將其轉變為有機小分子，得到有機液體產品的技術。?

常規生物質能源產品生產工藝繁瑣，有機物轉化率低，能耗大及產率低，難以工業化。常規生產工藝是將纖維素生物質中的有機聚合物分步降解，或者是高溫裂解，一般都是先經過預處理（如高溫高壓氣爆法），之后水解或降解半纖維素，然后酶水解纖維素得到葡萄糖，整個過程反應非常緩慢。其中木質素由于提純的成本較高，一般被作為廢棄物排放；葡萄糖繼續精煉可得到一系列的生物基化學品，如乙醇、乳酸、檸檬酸、芳香化合物等；但生產乙醇時有機碳損失三分之一，生產乳酸有機碳則損失50%左右。與常規工藝相比，生物質超亞臨界水液化反應技術相對簡單得多。?

中國國家知識產權局專利局在2012年6月27日公開了一項授權公告號為CN101613377B，名稱為“生物質超臨界亞臨界組合連續式預處理與水解設備及方法”的專利，該專利整合了超臨界水解技術與亞臨界水解技術的優點，生產可發酵糖，但該專利技術主要適用于實驗室小型研究，且能耗較大，沒有充分利用中間過程產生的大量余熱，終端產物沒有精餾工藝分離，根本無法滿足現代工業生產的需求。?

發明內容

本發明的目的是提供一種生物質能源產品的生產裝置，具體為生物質超亞臨界水液化精煉裝置，可實現以農作物秸稈為主的生物質在超亞臨界水中的液化反應，提供一條新型生物?質能源化途徑。?

本發明采用以下技術方案：?

一種生物質超亞臨界水液化精煉裝置，其特征在于：所述裝置包括生物質振動篩選機（1）、上料機一（2）、切斷機（3）、上料機二（4）、磨碎機（5）、高濃碎漿機（6）、料漿泵（7）、水凈化系統（8）、高濃除渣機（9）、預熱器（10）、料漿高壓泵一（11）、超臨界水液化反應器（12）、急冷器（13）、料漿高壓泵二（14）、亞臨界水液化反應器（15）、精餾設備（16）、重質有機物儲罐（17）、輕質有機物儲罐（18）、多碳糖儲罐（19）、工業乙醇儲罐（20）、操作控制中心（21），其中流體機械物料管道進出口設有電磁閥門。本發明裝置工藝流程為：農作物秸稈原料經生物質振動篩選機（1）土石分揀后，經上料機一（2）輸送到切斷機（3）切斷為短秸稈短料，再經上料機二（4）進入鏈條磨木機（5）粉碎成細微粉末狀物料，再進入高濃碎漿機（6）制漿，下一道工序進入高濃除渣機（9）把雜質分離出來，經預熱器（10）加熱后，通過料漿高壓泵一（11）打入超臨界水液化反應器（12）中，經過急冷器（13）處理，再通過料漿高壓泵二（14）打入亞臨界水液化反應器（15）中，經高壓液化反應生成生物質有機物混料，然后經精餾設備（16）分離為工業乙醇、多碳糖類、其它輕質有機物、重質有機物和水。分離出來的水可繼續作為原料循環使用。?