[發明專利]一種序批式生物質液化工藝

在審

• 申請號: 201710551051.7
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107189806A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 于洪江
• 申請（專利權）人: 上海錦泥環境技術有限公司
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00;C02F3/28;C02F3/02;C10L3/10
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 譚磊

本發明涉及一種序批式生物質液化工藝，該工藝采用間接換熱方式直接回收已經裂解液化生物質中的熱能，工藝包括兩組或兩組以上并聯設置的序批式生物質液化單元、與序批式生物質液化單元配合使用的高溫導熱油循環管路以及低溫導熱油循環管路。與現有技術相比，本發明工藝原理簡單，工藝系統整體壓力低，占地面積小，投資少，是制造生物質燃料的一種很好的選擇，SBH反應器采用間接換熱方法直接回收已經裂解液化生物質中的熱能，使用設備少，回收效率高，并且SBH反應器在整個生物質液化過程中，始終保持封閉狀態，無蒸汽釋放，無需添加催化劑，壓力由相應溫度下水的飽和蒸汽壓控制，熱能損失少，生物質中有機揮發份損失少，具有很好的應用前景。

技術領域

本發明屬于可再生能源技術領域，涉及一種生物質處理工藝，尤其是涉及一種序批式生物質液化工藝。

背景技術

隨著化石能源日益枯竭，人類對于可再生生物質能源的興趣日益提高，世界各國都投入了大量資金和人力，開發生產可再生能源的工藝。所有化石能源其實最早也來源于生物質，經過上億年的地質變遷，生物質中的水分被逐漸析出，生物質中的微觀結構也發生了變化，變成了我們今天使用的石油、天然氣、煤等，統稱為化石能源。我們現在開發的各種可再生生物質能源技術就是要縮短生物質演變的時間，用很短的時間完成大自然需要上億年才能完成的轉變。

開發可再生生物質能源的關鍵是要破解生物質的原有結構，并將其中大量的水分除去。仿照大自然制造化石能源的過程，首先需要對生物質進行液化，然后在液體中提取人類所需要的能源。

連續式生物質液化(Continuous Biosolid Hydrolysis，CBH)是當前制造生物質燃料的主要方法。在CBH中，含有大量水分的生物質固體通過連續工藝，加溫加壓，再熱能回收，冷卻，減壓，脫水干燥，即可獲得具有較高熱值的生物質燃料。生物質CBH中，用于加熱生物質的大部分熱能被回收，熱能的利用效率達到了最高。另外，在CBH中，如果運行工況不變，所有的設備一旦穩定運行，無需頻繁操作和調整，這就大大降低了對系統自動控制的要求。

連續式生物質液化CBH雖然具有很多優點，但也存在一些缺陷。首先，CBH的整體壓力較高，習慣于使用低壓設備的用戶往往不愿意使用高壓設備；其次，由于系統的壓力較高，整個系統的工藝環節較多，系統投資也偏大，這也是許多用戶不能接受的；第三，CBH的設備較多，系統復雜，占地面積也相對較大。

為了簡化CBH系統，降低系統壓力，目前，有多個廠家(特別是在歐洲)研發水熱碳化工藝(Hydro Thermal Carbonization，HTC)。HTC工藝的生物質碳化過程在一個反應罐中完成，物料加熱靠向罐內輸入高溫蒸汽實現。反應器中加入酸性催化劑后，生物質碳化的溫度可以降低至200℃，系統壓力可以降低至2.0MPa。HTC系統處理能力的提高和生產的連續性靠安裝多個HTC反應罐實現。

由于HTC工藝中物料加熱靠向罐內輸入高溫蒸汽實現，為了保證蒸汽能夠在低壓環境下連續輸入，HTC反應罐需要在蒸汽注入時不斷減壓。頻繁減壓，增加了系統的復雜性。另外，減壓靠釋放反應罐中的蒸汽實現，生物質中一部分有機揮發物質也同時蒸發，這使得最終碳化產品中的熱值相應減少。HTC系統的能量回收是依靠回收蒸汽的顯熱和潛熱實現，由于反應罐釋放的蒸汽溫度很低，回收后的能源溫度更低，這種低值能源很難被利用，故HTC系統的能耗較高。

HTC工藝的初衷是要通過一個反應罐完成全部生物質碳化過程，從而簡化CBH系統，減少投資和占地。但由于增加了蒸汽釋放、蒸汽冷凝、熱能回收等環節，工藝逐步復雜。HTC的多個工程實例表明，其整體工藝的投資和占地面積與連續式CBH系統比較都不相上下。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種可通過間接媒質回收碳化后生物質液體的能源，回收效率高，占地面積小，經濟實用性好的序批式生物質液化工藝。