一种生物质连续水热转化工艺方法技术

本发明专利技术提供一种生物质连续水热转化工艺方法，包括以下步骤：将待反应原料加入反应容器内；对待反应原料加热，以使待反应原料分解产生的气体以及反应容器中的水汽形成高压环境，并维持反应时间；反应完成后，将部分反应产物从反应容器内排出；回收从反应容器内排出的反应产物的能量；向反应容器内补充待反应原料；待反应原料包括常态原料和位于密闭的预反应器内的预反应原料，在向反应容器内补充待反应原料之前，利用反应容器内的部分高压气体对预反应器内的预反应原料进行加压处理。本发明专利技术提供的生物质连续水热转化工艺方法，解决了现有技术中的水热炭化工艺对加压设备要求高且存在能量浪费的问题。存在能量浪费的问题。存在能量浪费的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质连续水热转化工艺方法


[0001]本专利技术涉及水热反应
，尤其涉及一种生物质连续水热转化工艺方法。

技术介绍

[0002]水热炭化技术是将生物质与水按一定的比例混合放入反应釜中，在一定的反应温度、反应时间和反应压力下进行的温和的水热反应，主要反应机理包括水解、脱水、脱羧、聚合和芳构化，其目标产物是水热炭。水热炭由于表面具有丰富的官能团，以及较大的比表面积和孔隙度等特征，经常用于制备吸附剂、活性剂以及储能储电等领域。
[0003]在反应过程中，需要对反应釜持续加热，以保证反应所需的高温高压条件。当反应釜内的压力值超过反应所需的最大压力时，需要将反应釜内的高压气体排出，以使反应釜内的压力降低至反应所需压力范围内。向外排出高压气体时，一般直接将高压气体排至大气中，造成了能量的浪费。并且，在向反应釜内添加物料时，还需要利用增压设备克服储料罐与反应釜之间的压差，对增压设备的要求较高。此外，反应完成后，从反应釜排出的反应产物具有较大的压力，直接利用泄压设备进行泄压，也会造成能量的浪费。
[0004]因此，如何解决现有技术中的水热炭化工艺对加压设备要求高且存在能量浪费的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术实施例提供一种生物质连续水热转化工艺方法。
[0006]本专利技术提供一种生物质连续水热转化工艺方法，包括以下步骤：
[0007]将待反应原料加入反应容器内；
[0008]对所述待反应原料加热，以使所述待反应原料中分解产生的气体以及所述反应容器中的水汽形成高压环境，并维持反应时间；
[0009]反应完成后，将部分反应产物从所述反应容器内排出；
[0010]回收从所述反应容器内排出的所述反应产物的能量；
[0011]向所述反应容器内补充所述待反应原料；
[0012]所述待反应原料包括常态原料和位于密闭的预反应器内的预反应原料，在向所述反应容器内补充所述待反应原料之前，利用所述反应容器内的部分高压气体对所述预反应器内的所述预反应原料进行加压处理。
[0013]根据本专利技术提供的一种生物质连续水热转化工艺方法，所述加压处理包括：
[0014]将所述反应容器内的部分所述高压气体通入至所述预反应器内，以提高所述预反应器内的压力，降低所述预反应器与所述反应容器之间的压力差。
[0015]根据本专利技术提供的一种生物质连续水热转化工艺方法，所述回收从所述反应容器内排出的所述反应产物的能量包括：
[0016]回收所述反应产物的压力势能和回收所述反应产物的内能。
[0017]根据本专利技术提供的一种生物质连续水热转化工艺方法，所述回收所述反应产物的压力势能包括：
[0018]利用液压马达将所述反应产物的压力势能转化为机械动能；
[0019]利用增压泵将所述机械动能转化为所述待反应原料的压力势能，以将所述常态原料输送至所述预反应器内。
[0020]根据本专利技术提供的一种生物质连续水热转化工艺方法，在将所述常态原料输送至所述预反应器内之前，还包括：
[0021]对所述预反应器进行降压处理，以使所述预反应器内的压力小于从所述反应容器内排出的所述反应产物的液体压力。
[0022]根据本专利技术提供的一种生物质连续水热转化工艺方法，所述回收所述反应产物的内能包括：
[0023]利用所述预反应原料与所述反应产物进行热交换，将所述反应产物的热量传递至所述预反应原料。
[0024]根据本专利技术提供的一种生物质连续水热转化工艺方法，利用间壁式换热的方法使所述预反应原料与所述反应产物进行直接热交换。
[0025]根据本专利技术提供的一种生物质连续水热转化工艺方法，采用列管换热器使所述预反应原料与所述反应产物进行直接热交换。
[0026]根据本专利技术提供的一种生物质连续水热转化工艺方法，还包括以下步骤：
[0027]对所述反应产物进行固液分离，得到液相和固体炭。
[0028]根据本专利技术提供的一种生物质连续水热转化工艺方法，利用第一上料位计和第一下料位计将所述反应容器内的物料控制在所述反应容器的容积的75％
‑
85％；
[0029]利用第二上料位计和第二下料位计将所述预反应器内的所述预反应原料控制在所述预反应器的容积的50％
‑
80％。
[0030]本专利技术提供的生物质连续水热转化工艺方法中，在反应完成后，将反应产物从反应容器内排出后，对排出的反应产物的能量进行回收，避免了能量的浪费；在向反应容器内补充待反应原料之前，利用反应容器内的部分高压气体对预反应器内的预反应原料进行加压处理，增加待反应原料的压力，减小了待反应原料与反应容器之间的压力差，从而能够降低对增压设备的要求。解决了现有技术中的水热炭化工艺对加压设备要求高且存在能量浪费的问题。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
[0032]图1是本专利技术提供的生物质连续水热转化工艺方法的流程图；
[0033]图2是本专利技术提供的用于实施生物质连续水热转化工艺方法的装置示意图。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
[0035]下面结合图1至图2描述本专利技术实施例的生物质连续水热转化工艺方法。
[0036]参照图1和图2，本专利技术实施例提供一种生物质连续水热转化工艺方法，包括以下步骤：
[0037]将待反应原料加入反应容器内；
[0038]对所述待反应原料加热，以使所述待反应原料分解产生的气体以及所述反应容器中的水汽形成高压环境，并维持反应时间；
[0039]反应完成后，将部分反应产物从所述反应容器内排出；
[0040]回收从所述反应容器内排出的所述反应产物的能量；
[0041]向所述反应容器内补充所述待反应原料；
[0042]所述待反应原料包括常态原料和位于密闭的预反应器内的预反应原料，在向所述反应容器内补充所述待反应原料之前，利用所述反应容器内的部分高压气体对所述预反应器内的所述预反应原料进行加压处理。
[0043]具体来说，先将待反应原料加入至反应容器内，然后通过加热组件对反应容器内的待反应原料加热，使待反应原料分解，同时，待反应原料中的水分受热蒸发，利用分解产生的气体以及反应容器内的水汽在反应容器内形成高压环境，持续加热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质连续水热转化工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：将待反应原料加入反应容器内；对所述待反应原料加热，以使所述待反应原料分解产生的气体以及所述反应容器中的水汽形成高压环境，并维持反应时间；反应完成后，将部分反应产物从所述反应容器内排出；回收从所述反应容器内排出的所述反应产物的能量；向所述反应容器内补充所述待反应原料；所述待反应原料包括常态原料和位于密闭的预反应器内的预反应原料，在向所述反应容器内补充所述待反应原料之前，利用所述反应容器内的部分高压气体对所述预反应器内的所述预反应原料进行加压处理。2.根据权利要求1所述的生物质连续水热转化工艺方法，其特征在于，所述加压处理包括：将所述反应容器内的部分所述高压气体通入至所述预反应器内，以提高所述预反应器内的压力，降低所述预反应器与所述反应容器之间的压力差。3.根据权利要求2所述的生物质连续水热转化工艺方法，其特征在于，所述回收从所述反应容器内排出的所述反应产物的能量包括：回收所述反应产物的压力势能和回收所述反应产物的内能。4.根据权利要求3所述的生物质连续水热转化工艺方法，其特征在于，所述回收所述反应产物的压力势能包括：利用液压马达将所述反应产物的压力势能转化为机械动能；利用增压泵将所述机械动能转化为所述待反应原料的压力势能，以将所述常态原料输送至所述预反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志丹，贾吉秀，孔德亮，袁昌斌，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：