一种生物质连续水热炭化系统技术方案

本发明专利技术提供一种生物质连续水热炭化系统，包括储料装置；增压进料装置，包括具有密闭空间的增压罐和用于将储料装置内的物料输送至增压罐内的输送组件；水热反应装置，包括反应釜和为反应釜加热的加热组件，反应釜与增压罐之间设有供高压气体流通的回压管路，回压管路上设置有回压阀，反应釜的出料口处连接有出料管，出料管上设置有截止阀；第一增压泵，设置在增压罐与反应釜之间，第一增压泵配置为将增压罐内的物料输送至反应釜内；能量转换装置，设置在出料管上，能量转换装置配置为能够将出料管内的压力势能转换为输送组件的动力。本发明专利技术提供的生物质连续水热炭化系统，解决了现有技术中的水热炭化系统对加压设备要求高且存在能量浪费的问题。能量浪费的问题。能量浪费的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质连续水热炭化系统


[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炭化系统。

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力差，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系统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炭化系统。
[0006]本专利技术提供一种生物质连续水热炭化系统，包括：
[0007]储料装置；
[0008]增压进料装置，包括具有密闭空间的增压罐和用于将所述储料装置内的物料输送至所述增压罐内的输送组件；
[0009]水热反应装置，包括反应釜和为所述反应釜加热的加热组件，所述反应釜与所述增压罐之间设置有供高压气体流通的回压管路，所述回压管路上设置有回压阀，所述反应釜的出料口处连接有出料管，所述出料管上设置有截止阀；
[0010]第一增压泵，设置在所述增压罐与所述反应釜之间，所述第一增压泵配置为将所述增压罐内的物料输送至所述反应釜内；
[0011]能量转换装置，设置在所述出料管上，所述能量转换装置配置为能够将所述出料管内的压力势能转换为所述输送组件的动力。
[0012]根据本专利技术提供的一种生物质连续水热炭化系统，所述输送组件包括串联设置在所述储料装置与所述增压罐之间的第二增压泵，所述能量转换装置包括设置在所述出料管上的液压马达，所述液压马达的输出轴与所述第二增压泵的输入轴传动连接，所述第二增压泵与所述增压罐之间设置有仅允许所述储料装置内的物料进入所述增压罐的单向阀。
[0013]根据本专利技术提供的一种生物质连续水热炭化系统，所述液压马达为齿轮马达，所述第二增压泵为齿轮泵。
[0014]根据本专利技术提供的一种生物质连续水热炭化系统，所述增压罐的上端设置有泄压阀，以降低所述增压罐与所述出料管之间的压力差。
[0015]根据本专利技术提供的一种生物质连续水热炭化系统，还包括用于对反应后的物料进行降温的换热装置，所述换热装置包括内部具有流通空间的换热夹套。
[0016]根据本专利技术提供的一种生物质连续水热炭化系统，所述换热夹套的进口与所述增压罐的出料口连接，所述换热夹套的出口与所述反应釜的进料口连接，并且所述换热夹套套设于所述出料管的外部。
[0017]根据本专利技术提供的一种生物质连续水热炭化系统，所述增压罐的出料口与所述反应釜的进料口之间设置有第二进料管，所述换热夹套套设于所述第二进料管的外部，所述换热夹套的进口通过所述出料管与所述反应釜的出料口连通，所述换热夹套的出口通过所述出料口与所述能量转换装置连通。
[0018]根据本专利技术提供的一种生物质连续水热炭化系统，还包括固液分离装置，所述固液分离装置设置在所述能量转换装置远离所述反应釜的一侧，所述固液分离装置的进口与所述出料管连通。
[0019]根据本专利技术提供的一种生物质连续水热炭化系统，所述储料装置上设置有第一上料位计和第一下料位计，所述第一上料位计和所述第一下料位计配置为将所述储料装置内的物料控制在所述储料装置的容积的50％
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80％；
[0020]所述增压罐上设置有第二上料位计和第二下料位计，所述第二上料位计和所述第二下料位计配置为将所述增压罐内的物料控制在所述增压罐的容积的50％
‑
80％；
[0021]所述反应釜上设置有第三上料位计和第三下料位计，所述第三上料位计和所述第三下料位计配置为将所述反应釜内的物料控制在所述反应釜的容积的75％
‑
85％。
[0022]根据本专利技术提供的一种生物质连续水热炭化系统，还包括控制装置，所述第一上料位计、所述第一下料位计、所述第二上料位计、所述第二下料位计、所述第三上料位计、所述第三下料位计、所述第一增压泵、所述加热组件、所述回压阀、所述截止阀、所述泄压阀和所述固液分离装置均与所述控制装置通信连接。
[0023]本专利技术提供的生物质连续水热炭化系统中，在需要向水热反应釜内输送物料时，将回压阀打开，反应釜内的高压气体通过回压管路进入增压罐内。利用反应釜内的高压气体，增加了增压罐内的压力，减小了增压罐与反应釜之间的压力差，能够降低对第一增压泵的要求，减小第一增压泵的损耗和能量浪费。反应完成后，通过出料管将反应产物排出时，利用能量转换装置将出料管内的压力势能转化为输送组件的动力，实现了对反应产物的压力势能的回收利用，避免了能量的浪费，解决了现有技术中的水热炭化系统对加压设备要求高且存在能量浪费的问题。
附图说明
[0024]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。
[0025]图1是本专利技术提供的生物质连续水热炭化系统的结构示意图；
[0026]图2是本专利技术提供的生物质连续水热炭化系统的控制装置与各装置之间的连接关系示意图；
[0027]附图标记：
[0028]1：储料装置；
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2：第一增压泵；
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3：增压罐；
[0029]4：输送组件；
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5：第一进料管；
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6：出料管；
[0030]7：单向阀；
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8：反应釜；
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9：加热组件；
[0031]10：回压管路；
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11：回压阀；
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12：泄压阀；
[0032]13：换热夹套；
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14：第二进料管；
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15：控制装置；
[0033]16：第一储料罐；
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17：固液分离机；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质连续水热炭化系统，其特征在于，包括：储料装置；增压进料装置，包括具有密闭空间的增压罐和用于将所述储料装置内的物料输送至所述增压罐内的输送组件；水热反应装置，包括反应釜和为所述反应釜加热的加热组件，所述反应釜与所述增压罐之间设置有供高压气体流通的回压管路，所述回压管路上设置有回压阀，所述反应釜的出料口处连接有出料管，所述出料管上设置有截止阀；第一增压泵，设置在所述增压罐与所述反应釜之间，所述第一增压泵配置为将所述增压罐内的物料输送至所述反应釜内；能量转换装置，设置在所述出料管上，所述能量转换装置配置为能够将所述出料管内的压力势能转换为所述输送组件的动力。2.根据权利要求1所述的生物质连续水热炭化系统，其特征在于，所述输送组件包括串联设置在所述储料装置与所述增压罐之间的第二增压泵，所述能量转换装置包括设置在所述出料管上的液压马达，所述液压马达的输出轴与所述第二增压泵的输入轴传动连接，所述第二增压泵与所述增压罐之间设置有仅允许所述储料装置内的物料进入所述增压罐的单向阀。3.根据权利要求2所述的生物质连续水热炭化系统，其特征在于，所述液压马达为齿轮马达，所述第二增压泵为齿轮泵。4.根据权利要求1所述的生物质连续水热炭化系统，其特征在于，所述增压罐的上端设置有泄压阀，以降低所述增压罐与所述出料管之间的压力差。5.根据权利要求2所述的生物质连续水热炭化系统，其特征在于，还包括用于对反应后的物料进行降温的换热装置，所述换热装置包括内部具有流通空间的换热夹套。6.根据权利要求5所述的生物质连续水热炭化系统，其特征在于，所述换热夹套的进口与所述增压罐的出料口连接，所述换热夹套的出口与所述反应釜的...

【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：