用于生物质材料的蒸汽喷发处理的设备，包括容纳生物质材料和蒸汽的加压反应容器，将加压反应容器连接到分离装置的排放管，该管的大小和位置适于生物质材料的蒸汽喷发。在排放管的出口端是将每个排放管的出口端连接到收集管的收集-扩张歧管，其中，收集管为从排放管流出的生物质材料和蒸汽提供通道。收集管通道具有基本大于一个单个排放管横截面积的横截面积。收集管连接到分离装置，使分离装置接受来自收集管的生物质材料和蒸汽。
【技术实现步骤摘要】
从反应器到分离器的管道系统和控制工艺流程的方法已有申请的交叉引用本申请要求2012年10月24日提交的美国申请61/717,684的优先权，其全部内容以引用的方式结合到此。
技术介绍
现有的蒸汽喷发系统通常由反应容器、管道系统和分离装置构成。反应容器保持压力下充满蒸汽的生物质材料。当充满蒸汽的生物质材料从反应容器输送到分离装置时，在管道系统中迅速减压。分离装置重新捕捉蒸汽和其他希望的气体。管道系统通常易于被流过的生物质材料堵住、挡住或阻塞。被阻塞时，传统的蒸汽喷发系统日常保养通常需要关闭。这会导致产量的损失。许多管道系统具有有利于这个问题的特征。
技术实现思路
在蒸汽喷发系统中，由于使用过多的蒸汽会增加产品成本，对这些管道系统中的管道而言，具有小的直径来最小化蒸汽消耗是希望的且典型的。小管道直径于有助于实现这个目的，但这些小的直径还会带来阻塞。管道系统中的管道典型包括几个诸如阀门、弯管、弯头和长通道几个节流装置。阀门有时设定在部分打开位置来获得希望的不同的生物质材料和蒸汽的流速。这些部分打开的阀门表现为管道内易于抓住生物质材料的沉积物的阀门边缘。当这些生物质的沉积物堆积，管道被堵住、挡住或阻塞。此外，接近声速的流速在伴随从反应器到分离装置高的压力降运转的系统中是很典型的。结果，阀门和管道系统中其他可移动部件会频繁磨损，需要修理或更换。减少管道系统中堵住、挡住或阻塞数量的努力通常涉及缩短反应容器和分离装置之间管道的长度。管道的直径也可以增加，但这需要增加蒸汽的使用量。缩短管道减少生物质沉积物被抓住的表面积和边缘。缩短管道，反应容器和分离装置必须物理上彼此靠近。空间限制和其他设备增加最接近地安装反应容器和分离装置的困难。允许一个装置来调节从反应容器到分离装置的蒸汽流同时，对用于蒸汽喷发系统的管道系统，少受生物质沉积物的影响且具有相对少的易于磨损部件是一个长期的切身需求。本专利技术总体涉及用于从加压反应容器流出的蒸汽和生物质材料混合物的管道系统，具体涉及用于蒸汽喷发过程的加压反应容器和分离装置之间的管道系统。这个实施例允许蒸汽和生物质材料流过管道系统，管道系统可以通过改变管道长度和调整收集-扩张歧管相对于加压反应容器排放管的位置来调节。构想一个方法和系统来控制或限制来自加压反应容器的蒸汽流，加压反应容器通过管道系统连接到分离装置。为了本专利技术的目的，“管道系统”或“管道”指用于蒸汽喷发系统的任何导管。蒸汽喷发系统包括加压反应容器、如具有至少一个排放管的蒸汽喷发加压反应容器，其排放管允许生物质和蒸汽从加压反应容器流到排放管连接到一个单个导管的点。这个导管被称作“收集管”，而排放管连接到的点被称作“收集-扩张歧管”。当生物质材料和蒸汽流过收集-扩张歧管，会发生快速的压力释放。当生物质材料流过收集管进入分离装置时，这个快速的压力释放引起生物质材料经历蒸汽喷发过程。每个单个的排放管可以具有不同于其他单个排放管的直径。在其他实施例中，两个或更多排放管基本具有相同的直径。每个单个排放管也可以在入口端具有一个阀门。这些阀门用于控制生物质材料和蒸汽进入每个单个排放管的流速。使用这些阀门和不同直径的排放管，操作者可以调节来自加压反应容器的生物质材料和蒸汽的流速。排放管的长度也可以改变，从而调整生物质和蒸汽通过排放管的流速。通过增加或移除管道长度可以调整收集-扩张歧管到反应容器出口的接近，从而调整正常操作条件下流出加压反应容器的生物质材料和蒸汽的数量。此外，如果需要，还可以有如喷管衬套、量孔板和阀门的其他的可选的部件被用于调节生物质材料和蒸汽通过排放管的流速。另外，在用于排放管入口端的一个或多个开口中的阀门限定了液流通道。这个“液流通道”指排放管的内直径，其和给定阀门的直径不变。液流通道的横截面积大于或小于在另一个排放管的另一入口端的另一阀门的横截面积。例如，一个或两个阀门限定液流通道，该通道的横截面积是由其他阀门限定的液流通道横截面积的一半。构想的用于生物质材料蒸汽喷发处理的设备包括：构造成容纳生物质材料和蒸汽的加压反应容器，至少一个排放管连接到该加压反应容器的出口，其中，至少一个排放管具有一横截面积，且至少一排放管构造成接收从加压反应容器排出的生物质材料和蒸汽，一收集-扩张歧管连接到至少一个排放管的出口端，具有一入口的收集管连接到收集-扩张歧管，其中该收集管构造成接收从至少一个排放管出口端流出的生物质材料和蒸汽，其中，收集管的横截面积基本大于至少一个排放管的累积横截面积，分离装置连接到收集管的出口端来接收来自收集管的生物质材料和蒸汽，该分离装置包括气体出口和生物质材料出口。每个排放管的长度基本小于收集管的长度。更常见，每个排放管的长度基本小于常规系统中和从加压反应容器出口到分离装置入口的管道的总长度。在常规系统中，排放管将加压反应容器连接到分离装置。在一些实施例中，通过排放管的每个排放管的内部通道直径是一致的。每个排放管的内部通道直径可以在很宽范围变化。在一些实施例中，内部通道直径在0.125英寸到120英寸范围内。此外，对于尺寸两米乘三米的加压反应容器，内部通道直径在0.25英寸到6.0英寸，或0.125英寸到0.75英寸，或1.0英寸到2.5英寸，或上限是4.0英寸。至于收集-扩张歧管，可以是个平板，具有连接到排放管的收集-扩张歧管的第一侧和连接到收集管和贯通收集-扩张歧管的开口的相对侧，收集管和开口每个与排放管中的一个对准。至于收集管，其内部通道直径可以至少两倍到四百倍于一个单独排放管的通道的横截面积。收集管入口压力可以基本小于排放管出口压力，如小于四分之三，甚至小于一半。一阀门，如全开阀，可以放置在加压反应容器和每个排放管的入口之间或排放管内。排放管的数量至少为两个或三个或更多。一个单独的排放管喂给一个单一的收集管，可以具有多个分开的收集管。单个的收集管组合成向下进入管道系统的另一个收集管。在另一实施例中，用于生物质材料蒸汽喷发处理的设备包括：在反应容器出口处从加压反应容器延伸的至少一个排放管，至少一个排放管具有一横截面积，且至少一排放管构造成接收从加压反应容器排出的生物质材料和蒸汽，一收集-扩张歧管连接到至少一个排放管的出口端，具有一入口的收集管连接到收集-扩张歧管，其中该收集管构造成接收从至少一个排放管流出的生物质材料和蒸汽，其中，收集管的横截面积基本大于至少一个排放管的横截面积，分离装置连接到收集管的出口端，该分离装置构造成接收来自收集管的生物质材料和蒸汽。蒸汽喷发处理的方法包括：加压并灌入生物质材料和蒸汽，加压并灌入的生物质材料和蒸汽通过多个排放管，来自每个排放管的加压并灌入的生物质材料和蒸汽通过收集-扩张歧管并进入收集管，当灌入的生物质材料从收集-扩张歧管进入收集管时快速释放灌入的生物质材料的压力，随着压力快速减小的蒸汽喷发过程处理灌入的生物质材料，然后将蒸汽分解的生物质材料经过收集管输送到分离装置，在分离装置中，从随蒸汽分解的生物质材料流入收集管的气体中分离蒸汽分解的生物质材料。这个分离装置可以是旋风分离器、重力沉降槽、冲击式分离器或用于从混合物从回收气体的任何其他分离装置。生物质材料通过排放管经过的距离基本小于生物质材料通过收集管的距离。另外，生物质材料和蒸汽通过排放管经过的距离基本小于常规系统中从反应本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于生物质材料的蒸汽喷发处理的设备，包括：构造成容纳生物质材料和蒸汽的加压反应容器；至少一个排放管，连接到加压反应容器的出口，其中，至少一个排放管具有一横截面积，且至少一排放管构造成接收从加压反应容器排出的生物质材料和蒸汽；一收集‑扩张歧,管连接到至少一个排放管的出口端；具有一入口的收集管，连接到收集‑扩张歧管，其中该收集管构造成接收从至少一个排放管出口端流出的生物质材料和蒸汽，其中，收集管的横截面积基本大于至少一个排放管的累积横截面积，分离装置，连接到收集管的出口端来接收来自收集管的生物质材料和蒸汽，该分离装置包括气体出口和生物质材料出口。
【技术特征摘要】
2012.10.24 US 61/717,684;2013.10.09 US 14/049,2751.用于生物质材料的蒸汽喷发处理的设备，包括：构造成容纳生物质材料和蒸汽的加压反应容器；至少两个排放管，连接到加压反应容器的出口，其中，所述至少两个排放管具有横截面积，且所述至少两个排放管构造成接收从加压反应容器排出的生物质材料和蒸汽；一收集-扩张歧，管连接到所述至少两个排放管的出口端；具有一入口的收集管，连接到收集-扩张歧管，其中该收集管构造成接收从所述至少两个排放管出口端流出的生物质材料和蒸汽，其中，收集管的横截面积基本大于所述至少两个排放管的累积横截面积，分离装置，连接到收集管的出口端来接收来自收集管的生物质材料和蒸汽，该分离装置包括气体出口和生物质材料出口。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少两个排放管的每一个的长度基本小于收集管的长度。3.根据权利要求1所述的设备，其中，收集管的横截面积是所述至少两个排放管的任何一个的横截面积的至少两到四百倍。4.根据权利要求1所述的设备，其中，收集管入口的压力基本小于排放管出口的压力。5.根据权利要求1所述的设备，其中，进一步包括用于所述至少两个排放管的每个的阀门，每个阀门定位在反应容器和所述至少两个排放管入口之间。6.根据权利要求5所述的设备，其中，每个阀门具有全开启和全关闭操作位置。7.根据权利要求1所述的设备，其中，每个排放管的内直径基本与全部每个排放管一致。8.根据权利要求1所述的设备，其中，至少一个排放管的内部直径的横截面积大于另一个排放管的横截面积。9.根据权利要求1所述的设备，其中，多个排放管中的至少一个的内部直径的横截面积小于多个排放管中至少另一个排放管的横截面积。10.根据权利要求1所述的设备，其中，进一步包括多个收集管，每个收集管构造成接收来自至少一个排放...
【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·门罗·罗尔斯，托马斯·普朔恩，贝蒂尔·斯特龙伯格，帕特里克·佩平，
申请(专利权)人：安德里兹有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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