【技术实现步骤摘要】
亚临界水制备工艺及其发生装置
[0001]本专利技术涉及亚临界水制备
，尤其涉及一种亚临界水制备工艺及其发生装置。
技术介绍
[0002]生物质作为一种绿色可再生能源，具有产量大、分布广和可再生的属性，目前已经是世界第四大能源，推动生物质能源的开发利用在全球经济社会的可持续发展建设中具有重要的意义。生物质水热炭化提质技术是解决高水分、高碱金属含量、低发热值生物质能源在钢铁生产中应用的关键技术。水热炭化技术是以亚临界水为反应介质，在较低温度(180
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350℃)条件下完成炭化反应过程，以生物质作为原料时得到的固体产物称之为生物质水热炭，是生物质资源高效应用的关键技术。
[0003]亚临界水是指水在一定压力下(P≤22.05MPa)，从常压沸点温度(100℃)加热到它的超临界点(374℃)时仍然保持液体状态的水，也称为过热水、高温水。
[0004]生物质水热炭化反应在亚临界水中进行，使用的设备为高压反应设备，产生亚临界水是通过首先将水源加入高压反应设备后进行封闭，然后通过加热装置对高压反应...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种亚临界水制备工艺，其特征在于：包括气水混合系统和气水分离系统；所述气水混合系统用于将高压过热蒸气和工艺水进行充分混匀、换热，使高压过热蒸气和工艺水组成的气水混合流体生成亚临界水和饱和蒸气组成的气水混合物；所述气水分离系统用于将所述气水混合物中的亚临界水和饱和蒸气分离，亚临界水直接被应用，饱和蒸气进一步冷凝为亚临界水，进而被应用。2.一种权利要求1所述的用于亚临界水制备工艺的发生装置，其特征在于：包括由上到下相互连通的气水混合区(1)和气水分离区(2)；所述气水混合区(1)包括蒸气室(11)、工艺水室(12)和混合室(13)；所述气水分离区(2)包括气水分离组件和亚临界水区；所述蒸气室(11)的高压过热蒸气和所述工艺水室(12)的工艺水经所述混合室(13)混合并进入所述气水分离区(2)，经所述气水分离组件分离得到亚临界水和饱和蒸气，亚临界水直接被应用，饱和蒸气进一步冷凝为亚临界水，进而被应用。3.根据权利要求2所述的用于亚临界水制备工艺的发生装置，其特征在于：所述蒸气室(11)垂直穿插于所述工艺水室(12)的内腔中，高压过热蒸气和工艺水沿相互垂直的方向分别喷入所述蒸气室(11)和所述工艺水室(12)；所述蒸气室(11)的出口端设有拉瓦尔喷管结构的高压过热蒸气喷嘴(16)，所述工艺水室(12)的出口端设有工艺水喷嘴(17)，所述高压过热蒸气喷嘴(16)和所述工艺水喷嘴(17)均延伸至所述混合室(13)内，且所述高压过热蒸气喷嘴(16)和所述工艺水喷嘴(17)同轴设置。4.根据权利要求3所述的用于亚临界水制备工艺的发生装置，其特征在于：所述气水混合区(1)还包括由上至下依次设置于所述混合室(13)下方的喉管(14)和扩张室(15)，所述混合室(13)、所述喉管(14)和所述扩张室(15)相互连通、同轴设置，且三者形成拉瓦尔喷管结构，经所述混合室(13)形成的气水混合流体依次通过所述喉管(14)和所述扩张室(15)，实现高压过热蒸气和工艺水的充分的混匀、换热，生成气水混合物，进而进入所述气水分离区(2)。5.根据权利要求2所述的用于亚临界水制备工艺的发生装置，其特征在于：所述气水分离组件包括由内到外同轴设置的气水分离内管(21)和多孔挡板管道(22)以及固定设置于所述气水分离内管(21)与所述多孔挡板管道(22)之间的螺旋导流板(25)；所述多孔挡板管道(22)上均匀分布多排气水分离孔眼(24)；所述多孔挡板管道(22)进口端与所述气水混合区(1)连通，且所述气水分离内管(21)进口端与所述气水混合区(1)不连通，气水混合物进入所述气水分离内管(21)与所述多孔挡板管道(22)之间形成的待分离区，被所述螺旋导流板(25)旋转，亚临界水和饱和蒸气产生不同的离心力，亚临界水从所述多孔挡板管道(22)上设置的所述气水分离孔眼(24)喷出，饱和蒸气不能从所述气水分离孔眼(24)喷出，从而分离出亚临界水和饱和蒸气。6.根据权利要求5所述的用于亚临界水制备工艺的发生装置，其特征在于：所述亚临界水区包括沿轴向同轴分布于所述多孔挡板管道(22)外侧的气水分离外管(23)；亚临界水从...
【专利技术属性】
技术研发人员：王广伟，宁晓钧，王川，燕培钦，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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