处理生物质的方法和处理生物质的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种处理生物质(1)的方法。在所述方法的步骤(S10)中，将所述生物质(1)和一定量的水(2)进料到第一反应器单元(10)中，以使用所述一定量的水(2)浸渍所述生物质(1)，同时通过输送机构(11)将所述生物质(1)转移通过所述第一反应器单元(10)；在另一步骤(S20)中，将浸渍的生物质(22)从所述第一反应器单元(10)转移到分离单元(20)中，在所述分离单元(20)中用于浸渍的所述一定量的水(2)的至少一部分(21)从所述浸渍的生物质(22)分离；在另一步骤(S30)中，将所述浸渍的生物质(22)从所述分离单元(20)转移到第二反应器单元(30)中，在所述第二反应器单元(30)中对所述浸渍的生物质(22)施加预定压力(S30)。本发明专利技术还涉及该方法用于处理非木质材料的用途、以及用于处理生物质(1)的装置。

Biomass Treatment Method and Biomass Treatment Device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】处理生物质的方法和处理生物质的装置
本专利技术一般涉及处理生物质的方法。本专利技术还特别涉及处理生物质的方法、该方法用于处理非木质材料的用途和用于处理生物质的装置。
技术介绍
生物质处理方法通常用于生产糖、乙醇、化学品或燃料。在这样的方法中，可以用不同方式对生物质进行预处理。例如，在浸渍液与生物质发生反应之前，对生物质进行预汽蒸。汽蒸生物质的优点在于更均匀地处理材料，提高浸渍液对材料的渗入性。木材的预汽蒸和汽蒸通常用于纸浆和造纸工业。例如，生物质的汽蒸用于从材料的空穴中除去空气，提高材料的温度并增加材料中化学物质的渗透。然而，汽蒸通常需要一定的时间长度，直到实现材料的适当特性。特别是会发生长的汽蒸时间，尤其是在使用非木质材料作为生物质时。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种处理生物质的改进方法。此目的通过独立权利要求的主题实现。进一步的示例性实施方式明显来自于从属权利要求和以下描述中。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于处理生物质的方法。将生物质和一定量的水进料到第一反应器单元中，以使用所述一定量的水浸渍生物质，同时生物质被输送机构(例如通过螺旋输送器)转移通过第一反应器单元。然后，将浸渍的生物质从第一反应器单元转移到分离单元，在分离单元中用于浸渍的所述一定量的水的至少一部分从浸渍的生物质分离。然后，将浸渍的生物质从所述分离单元转移到第二反应器单元中，在所述第二反应器单元中对所述浸渍的生物质施加预定和/或可控的压力。如果在生物质处理过程中使用非木质材料，则这种方法特别有利。特别是在将一定量的水作为浸渍液引入第一反应器单元中来代替第一反应器单元内生物质汽蒸。非木质材料(例如小麦秸秆或草)的压缩会降低第一反应器单元中材料柱的透过性，难以在第一反应器单元中向这种材料添加蒸汽。然而在第一反应器单元中使用水来代替蒸汽可增加第一反应器单元中材料柱的透过性。可仅将一定量的水和待处理的生物质进料到第一反应器单元中。这意味着将水用作浸渍液，用于浸渍进料到第一反应器单元中的生物质。它可以是磨机中可用的水，例如生产用水、淡水或冷凝水。例如，纯水也可用作浸渍液，并用于浸渍进料到第一反应器单元中的生物质。在生物质浸渍期间将生物质转移通过第一反应器单元的输送机构可以是配置在第一反应器单元内的螺旋输送器。以这种方式，待处理的生物质可通过进料到第一反应器单元中的一定量的水转移，使得整个生物质被该一定量的水均匀地浸渍。在使用一定量的水将生物质在第一反应器单元中浸渍之后，将浸渍的生物质从第一反应器单元转移到分离单元，在该分离单元中用于浸渍的所述一定量的水的至少一部分从浸渍的生物质分离。使用螺旋压力机进行这种分离，该压力机增加了施加在分离单元中材料的压力。一定量的水从浸渍的生物质中分离也可被称为生物质的脱水。在分离单元中从浸渍的生物质所分离的一定量的水的所述部分可被重新用于第一反应器单元中的浸渍或用于洗涤原材料，例如在将生物质引入第一反应器单元之前的生物质。在将一定量的水的所述部分从浸渍的生物质分离之后，将该浸渍的生物质从分离单元转移到第二反应器单元中，在该第二反应器单元中对浸渍的生物质施加预定压力，其中该压力是可控的。在第二反应器单元中，可发生浸渍的生物质和浸渍液之间的反应。特别是浸渍的生物质的水解可在第二反应器单元中发生。因此，仍存在于浸渍的生物质中的一定量的水可与浸渍的生物质反应，以获得例如糖、乙醇、化学品或燃料的最终产物。应该理解的是：生物质不仅在第一反应器单元内浸渍，还可在将生物质从第一反应器单元转移到分离单元期间、在将生物质转移到第二反应器单元期间、以及在第二反应器单元内对生物质进行浸渍。根据本专利技术的一个实施方式，排他性地使用进料到第一反应器单元中的一定量的水在第一反应器单元中进行生物质的浸渍。尤其是水用在第一反应器单元中浸渍生物质。这意味着除了一定量的水之外，没有其他浸渍液进料到第一反应器单元中。然而，也可以将另外的浸渍液进料到第一反应器单元下游的系统中。特别是可以将酸或催化剂进料到第一反应器单元下游的系统中。例如，催化剂可以进料到分离单元下游和第二反应器单元上游的系统中。例如，催化剂是水溶液、EtOH或其混合物。然而，如果仅将水进料到第一反应器单元中以专门使用一定量的水对进料到第一反应器单元中的生物质进行浸渍是有利的。此外，它还使在第一反应器单元中不进行生物质汽蒸变得可能。根据本专利技术的另一个实施方式，将一定量的水进料到第一反应器单元中直至第一反应器单元的预定填充液位。以这种方式，进料到第一反应器单元中的整个生物质可被第一反应器单元中的一定量的水均匀地浸渍。特别是将第一反应器单元配置成能使整个生物质被第一反应器单元中的一定量的水输送。这可通过将一定量的水填充到第一反应器单元中的预定填充液位来实现。因此，可相对于地球表面垂直配置第一反应器单元，这将在下文中更详细地描述。根据本专利技术的另一个实施方式，在将浸渍的生物质转移到分离单元之前，将所述浸渍的生物质从第一反应器单元转移到保留容器中。通过控制保留容器内的压力将浸渍的生物质在保留容器中汽蒸。可在加压或大气条件下操作保留容器。特别是可控制保留容器中的压力。保留容器可配置在第一反应器单元和分离单元之间，使得来自第一反应器单元的浸渍的生物质在转移到分离单元之前被保留在保留容器中。在保留容器期间，允许浸渍的生物质可被一定量的水进一步浸渍。保留容器可进一步提高以一定量的水对生物质均匀地浸渍。因此保留容器也可被称为缓冲容器或均质化容器，因为生物质的进一步均匀浸渍发生在保留容器中。通过控制保留容器内的压力，可进一步对浸渍的生物质进行汽蒸。特别是在利用一定量的水在第一反应器单元中浸渍生物质之后对浸渍的生物质进行汽蒸。因此第一反应器单元中浸渍生物质和保留容器中汽蒸浸渍的生物质在相继配置的单独处理单元中进行。根据本专利技术的另一个实施方式，保留容器中的压力与第一反应器单元中的压力相等。根据本专利技术的另一个实施方式，使用料塞螺旋器或旋转阀来控制第二反应器单元内的预定压力，所述料塞螺旋器或旋转阀被配置在分离单元和第二反应器单元之间。然而，除了料塞螺旋器之外，强制进料螺旋器也可配置在第二反应器单元的上游，以便在将浸渍的生物质进料到第二反应器单元之前对其进行压缩。以这种方式，可控制或调节第二反应器单元内的压力。此外，也可使用旋转阀来控制或调节第二反应器单元内的预定压力。因此，料塞螺旋器或旋转阀可适于提高与分离单元中的压力相比的第二反应器单元中的压力。根据本专利技术的另一个实施方式，在将生物质进料到第一反应器单元之前对生物质进行预汽蒸，可控制预汽蒸过程中的压力和/或温度。可使用配置在预汽蒸单元(例如预汽蒸反应器)内的汽蒸混合螺旋器进行预汽蒸。预汽蒸反应器可配置在第一反应器单元的上游，使得生物质的原料在其被引入第一反应器单元之前在预汽蒸反应器中预汽蒸，而在第一反应器单元中预汽蒸的生物质被一定量的水浸渍。根据本专利技术的另一个实施方式，对在预汽蒸生物质期间的温度与第一反应器单元中浸渍生物质期间的温度之间的温度差进行控制。特别是可对预汽蒸反应器中的生物质与第一反应器单元中的生物质之间的温差进行控制。提供预汽蒸阶段和浸渍阶段之间的这种温差，以实现浸渍液(例如，一定量的水)在第一反应器单元内更好地渗入生物质中。此外，料塞螺旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理生物质的方法，其包括：将生物质(1)和一定量的水(2)进料到第一反应器单元(10)中，以使用所述一定量的水(2)浸渍所述生物质(1)，同时通过输送机构(11)将所述生物质(1)转移通过所述第一反应器单元(10)(S10)；将浸渍的生物质(22)从所述第一反应器单元(10)转移到分离单元(20)，在所述分离单元(20)中用于浸渍的所述一定量的水(2)的至少一部分(21)从所述浸渍的生物质(22)分离(S20)；将所述浸渍的生物质(22)从所述分离单元(20)转移到第二反应器单元(30)中，在所述第二反应器单元(30)中对所述浸渍的生物质(22)施加预定压力(S30)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.08 EP 16202908.61.一种处理生物质的方法，其包括：将生物质(1)和一定量的水(2)进料到第一反应器单元(10)中，以使用所述一定量的水(2)浸渍所述生物质(1)，同时通过输送机构(11)将所述生物质(1)转移通过所述第一反应器单元(10)(S10)；将浸渍的生物质(22)从所述第一反应器单元(10)转移到分离单元(20)，在所述分离单元(20)中用于浸渍的所述一定量的水(2)的至少一部分(21)从所述浸渍的生物质(22)分离(S20)；将所述浸渍的生物质(22)从所述分离单元(20)转移到第二反应器单元(30)中，在所述第二反应器单元(30)中对所述浸渍的生物质(22)施加预定压力(S30)。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，排他性地使用进料到所述第一反应器单元(10)中的一定量的水(2)在所述第一反应器单元(10)中对所述生物质(1)进行浸渍。3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，包括：将所述一定量的水(2)进料到所述第一反应器单元(10)中直至所述第一反应器单元(10)的预定填充液位(12)(S5)。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，包括：在将所述浸渍的生物质(22)转移到所述分离单元(20)之前，将所述浸渍的生物质(22)从所述第一反应器单元(10)转移到保留容器(15)中(S11)；通过控制保留容器(15)内的压力将所述浸渍的生物质(22)在所述保留容器(15)中汽蒸(S12)。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述保留容器(15)中的压力与所述第一反应器单元(10)中的压力相等。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，包括：使用料塞螺旋器(23)或旋转阀来控制所述第二反应器单元(30)内的预定压力，所述料塞螺旋器(23)或旋转阀被配置在所述分离单元(20)和所述第二反应器单元(30)之间(S23)。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，包括：在将所述生物质(1)进料到所述第一反应器单元(10)中之前预汽蒸所述生物质(1)，将所述预汽蒸期间的压力和/或温度进行控制(S2)。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，将在所述预汽蒸所述生物质(1)期间的温度与在所述第一反应器单元(10)中浸渍所述生物质(1)期间的温度之间的温度差进行控制(S3)。9.如前述权利要求中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·兰伯特，
申请(专利权)人：维美德公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE