一种加压烘焙反应器容器，包括：从容器的顶部垂直向下延伸的可转动的轴；多个刮刀装置，每个刮刀装置位于容器内的不同高度并且安装到轴上；与每一个刮刀装置关联的托盘，使得刮刀装置紧接着位于托盘组件的托盘上面；其中，所述托盘开口网格且生物质不能渗透通过托盘；每个托盘包括一排出开口，以将生物质从该托盘向下转移到下面一个托盘组件的托盘，其中，最下面托盘组件中的排出开口将生物质转移到容器中的生物质堆，以及容器的底部排出口，烘焙过的生物质通过所述底部排出口排出。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种加压烘焙反应器容器，包括：从容器的顶部垂直向下延伸的可转动的轴；多个刮刀装置，每个刮刀装置位于容器内的不同高度并且安装到轴上；与每一个刮刀装置关联的托盘，使得刮刀装置紧接着位于托盘组件的托盘上面；其中，所述托盘开口网格且生物质不能渗透通过托盘；每个托盘包括一排出开口，以将生物质从该托盘向下转移到下面一个托盘组件的托盘，其中，最下面托盘组件中的排出开口将生物质转移到容器中的生物质堆，以及容器的底部排出口，烘焙过的生物质通过所述底部排出口排出。【专利说明】用于木质纤维素材料烘焙的系统交叉引用相关申请本申请要求2011年6月28日申请的美国临时专利申请第61/502，116号的优先权，并且与2011年6月28日申请的美国临时专利申请第61/501，900号相关。这些申请的全部内容通过引用并入本文。
技术介绍
本专利技术总体上涉及用于生物质材料例如包括木材和其它生物质的木质纤维素材料的烘焙的方法，更具体地，涉及用于此类材料烘焙的加压反应器容器。烘焙可用于将生物质例如木材转换成相对于输入的生物质具有增加的能量密度的高效率燃料。例如，木材通常含有半纤维素、纤维素和木质素。烘焙从木材移除有机挥发性成分。烘焙也可以解聚生物质的半纤维素部分的长多糖链和产生具有增加的能量密度(以质量计)和改进的易磨性的疏水固体可燃燃料产品。因为烘焙改变生物质的化学结构，烘焙过的生物质可以在燃煤设施中燃烧(烘焙过的木材或生物质具有类似于低阶煤的特性)并且并可以被压缩成高热值燃料颗粒。烘焙指生物质的热处理，通常在一个除氧氛围中，在200摄氏度(°C)到400°C、或200°C到350°C的相对低的温度下、或在用于被称为热解过程的范围之外的温度下。同大气中的氧气的百分比相比，除氧氛围可以具有低百分比的氧气。烘焙过程记载在相关的美国临时专利申请第61/235，114号中。具有多个托盘的非加压反应容器已经被用于烘焙，如美国专利申请公布2010/0083530 (’530申请)中所记载的。该’ 530申请指出，烘焙应该在处于大气压力下运行的反应器容器中进行。通过说明在大气压力下运行容器是有利的，’530申请教导不应该在高于大气压力的压力下运行容器。参看见’ 530申请的第0061段。具有多个托盘的加压反应`容器在纸浆厂中已经被用来通过氧化使纸浆脱木质素。具有多个托盘的制浆反应器容器的实例公开在美国专利3，742，735 (’735专利)和3，660，225(’225专利)中。多个托盘容器允许纸浆倾泻通过反应器中的纵向布置托盘。托盘允许纸浆以不连续的批次向下倾泻通过容器。制浆反应器中的富氧环境促进纸浆的脱木质素和漂白。对于木材或其它生物质材料的烘焙，’ 735专利和’ 225专利不建议使用具有除氧环境的制浆反应器容器。
技术实现思路
非加压反应容器的一个难题是它们的处理大体积的气体所需要的大尺寸，所述大体积的气体是用来将给定量的热量传递到被烘焙的材料所需要的。大气压下每单位体积的气体的质量比很大压力例如高于20巴表(290psig)下每单位体积的气体的质量小很多。气体的体积流率影响材料床、管道、热交换器中的压力降，并且因此需要较大的设备和较高的能量消耗来执行相同的加热负荷。对于给定的体积流率，加压气体增加了气体的质量。同非加压反应容器相比，加压反应容器可以具有更小的容积，由于使用压缩气体。气体传递热量到生物质的能力与气体的质量成比例，它的质量越大，气体能够越快的加热生物质。如本领域中已知的，加压反应容器需要密封件和其它装置来保持容器中的气体和物料处于压力下。类似地，在输入端或用于加压容器的进料系统中需要压力传递装置来对送入容器的材料加压，此外，加压反应容器需要加压气体和用于加压气体的管道。已经构想了一种新颖的用于生物质材料烘焙的反应容器，其具有用于使用很大压力下的除氧热气体干燥和加热生物质的垂直堆叠的托盘。在相对紧凑的立式反应器容器中，堆叠的托盘提供相当于用于生物质的移动床。此外，该容器可以比在大气压力下进行烘焙的反应容器小得多。除氧气体可以被循环通过该容器并且通过重新加热气体的加压管道。容器通过每个托盘均匀地进行加热，使得被烘焙的材料在容器中的每一个高度处被均匀地加热。为了实现每一个托盘上的材料的均匀加热，对于托盘上被处理的每千克干材料，通过每一个托盘上的材料床的除氧气体流被控制在I至6千克(kg)气体的范围内。流动的除氧气体与通过每一个托盘上的材料床的干材料之比可以处于另一个范围中，例如I至3的范围。通过各托盘的除氧气体流可以是是连续的。除氧气体不必是完全没有氧气。该气体是一种热传递介质，其可以对经受烘焙的材料施加热量或从经受烘焙的材料移除热量。气体流动通过材料和托盘。除氧气体通过托盘中的材料的连续流动加热材料，条件是该气体所处的温度高于材料。在放热的烘焙反应引起材料变得比气体热的地方，气体的恒定流动还可以冷却材料。如果材料过热，烘焙反应可能过度反应。因此，气体的连续流动将每个托盘中的材料的温度调节到与气体的温度大致相同。对于反应器容器中的所有托盘，生物质材料可以具有15至60分钟的总保留时间。该保持期可以包括材料在其中经受烘焙的托盘和反应之后材料在其中被冷却的下部托盘。反应容器中的保留时间可以基于在容器中处理的材料来选择。例如，对于诸如木材的木质纤维素材料，容器中的总保留时间可以为15至25分钟。``每个托盘可以具有扇形开`口，通过该开口，生物质材料落到处于容器中下一个下部高度处的托盘上。在托盘上并且围绕容器行进之后，生物质通过开口落下。一刮刀可以向着开口在托盘上滑动材料。选择刮刀的旋转速度以提供每一个托盘上所期望的保留时间。对于容器中的每一个托盘，保留时间可以是一致的。可以基于分别执行生物质的干燥、烘焙和冷却(可选地)的托盘数量以及执行这些过程中的每一个所需要的时间来选择保留时间。已经构想了一种用于生物质的烘焙的方法，使用具有堆叠托盘的烘焙反应器容器，所述方法包括:将生物质供应到容器的上部的入口，使得生物质材料被安置在反应器中托盘的垂直堆栈的一上部托盘上；在生物质堆叠的托盘的每一个上围绕容器移动时，用注入容器内的3至20巴的压力下的除氧气体加热和干燥生物质材料；通过使生物质通过每一个托盘中的开口使生物质向下倾泻通过托盘从而将生物质安置在一下部托盘上；从烘焙反应器容器的下部出口排出烘焙过的生物质，并循环来自于反应器的一下部高度处的提取气体并将气体供应到容器的上部区域。除氧气体可以包括过热蒸汽、氮气和其它非氧气体、或适合于本专利技术的目的贫氧气体。生物质可以在被送入容器之前用一压力传递装置来加压。托盘可以是网格、或筛网或者具有穿孔或槽而且生物质的加热和干燥包括使气体通过生物质和托盘。刮刀装置可以旋转以在弧形路径中移动生物质材料越过托盘。供选择地，托盘可以转动，而刮刀装置和生物质不围绕容器。每个托盘中的开口可以是从容器中的轴延伸到容器的壁的三角形部分。气体可以在多个高度处注入容器，其中，在较低高度处注入时的气体壁在较高高度处注入时的气体热。在容器的一高度处下面，气体被提取，生物质可继续向下倾泻通过托盘。已经构想了一种用于木质纤维素生物质烘焙的方法，使用具有堆叠托盘组件的烘焙反应器容器，所述方法包括:将生物质连续地供应到容器的烘焙本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种加压烘焙反应器容器，包括：基本上垂直延伸的容器壁；垂直向下延伸通过容器顶部的可旋转的轴；多个刮刀装置，每一个刮刀装置位于容器内的不同高度并且与所述轴同轴；多个托盘组件，其中，每一个托盘组件与一个刮刀装置关联使得该刮刀装置紧接着位于该托盘组件的托盘上面；所述托盘组件中的至少一个包括托盘、该托盘下面的气体提取通道和该托盘上面的气体注入通道，其中，所述托盘是开口网格或者是气流可渗透且生物质不能渗透通过托盘的其它结构；每个托盘包括一排出开口，以将生物质从该托盘向下转移到下面一个托盘组件的托盘，其中，最下面托盘中的排出开口将生物质转移到容器中的生物质堆；容器壁中的多个气体提取开口，其中，所述气体提取开口中的至少一个与所述气体提取通道对准并且所述气体提取开口中的另一个处于最下面托盘组件之下且生物质堆之上的高度；以及容器的底部排出口，烘焙过的生物质通过所述底部排出口排出。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·艾耶尔，贝蒂尔·斯托姆博格，约瑟夫·门罗·罗尔斯，布莱恩·F·格林伍德，约翰·韦斯顿，迈克尔·塞斯特里奇，纳奇凯塔·南迪，约翰·博尔斯，杰伊·米勒，
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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