烘焙反应器和工艺制造技术

技术编号:32623449 阅读:10 留言:0更新日期:2022-03-12 17:55
本发明专利技术涉及一种包括多于一个的烘焙间歇反应器的配置。该配置的烘焙间歇反应器包括具有气体入口(4)、气体出口(5)的封闭外壳(2)和透气性生物质容纳结构(6),该透气性生物质容纳结构(6)定位在外壳(2)内限定生物质容纳空间(7)。烘焙间歇反应器的气体入口(4)和气体出口(5)交替地流体连接至以下气体回路:(i)空气干燥气体回路(20)、(ii)烘焙气体回路(25)和(iii)冷却气体回路(26)。该配置的一个或多个间歇反应器流体连接至空气干燥气体回路(20),并且一个或多个其他间歇反应器流体连接至烘焙气体回路(25)。焙气体回路(25)。焙气体回路(25)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】烘焙反应器和工艺


[0001]本专利技术涉及一种烘焙反应器和一种烘焙工艺。

技术介绍

[0002]烘焙是众所周知的工艺,其中,在存在于生物质中的半纤维素分解同时保持生物质的纤维素和木质素基本完整的条件下,生物质在不存在任何大量氧气的情况下被加热至升高的温度。烘焙由此增加了单位质量生物质的热值并且还从生物质中去除了大量的水,尤其是所谓的结合水。烘焙的另一个优点是已烘焙的产品的特性相对一致,即使从不同来源的生物质开始也是如此。下一个优点是已烘焙的产品可以很容易地研磨成粉末,然后可以制成颗粒或者就这样使用。因此,烘焙将生物质转化为高能量密度的产品,该产品可以很容易地被运输并在不同的下游工艺中用作原料(feed)或燃料。
[0003]鉴于这些优点,已经开发了许多烘焙工艺。大量的这些工艺是连续的工艺,其中生物质被连续或间歇地进给到反应器并且已烘焙的产品从反应器中排出。WO2012/102617描述了一种工艺,其中生物质首先通过与热气体直接接触而在流化床反应器中干燥,随后在移动床反应器中被烘焙。WO13003960描述了一种工艺,其中生物质在直接燃烧的回转窑反应器中被连续烘焙。US2013/0078589描述了一种用于生物质的连续烘焙过程的管状反应器。
[0004]如在这些现有的公开文件中所描述的烘焙工艺的缺点是它们相对复杂并且需要一定规模以便经济地操作它们。这种大规模将需要加工大量的生物质,而这些生物质又必须来自大区域。例如,当生物质是低密度纤维状生物质,例如甘蔗渣时,将生物质运输至烘焙加工工厂的成本可能变得太高而无法经济地运行工厂。但是,即使是这样的处理会使用纤维生物质作为原料而不是通常的木片,也需要某些额外的措施。纤维生物质,诸如来自棕榈油提取的空果串剩余物(EFB left over)或甘蔗渣,往往会桥接并且也不会流动通过过即使是大的开口。这使得这种生物质在连续烘焙工艺中的应用变得困难。WO18071848描述了一种预处理,其中在执行烘焙之前将纤维状生物质干燥、锤磨并成型为立方体。立方体可以在连续工艺中运输。这种预处理的缺点是能量密集。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种能够以更简单的方式处理纤维状生物质的工艺和工艺配置。
[0006]该目的通过以下配置实现。配置,该配置包括多于一个的烘焙间歇反应器,
[0007]其中所述配置的烘焙间歇反应器包括具有气体入口、气体出口的封闭外壳和透气性生物质容纳结构,该透气性生物质容纳结构定位在外壳内限定存在于气体入口和气体出口之间的生物质容纳空间,并且其中烘焙间歇反应器的气体入口和气体出口交替地流体连接至以下气体循环,
[0008](i)空气干燥气体回路,
[0009](ii)烘焙气体回路,以及
[0010](iii)冷却气体回路,
[0011]其中所述配置的一个或多个烘焙间歇反应器流体连接至空气干燥气体回路,并且一个或多个其他间歇反应器流体连接至烘焙气体回路。
[0012]申请人发现,这种配置能够以简单的方式通过烘焙来处理纤维生物质。通过操作作为间歇式反应器的反应器,纤维生物质本身不必在该工艺中流动。可以手动或半自动地将纤维状生物质添加到反应器中,这避免了在大规模连续工艺中可能发生的桥接问题。能量密集型研磨不是必需的,并且可以以更节能的方式执行该工艺。此外,通过使用反应器的气体入口和气体出口以将干燥气体、烘焙气体和冷却将气体供应至反应器或者从反应器排出,而将相同反应器用于生物质的干燥、烘焙本身以及已烘焙的产品的冷却。这允许生物质同时在一个反应器中干燥,在另一个反应器中烘焙并在又一个反应器中冷却。已经发现使用相对较小规模的烘焙反应器能够高效地操作该配置。这种较小的规模允许在更接近纤维生物质的产地(origin)处操作该过程。因此,生物质产地和烘焙工艺之间的距离将更小,需要更少的运输。
[0013]本专利技术还涉及一种工艺,该工艺通过执行一系列循环步骤,使生物质经受如在多于一个的烘焙间歇反应器的配置中进行的烘焙,
[0014]其中在一个或多个循环步骤中,以下动作(a)

(f)同时发生:
[0015](a)向烘焙间歇反应器的生物质容纳空间提供生物质,
[0016](b)通过将存在于另一个烘焙间歇反应器的容纳空间中获得的生物质与温度在50至150℃之间的空气直接接触来干燥生物质,从而获得包括已干燥的生物质的烘焙间歇反应器,
[0017](c)通过将生物质与温度在230至300℃之间的实质上的惰性气体直接接触,来将在另一个烘焙间歇反应器中在先前循环步骤中获得的已干燥的生物质加热至在230至280℃之间的温度,从而获得包括烘焙气体和已加热的生物质的烘焙间歇反应器,
[0018](d)将在另一个烘焙间歇反应器中在先前循环步骤中获得的已加热的生物质与温度在230至300℃之间的实质上的惰性气体直接接触,从而获得包括已烘焙的生物质和烘焙气体的烘焙间歇反应器,
[0019](e)通过将已烘焙的生物质与温度在10和100℃之间的冷却气体直接接触,来冷却包括在另一个烘焙间歇反应器中的先前循环步骤中获得的已烘焙的生物质,从而获得已冷却的已烘焙生物质,以及
[0020](f)从烘焙间歇反应器中清空包括在另一个烘焙间歇反应器中的先前循环步骤中获得的已冷却的已烘焙生物质,并且在相同循环步骤中可选地在下一个动作(a)中重新使用由此获得的实质上空的间歇反应器。
[0021]在所述配置,所述烘焙间歇反应器可以包括具有内壁、气体入口和气体出口的封闭管状外壳,管状透气性生物质容纳结构,该管状透气性生物质容纳结构定位在管状外壳内限定生物质容纳空间,其中
[0022](A)所述管状透气性容纳结构在其两端具有透气性端,并且其中气体入口流体连接至透气性容纳结构的上游端并且气体出口流体连接至透气性容纳结构的下游端,导致用于通过生物质容纳空间的轴向气体流,或者
[0023](B)所述管状透气性容纳结构具有透气性管状壁,该透气性管状壁与管状外壳的内壁间隔开,从而限定环形空间,其中气体入口流体连接至存在于生物质容纳空间内的气体分配器并且气体出口流体连接至环形空间。
[0024]因为气体分配器定位在生物质容纳空间内,所以用于干燥气体、烘焙气体和冷却气体的流动路径将在使用中流过生物质容纳空间并直接加热或冷却存在于该空间中的生物质。
[0025]在本说明书中,如在
……
上面、在
……
下面,、上、下等术语可以用于描述根据本专利技术的设备或工艺(在其可以使用的方向)上。除非如此指定,否则这并不将本专利技术限制于该方向。例如,与这种使用的方向垂直的方向也是可能的。
[0026]烘焙间歇反应器的气体入口和气体出口可以存在于封闭管状外壳的两个不同端。优选地,气体入口和气体出口存在于管状外壳的一端,更优选地存在于反应器的下端。管状外壳的相对端然后可以设置有可拆卸的闭合件,优选地在其上端。通过可拆卸的闭合件,新鲜的生物质可以进入反应器并且已烘本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.配置,该配置包括多于一个的烘焙间歇反应器,其中所述配置的烘焙间歇反应器包括具有气体入口(4)、气体出口(5)的封闭外壳(2)和透气性生物质容纳结构(6),该透气性生物质容纳结构(6)定位在外壳(2)内限定存在于气体入口(4)和气体出口(5)之间的生物质容纳空间(7),并且其中烘焙间歇反应器的气体入口(4)和气体出口(5)交替地流体连接至以下气体回路,(i)空气干燥气体回路(20),(ii)烘焙气体回路(25),以及(iii)冷却气体回路(26),其中所述配置的一个或多个间歇反应器流体连接至空气干燥气体回路(20),并且一个或多个其他间歇反应器流体连接至烘焙气体回路(25)。2.据权利要求1所述的配置,其中,所述空气干燥气体回路(20)包括空气加热器(21)、气体置换装置(22)、空气入口(50)和湿气体出口(51),所述烘焙气体回路(25)包括气体加热器、气体置换装置、用于实质上的惰性气体的入口和用于生成的烘焙气体的出口,并且冷却气体回路(26)包括气体冷却器和气体置换装置。3.根据权利要求1

2任一项所述的配置,其中一个或多个烘焙间歇反应器连接至冷却气体回路,并且其中一个或多个反应器处于过渡模式,其中将已烘焙的生物质从处于该过渡模式的烘焙间歇反应器中排出并且将生物质添加至处于该过渡模式的烘焙间歇反应器中。4.根据权利要求3所述的配置,其中所述配置包括至少八个烘焙间歇反应器,其中两个或更多个烘焙间歇反应器一次连接至所述空气干燥气体回路(i),三个或更多个烘焙间歇反应器连接至所述烘焙气体回路(ii),两个或更多个烘焙间歇反应器连接至空气干燥气体回路(iii),并且一个或多个烘焙间歇反应器处于过渡模式(iv)。5.根据权利要求4所述的配置,其中所述配置包括八个烘焙间歇反应器,其中两个烘焙间歇反应器一次连接至所述空气干燥气体回路(i),三个烘焙间歇反应器连接至所述烘焙气体回路(ii),两个烘焙间歇反应器连接至空气干燥气体回路(iii),并且一个烘焙间歇反应器处于过渡模式(iv)。6.根据权利要求1

5任一项所述的配置,其中,所述配置还包括旋转阀(30),阀具有不同的位置,并且其中在一个第一位置,所述阀能够将所述配置的一个第一烘焙间歇反应器或复数个第一烘焙间歇反应器流体连接至空气干燥气体回路,能够将所述配置的一个不同的第二烘焙间歇反应器或复数个不同的第二烘焙间歇反应器流体连接至烘焙气体回路(25),能够将所述配置的不同的第三烘焙间歇反应器流体连接至冷却气体回路,并且能够将所述配置的一个不同的第四烘焙间歇反应器或复数个不同的第四烘焙间歇反应器从气体回路流体地断开,导致该不同的第四烘焙间歇反应器处于过渡模式,并且其中在阀的另一个第二位置,一个或多个反应器连接至不同的气体回路而不是第一阀位置的气体回路。7.根据权利要求6所述的配置,其中在所述阀的一个位置,两个烘焙间歇反应器流体连接至干燥气体回路,两个或三个烘焙间歇反应器流体连接至所述烘焙气体回路,两个烘焙间歇反应器流体连接至所述冷却气体回路,并且一个烘焙间歇反应器从气体回路流体地断开并处于过渡模式,并且其中在旋转阀的下一个新位置中,之前在所述阀的先前位置处于
过渡模式的所述烘焙间歇反应器连接至干燥气体回路,之前在所述阀的先前位置流体连接至干燥气体回路的一个烘焙间歇反应器流体连接至烘焙气体回路,之前在所述阀的先前位置流体连接至烘焙气体回路的一个烘焙间歇反应器流体连接至冷却气体回路,之前在所述阀的先前位置流体连接至冷却气体回路的一个烘焙间歇反应器从冷却气体回路流体地断开并且处于过渡模式。8.根据权利要求1

7任一项所述的配置,其中,所述烘焙间歇反应器具有封闭管状外壳(2)。9.根据权利要求8所述的配置,其中所述烘焙间歇反应器(1)包括具有内壁(3)、气体入口(4)和气体出口(5)的封闭管状外壳(2),管状透气性生物质容纳结构(6),该管状透气性生物质容纳结构(6)定位在管状外壳(2)内限定生物质容纳空间(7),其中(A)所述管状透气性容纳结构(6)在其两端(12,13)具有透气性端,其中气体入口(4)流体连接至透气性容纳结构(6)的上游端(12)并且气体出口(5)流体连接至透气性容纳结构(6)的下游端(13),导致用于通过生物质容纳空间(7)的轴向气体流,或(B)所述管状透气性容纳结构具有透气性管状壁,该透气性管状壁与管状外壳(2)的内壁(3)间隔开,从而限定环形空间(17),其中气体入口流体连接至存在于生物质容纳空间(7)内的气体分配器(9)并且气体出口流体连接至环形空间(17)。10.根据权利要求9所述的配置,其中所述气体入口(4)和气体出口(5)存在于所述管状外壳(2)的一端(10),并且其中所述管状外壳(2)的相对端(11)设置有可拆卸的闭合件(18)。11.根据权利要求9

10中任一项所述的配置,其中,对于(A),所述管状透气生物质容纳结构具有封闭的管状侧壁,该封闭的管状侧壁与所述管状外壳的内壁间隔开,导致在封闭的管状侧壁和管状外壳的内壁之间形成环形空间。12.工艺,该工艺通过执行一系列循环步骤,使生物质经受如在多于一个的烘焙间歇反应器的配置中进行的烘焙,其中在一个或多个循环步骤中,以下动作(a)

(f)同时发生:(a)向烘焙间歇...

【专利技术属性】
技术研发人员:亚什
申请(专利权)人:托格林私人有限公司
类型:发明
国别省市:

相关技术
    暂无相关专利
网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1