用于改善黑色颗粒的PCI的蒸汽裂化控制制造技术

本发明专利技术涉及一种连续制备粉状材料的方法，所述粉状材料的热值大于初始生物质的热值，所述方法包括蒸汽裂化步骤，其特征在于，所述初始生物质由粒径分布为P25至P100的组分构成，湿度小于27％，并且直接进行蒸汽裂化处理。并且直接进行蒸汽裂化处理。并且直接进行蒸汽裂化处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于改善黑色颗粒的PCI的蒸汽裂化控制
[0001]本专利技术涉及木质纤维素生物质的增值领域，特别是用于生产具有高热值的“黑色丸粒”燃料。


[0002]将木质纤维素生物质(木材、农业废物、农业和农用工业的副产物)转化成能量密集的、可运输的且可容易储存的化合物，这会允许开发和巩固固定的能量工业部门(与生物燃料油相比，在住宅楼宇中在固定点处使用的生物燃料)，并且减少环境影响(CO2化石排出，使用不含肥料和植物病害控制产品的生物质)。
[0003]黑色丸粒是耐湿气的圆柱体，测得其长1至3cm，并且具有良好的机械耐受性，允许类似于碳的储存和处理。其燃烧几乎不产生灰分，具有接近18至20焦耳/克干材料的低热值(LCV)。
[0004]使用木质纤维素生物质生产黑色丸粒，所述木质纤维素生物质进行热处理，然后进行强力减压，这提供用于生产丸粒或团块的防水材料。原料实际上用蒸汽冲击，其释放较细的丸粒，允许材料在聚集或模制阶段期间形成强内聚力
[0005]蒸汽裂化与水热预处理(也称为水性分馏、溶剂分解、水热裂解或水热处理)的区别在于，后者涉及在高温和高压下使用水以促进木质纤维素基质的分解和分离。该技术不适合于生产黑色丸粒，因为所获得的产品主要是液体。
[0006]水热预处理(也称为水性分馏、溶剂分解、水热裂解或水热处理)是在高温和高压下使用水以促进木质纤维素基质的分解和分离的液体热水预处理方法。
[0007]蒸汽裂化不能等同于任何水热预处理方法，因为它使用蒸汽渗透，随后爆炸性减压。在参考的专利申请中描述的专利技术在实现该方法中使用蒸汽裂化系统，而没有提及水热预处理系统。

技术介绍

[0008]在现有技术中，欧洲专利EP2373767B1是公认的，该专利描述了使用含木质素的材料分批生产黑色丸粒的方法。
[0009]该方法包括以下步骤：
[0010](a)使相对湿度含量为0至20重量％的含木质素的材料通过反应器；
[0011](b)通过向反应器中注入蒸汽将所述含木质素的材料加热到180至235℃；
[0012](c)将反应器中的材料保持在所述温度下达1至12分钟，以便软化材料并释放木质素；
[0013](d)在至少一个步骤中降低反应器中的压力；并且
[0014](e)使经加工的材料形成为丸粒或团块。
[0015]含木质素的材料是木质纤维素材料，包括木材、竹子、甘蔗渣、秸秆或禾草的材料，测得长度为25mm的片形式。反应器的最终压力降低通过蒸汽爆炸突然发生，使得材料脱纤维。
[0016]另外还提出了美国专利US2016/251611A1，其描述了用于生长微生物有机体的方法，该方法包括初始木质纤维素生物质的蒸汽裂化热处理步骤。通过蒸汽裂化的热处理包括以下步骤：
[0017](a)通过对纤维素材料进行至少一个浸泡操作而使初始生物质经受水热预处理；
[0018](b)然后在压力下将纤维素材料输送通过至少一个反应器。然后将纤维素材料加热到170至230℃的温度。
[0019]美国专利US2016/153010A1和US2012/006320A1也已在现有技术中得到公认，其描述了基于连续水热预处理将木质纤维素生物质转化成乙醇和其它产物，随后进行酶水解、发酵和乙醇回收的方法。该方法描述了蒸汽裂化步骤，其包括：
[0020](a)将酸浸渍的木质纤维素生物质原料与H2O在140至230℃的温度和75psig至约250psig的压力下在接触区中组合约1至15分钟的时间，以产生经蒸汽处理的填料；
[0021](b)然后将经蒸汽处理的负载物转移至减压区，以产生经蒸汽处理的负载物的挥发级分，持续约2至30分钟的时间段；
[0022]c)最后从减压区释放至少部分的挥发级分，以允许减压区中的温度和压力控制。
[0023]现有技术的缺点
[0024]用于生产黑色丸粒的现有技术的方案是有前景的。然而，它们具有局限，特别是单位体积丸粒提供的能量，对于相同的体积或重量，该能量虽然大于切片或白色丸粒形式的生物质的能量，但仍比煤的能量低30％至40％。
[0025]此外，现有技术的方案提出了分批的不连续方法，使用生物质体积的顺序处理，限制了控制蒸汽裂化条件的即时效果。
[0026]最后，现有技术方案提供了所述方法的各种应用，例如：微生物的生长过程或生物质向乙醇的转化过程。它们没有应用于“黑色丸粒”燃料的生产中。

技术实现思路

[0027]为了弥补这些缺点，本专利技术在其最一般的意义上涉及一种连续制备粉状材料的方法，所述粉状材料的热值大于初始生物质的热值，所述方法包括蒸汽裂化步骤，其特征在于，所述初始生物质由粒径等级为P16至P100的组分(element)构成，展现出小于27％的湿度，并且直接进行蒸汽裂化处理。在一个具体实施方式中，初始生物质由粒径等级为P25至P100的组分构成。
[0028]因此，本专利技术涉及一种连续制备粉状材料的方法，所述粉状材料的热值大于初始生物质的热值，所述方法包括蒸汽裂化步骤，其特征在于，所述初始生物质由粒径等级为P16至P100的组分构成，展现出小于27％的湿度，并且直接进行蒸汽裂化处理。
[0029]在一个变型中，蒸汽裂化步骤的烈度因子(severity factor)大于3.7且小于4.2。
[0030]在另一个变型中，基于蒸汽裂化的生物质样品中的碳含量控制蒸汽裂化步骤的烈度因子。
[0031]在另一个变型中，基于尾气中的碳含量控制蒸汽裂化步骤的烈度因子。
[0032]优选地，蒸汽裂化步骤的烈度因子应由蒸汽裂化的生物质样品的碳含量驱动。
[0033]在一个具体实施方式中，蒸汽裂化步骤的烈度由pH传感器产生的信号控制。
[0034]在一个变型中，通过添加石灰、二氧化碳或离解形式的二氧化碳来调节pH。
[0035]本专利技术还涉及本专利技术的粉状材料的制备方法在制备丸粒燃料中的应用。
[0036]本专利技术还涉及用于实施该方法的蒸汽裂化器单元。
具体实施方式
[0037]通过阅读以下对本专利技术非限制性实例的详细描述，将更好地理解本专利技术，其中单个附图表示本专利技术的连续生产设施的示意图。
[0038]设施的实例的说明
[0039]图1是根据本专利技术的蒸汽裂化器单元10的实施的实例，特别是用于使用被切碎到P16至P100的粒径的生物质来制造可燃材料。在优选的实施方式中，生物质将具有P20至P100或甚至P25至P100的粒径。
[0040]图2是表示根据构成材料的组分性质的不同粒径等级特征的表格。
[0041]以小于27％的水分含量向蒸汽裂化器单元进给由粒径等级为P16至P100的组分构成的生物质。
[0042]粒径由主要级分(P)的粒径和定义粗级分(G)的粒径定义。小于1毫米的颗粒被认为属于细级分。主要级分P必须占燃料总量的至少80％。
[0043]根据构成主要级分(P)、粗级分(G)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种连续制备粉状材料的方法，所述粉状材料的热值大于初始生物质的热值，所述方法包括蒸汽裂化步骤，其特征在于，所述初始生物质由粒径等级为P16至P100的组分构成，水分含量小于27％，并且直接进行蒸汽裂化处理。2.如权利要求1所述的连续制备粉状材料的方法，其特征在于，所述蒸汽裂化步骤的烈度因子大于3.7且小于4.2。3.如权利要求1或2所述的连续制备粉状材料的方法，其特征在于，根据尾气中的碳含量控制所述蒸汽裂化步骤的烈度因子。4.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：JL，
申请(专利权)人：欧洲生物质能公司，
类型：发明
国别省市：