一种生物质水热液化系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种生物质水热液化系统及方法，涉及生物质能源技术领域。为解决现有技术生物质水热液化系统难以进行连续进料和连续出料的连续式反应的问题而发明专利技术。本发明专利技术的生物质水热液化系统包括：反应器，反应器连接有进料管和产物排出管，进料管上串接有加压装置；产物收集器，产物收集器与产物排出管的排出端密闭连接；流量控制结构，流量控制结构设置于产物收集器与反应器之间，并用于控制产物由产物排出管排出至产物收集器的流量，以使产物排出管的排料流量与进料管的进料流量相等。本发明专利技术生物质水热液化系统用于进行连续进料和连续出料的连续式反应。

Biomass hydrothermal liquefaction system and method

The invention discloses a system and a method for biomass hydrothermal liquefaction. In order to solve the problems of the prior art that the biomass water heating liquefaction system is difficult to carry out continuous feeding and continuous discharging. Including biomass hydrothermal liquefaction system of the present invention: the reactor, the reactor is connected with a feed pipe and discharge pipe, the feeding pipe is connected to a pressure device; the product collector, the collector and the product discharge discharge end sealed connecting tube; flow control structure, flow control structure is arranged on the product collector and reactor between, and is used to control the product by product of the discharge pipe is discharged to the collector product flow, to make the product of the exhaust pipe and discharge flow of the feed pipe feed flow is equal. The present invention relates to a biomass hydrothermal liquefaction system for continuous feeding and continuous discharging.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物质能源
，尤其涉及一种生物质水热液化系统及方法。
技术介绍
生物质水热液化技术是指利用热化学的方法，在有或无催化剂的作用下，在高温高压的液相水热条件下将生物质(比如丝藻、球藻、污泥、花生秸秆、猪粪等)原料转化为生物质油的过程。生物质水热液化技术是一种非常具有发展前景的生物质制油技术，具有许多优势。首先，对比传统的热化学转化技术(如气化和热解)，生物质水热液化技术能够直接将未经干燥的湿生物质转换成能量密集的生物质油，从而避免了干燥过程附加的高能量消耗，因此具有更低的能量消耗率，特别适合处理生物质等湿生物质。其次，生物质水热液化技术不仅可以将生物质中的油脂转化成生物质油，还可将生物质含有的蛋白质和糖类物质也转化为高热值的生物质油。同时生物质具有较高的生长速率、生长环境不占用耕地、较高的脂质含量，能够产生巨大的环境和经济效益。因此，以生物质为原料的生物质液体燃料生产技术具备经济技术可行性，已成为该领域主要的发展趋势之一，它对于缓解环境污染，提高能源安全具有重要意义。但是，在生物质液化反应过程中，由于反应器内的反应温度和反应压力通常在连续进料和连续出料过程中难以保持在液化反应的要求范围(即温度要求为200～400℃，压力要求为5～25Mpa)内，因此现有技术中生物质液化反应系统难以实现连续进料和连续出料的连续式反应，由此不利于生物质水热液化的规模化生产。
技术实现思路
本专利技术提供一种生物质水热液化系统及方法，能够在生物质液化反应过程中将反应器内的反应温度和反应压力保持于液化反应要求范围内，以使液化反应能够连续进料和连续出料，以利于生物质水热液化的规模化生产。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：一方面，本专利技术提供了一种生物质水热液化系统，包括：反应器，所述反应器用于进行液化反应，所述反应器连接有进料管和产物排出管，所述进料管上串接有加压装置；产物收集器，所述产物收集器与所述产物排出管的排出端密闭连接；流量控制结构，所述流量控制结构设置于所述产物收集器与所述反应器之间，并用于控制所述产物由所述产物排出管排出至所述产物收集器的流量，以使所述产物排出管的排料流量与所述进料管的进料流量相等。另一方面，本专利技术提供了一种生物质水热液化方法，所述方法包括：S1、通过进料管和加压装置向反应器内压入含水的预热物料，并使得所述预热物料内的水在所述反应器内受热气化膨胀，以增大所述反应器内的温度和压力，同时通过产物排出管排出预热产物；S2、当所述反应器内的温度增大至第二预设范围，压力增大至第一预设范围内时，将所述预热物料更换为反应物料，并通过所述进料管和所述加压装置将所述反应物料压入所述反应器内，以使所述反应物料在所述反应器内产生液化反应生成水热液化产物；S3、通过产物排出管将所述水热液化产物排出至产物收集器内，并通过流量控制结构控制所述水热液化产物由所述产物排出管排出至所述产物收集器的流量，以使所述产物排出管的排料流量与所述进料管的进料流量相等。本专利技术提供的一种生物质水热液化系统及方法，在通过进料管和加压装置向反应器内压入含水的预热物料之后，预热物料内的水可在反应器内受热气化膨胀，以将反应器内的温度和压力分别增大至第二预设范围和第一预设范围内，由此通过预热物料预热反应器；之后，可将预热物料更换为反应物料，并通过进料管和加压装置将反应物料压入反应器内，以使反应物料在处于第二预设范围内的温度和处于第一预设范围内的压力环境下产生液化反应，液化反应的产物由产物排出管排出至产物收集器中，并通过流量控制结构控制产物排出管的排料流量，以使产物排出管的排料流量与进料管的进料流量相等，从而将反应器内的温度和压力分别保持于第二预设范围和第一预设范围内。由此，可在通过进料管和加压装置连续向反应器供料，并通过产物排出管连续排出反应器内的物料的同时，将反应器内的温度和压力分别维持于第二预设范围和第一预设范围内，从而可实现生物质水热液化系统的连续式反应，进而有利于生物质水热液化的规模化生产。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例生物质水热液化系统的第一种结构示意图；图2为本专利技术实施例生物质水热液化系统的第二种结构示意图；图3为本专利技术实施例生物质水热液化系统中流量调节阀的结构示意图；图4为本专利技术实施例生物质水热液化系统中过滤装置的结构示意图；图5为本专利技术实施例生物质水热液化方法的流程图。附图标记：1－反应器；2－进料管；3－产物排出管；4－加压装置；5－产物收集器；6－流量控制结构；61－壳体；62－流道；63－倒锥型阀口；64－锥型针；65－丝杠；66－手柄；67－产物入口；68－产物出口；7－送气增压装置；8－背压阀；9－萃取液注入结构；10－搅拌结构；11－分液器；12－过滤装置；121－外壳；122－进液口；123－排液口；124－排渣口；125－滤芯；13－溶剂蒸发装置；14－物料储存装置；15－搅拌装置；16－流量脉冲缓冲器；17－碎料装置；18－预热装置；100－第一传送泵；200－第二传送泵。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。参照图1，图1为本专利技术实施例生物质水热液化系统的一个具体实施例，本实施例的生物质水热液化系统包括：反应器1，所述反应器1用于进行液化反应，所述反应器1连接有进料管2和产物排出管3，所述进料管2上串接有加压装置4；产物收集器5，所述产物收集器5与所述产物排出管3的排出端密闭连接；流量控制结构6，所述流量控制结构6设置于所述产物收集器5与所述反应器1之间，并用于控制所述产物由所述产物排出管3排出至所述产物收集器5的流量，以使所述产物排出管3的排料流量与所述进料管2的进料流量相等。本专利技术提供的一种生物质水热液化系统，在通过进料管2和加压装置4向反应器1内压入含水的预热物料之后，预热物料内的水可在反应器1内受热气化膨胀，以将反应器1内的温度和压力分别增大至第二预设范围和第一预设范围内，由此通过预热物料预热了反应器1；之后，可将预热物料更换为反应物料，并通过进料管2和加压装置4将反应物料压入反应器1内，以使反应物料在处于第二预设范围内的温度和处于第一预设范围内的压力环境下产生液化反应，液化反应的产物由产物排出管3排出至产物收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质水热液化系统，其特征在于，包括：反应器，所述反应器用于进行液化反应，所述反应器连接有进料管和产物排出管，所述进料管上串接有加压装置；产物收集器，所述产物收集器与所述产物排出管的排出端密闭连接；流量控制结构，所述流量控制结构设置于所述产物收集器与所述反应器之间，并用于控制所述产物由所述产物排出管排出至所述产物收集器的流量，以使所述产物排出管的排料流量与所述进料管的进料流量相等。

【技术特征摘要】
1.一种生物质水热液化系统，其特征在于，包括：反应器，所述反应器用于进行液化反应，所述反应器连接有进料管和产物排出管，所述进料管上串接有加压装置；产物收集器，所述产物收集器与所述产物排出管的排出端密闭连接；流量控制结构，所述流量控制结构设置于所述产物收集器与所述反应器之间，并用于控制所述产物由所述产物排出管排出至所述产物收集器的流量，以使所述产物排出管的排料流量与所述进料管的进料流量相等。2.根据权利要求1所述的生物质水热液化系统，其特征在于，所述流量控制结构包括串接于所述产物排出管中的流量调节阀，通过调节所述流量调节阀的开度可使所述产物排出管的排料流量与所述进料管的进料流量相等。3.根据权利要求2所述的生物质水热液化系统，其特征在于，所述流量控制结构还包括压力检测单元和第一控制单元，所述压力检测单元位于所述反应器内，且用于检测所述反应器内的反应压力，所述第一控制单元用于根据所述压力检测单元检测得到的压力值，控制调节所述流量调节阀的开度。4.根据权利要求2所述的生物质水热液化系统，其特征在于，所述流量控制结构还包括第一流量检测单元、第二流量检测单元和第二控制单元，所述第一流量检测单元用于检测所述进料管的进料流量，所述第二流量检测单元用于检测所述流量调节阀的出口流量，当所述第二流量检测单元检测得到的流量值与所述第一流量检测单元检测得到的流量值不相等时，所述第二控制单元控制调节所述流量调节阀的开度。5.根据权利要求1～4中任一项所述的生物质水热液化系统，其特征在于，还包括与所述产物收集器连接的送气增压装置以及设置于所述产物收集器上的背压阀，所述送气增压装置用于在所述产物收集器与所述产物排出管的排出端连接之前，向所述产物收集器内输入气体，以使所述产物收集器内的压力增大至与所述反应器内的压力相等。6.根据权利要求1～4中任一项所述的生物质水热液化系统，其特征在于，所述产物收集器包括萃取液注入结构和搅拌结构。7.根据权利要求6所述的生物质水热液化系统，其特征在于，还包括产物分离系统，所述产物分离系统包括依次连接的过滤装置、分液器和溶剂蒸发装置，所述过滤装置用于滤除所述产物收集器静内上清液中的固相料渣，以获得由水和溶解有生物油的萃取液组成的混合液；所述分液器用于分层分离所述混合液中的水和溶解有生物油的萃取液；所述溶剂蒸发装置用于蒸发去除所述分液器分离得到的溶解有生物油的萃取液中的萃取液和残留的水，以获得生物油。8.根据权利要求1所述的生物质水热液化系统，其特征在于，还包括流量脉冲缓冲器，所述流量脉冲缓冲器包括囊状容器以及罩设于囊状容器外的壳体，所述囊状容器串接于所述加压装置和所述反应器之间的所述进料管上，所述囊状容器由弹性可伸缩材料制作，所述壳体由刚性材料制作，所述囊状容器膨胀后的最大容积大于所述壳体的容积，且所述囊状容器在处于收缩状态时与所述壳体内壁之间具有间隙。9.根据权利要求1所述的生物质水热液化系统，其特征在于，还包括预热装置，所述预热装置包括外管以及位于所述外管内的内管，所述外管与所述内管之间具有间隙通道，所述内管串接于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：白秀军，刘敏胜，刘轶辰，杨巧利，侯祥生，刘元杰，白雪梅，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13