[發明專利]一種藍藻廢棄物生物質制取富氫氣體與回收氮磷元素的方法以及裝置

在審

• 申請號: 201910346674.X
• 申請日: 2019-04-27
• 公開（公告）號: CN110105982A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 胡家富;張會文;孫淑雲;楊帆;肖航;李敏
• 申請（專利權）人: 南京河海環境研究院有限公司
• 主分類號: C10J3/00
• 分類號: C10J3/00;C10J3/72;C01C1/08;C05F5/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

1.一種藍藻廢棄物生物質制取富氫氣體與回收氮磷元素的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

（1）將藍藻廢棄生物質與一定量的堿添加劑混合均勻，使pH為9.0~11.5；

（2）調節后藍藻廢棄生物質經高壓柱塞泵輸送至第一預熱器，升溫至150~350^oC；

（3）預熱后流體進入超臨界水氣化反應器，反應溫度為370~600^oC，壓力為22.0~30.0MPa；

（4）超臨界水氣化反應基本完全達到一定停留時間后，將由氧壓縮泵引入超臨界水氣化反應器后半程；

（5）超臨界水氣化反應器流出流體依次經過換熱器、減壓閥進入氣液分離器；氣液分離器頂部流體進入燃氣收集罐，底部流體進入旋流分離器，液固分離后獲得固相殘留，上部流體進入蒸氨器，冷凝收縮后形成濃氨水貯存，剩余液相產物作為液態肥料使用或達標后直接排放。

2.根據權利要求1所述的藍藻廢棄物生物質制取富氫氣體與回收氮磷元素的方法，其特征在于，所述藍藻廢棄生物質為打撈的新鮮藍藻藻液、藻水分離站藻泥及棄置于護岸周邊的陳藻中的一種或者多種混合物；所述的堿式添加劑為固體Ca(OH)₂。

3.根據權利要求2所述的藍藻廢棄物生物質制取富氫氣體與回收氮磷元素的方法，其特征在于，所述超臨界水氣化反應器為連續流管式反應釜，加熱方式為反應所獲取的富氫氣體燃燒加熱。

4.根據權利要求2所述的藍藻廢棄物生物質制取富氫氣體與回收氮磷元素的方法，其特征在于，在執行步驟（4）的同時，引入的氧量小于超臨界水氣化反應器內有機物完全氧化所需理論需氧量。

5.根據權利要求4所述的藍藻廢棄物生物質制取富氫氣體與回收氮磷元素的方法，其特征在于，所述回收氮元素的方法通過超臨界水氣化反應改變氮元素賦存形態，分離液相產物后利用不易收集的余熱，實現氨氮蒸脫。

6.根據權利要求4所述的藍藻廢棄物生物質制取富氫氣體與回收氮磷元素的方法，其特征在于，所述引入超臨界水氣化反應器中的氧為液氧、氣態氧或者雙氧水。

7.一種藍藻廢棄物生物質制取富氫氣體與回收氮磷元素的裝置，其特征在于，所述裝置包括堿添加劑貯存罐、藍藻廢棄生物質原料池、高壓柱塞泵、第一預熱器、超臨界水氣化反應器、換熱器、氣液分離器、旋流分離器、蒸氨器、分縮冷凝器以及濃氨水儲存罐，所述堿添加劑貯存罐位于藍藻廢棄生物質原料池的上方，用于添加堿添加劑，所述藍藻廢棄生物質原料池與第一預熱器之間設置有高壓柱塞泵，流體從第一預熱器流出后依次經過換熱器、氣液分離器，流體從氣液分離器的底部依次進入旋流分離器、蒸氨器、分縮冷凝器，最后到達濃氨水儲存罐。

8.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括氧壓縮泵和氧貯存罐，所述氧貯存罐通過管道連接氧壓縮泵，連接至超臨界水氣化反應器的中間位置。

9.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括氣體收集罐，所述氣體收集罐連接在氣液分離器的頂部。