一种水热液化产物分离装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种水热液化产物分离装置及方法，水热液化产物分离装置包括冷却器、高压过滤器、背压阀、气液分离器和油水分离器；冷却器的出口连通高压过滤器的产物进料口；背压阀的进口和出口分别连通高压过滤器的产物排出口和气液分离器的气液进口；气液分离器的液相出口连通油水分离器的液相进口。水热液化产物经过冷却器降温，之后进入高压过滤器除去固体残渣，无渣产物经背压阀降压后通过气液分离器和油水分离器，分别得到气相、水相和油相产物，该装置的连续性好、产物分离彻底，操作过程简单、制造安装方便，无需化学试剂投入或离心设备，成本较低、运行能耗低，可以广泛应用于生物质连续式水热液化反应产物的分离。质连续式水热液化反应产物的分离。质连续式水热液化反应产物的分离。

【技术实现步骤摘要】
一种水热液化产物分离装置及方法


[0001]本专利技术涉及生物质水热液化
，尤其涉及一种水热液化产物分离装置及方法。

技术介绍

[0002]我国拥有丰富的生物质资源，包括农作物秸秆、森林废弃物及柴薪、有机废弃物、能源植物、生活垃圾、市政污泥、废水、畜禽粪污等。生物质可以作为水热液化技术的原料，以水为溶剂，在200-400℃的高温和5-25MPa的高压反应条件下，发生一系列热化学变化从而转化为生物原油。利用水热液化技术处理生物质资源，无需对原料进行干燥，节约能源，且水热液化转换速率快，原料各组分均可参加反应，反应较为完全，同时，能够将低能量密度的生物质资源转化为高能量密度的生物原油。生物原油经过提质、精炼等操作后可作为石油替代品，也可用于生产高附加值化学品，对于缓解我国化石能源短缺问题以及环境污染问题具有重要意义。水热液化产物包括气相、油相、水相和固相，成分较为复杂，很难直接利用。同时，水分的含量也会导致生物原油热值较低或难以直接燃烧。虽然各相产物之间由于密度和状态不同会进行一定程度地分离，但会出现油相和水相中悬浮油微小固体颗粒、水相中有轻油和油相中含有水分等现象，需要通过一定的技术手段将四相产物完全分离，才能够进行下一步的生物原油精制、油质改善以及高附加值小分子化合物的分离提取，实现水热产物的有效利用。因此，有效分离高温高压四相产物是连续水热液化系统需要攻克的难题之一。
[0003]目前国内对于生物质连续式水热液化的研究，主要集中在整个连续式反应系统，重点介绍的一般为进料、反应器、原料加热、流量控制等部分的设备与方法，没有专门对于产物分离装置的详细介绍。少数现有分离装置，有的对水热液化的生物质原料有局限性；有的没有将油相和水相分离；有的将背压阀设置在产物分离器之前，固体残渣的存在会磨损背压阀，还可能使背压阀堵塞影响系统的正常运行；有的排渣过程不能保证系统的压力稳定性；有的采用离心或萃取分离方式，需要离心机、溶剂蒸发等设备，成本和能耗较高。本专利技术旨在探究通过机械物理方法，在保证压力稳定性的同时，提高四相产物分离效率，实现连续的水热液化产物分离，无需离心设备和环境不友好的化学试剂，避免化学试剂与产物之间发生化学反应而改变产物组分，同时，减少成本投入，降低能源消耗。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种水热液化产物分离装置及方法，旨在根据产物的物理性质进行分离，以提高产物分离效率，降低运行成本和能耗，同时，保证分离过程的连续性和压力稳定性。
[0005]本专利技术实施例提供一种水热液化产物分离装置，包括冷却器、高压过滤器、背压阀、气液分离器和油水分离器；
[0006]所述冷却器的进口用于连通水热液化反应系统，所述冷却器的出口连通所述高压
过滤器的产物进料口；
[0007]所述背压阀的进口和出口分别连通所述高压过滤器的产物排出口和所述气液分离器的气液进口；
[0008]所述气液分离器的液相出口连通所述油水分离器的液相进口。
[0009]根据本专利技术一个实施例的水热液化产物分离装置，所述水热液化产物分离装置还包括产物收集罐；
[0010]所述冷却器的进口连通有产物进料管路，所述产物进料管路远离所述冷却器的进口的部分上设置有第一压力仪表和第一温度仪表，所述产物进料管路靠近所述冷却器的进口的部分与所述产物收集罐的第一进料口通过第一支路连通；
[0011]所述冷却器的出口与所述高压过滤器的产物进料口通过产物出料管路连通，所述产物出料管路靠近所述冷却器的出口的部分上设置有第二温度仪表，所述产物出料管路靠近所述高压过滤器的产物进料口的部分与所述产物收集罐的第二进料口通过第二支路连通；
[0012]所述第一支路和所述第二支路上分别设置有第一爆破片和第二爆破片。
[0013]根据本专利技术一个实施例的水热液化产物分离装置，所述水热液化产物分离装置还包括储渣箱；
[0014]所述高压过滤器的排渣口与所述储渣箱的进渣口通过排渣管路连通，所述排渣管路上设置有排渣阀。
[0015]根据本专利技术一个实施例的水热液化产物分离装置，所述高压过滤器包括壳体和滤芯，所述滤芯位于所述壳体内，所述滤芯连接所述壳体顶部的内侧壁；
[0016]所述壳体的顶部设置有产物进料口和产物排出口，所述产物排出口与所述滤芯呈对应设置，所述壳体的底部设置有排渣口；
[0017]所述壳体的顶部设置有压差发讯器。
[0018]根据本专利技术一个实施例的水热液化产物分离装置，所述高压过滤器设置有多个，用于切换多个所述高压过滤器进行排渣。
[0019]根据本专利技术一个实施例的水热液化产物分离装置，所述水热液化产物分离装置还包括储气瓶，所述储气瓶的出气口与所述高压过滤器的产物排出口通过输气管路连通，所述输气管路上设置有输气阀和增压机。
[0020]根据本专利技术一个实施例的水热液化产物分离装置，所述背压阀的出口与所述气液分离器的气液进口通过气液管路连通，所述气液管路上设置有第三温度仪表；和/或，
[0021]所述水热液化产物分离装置还包括气体收集瓶，所述气体收集瓶的进口连通所述气液分离器的气相出口。
[0022]根据本专利技术一个实施例的水热液化产物分离装置，所述油水分离器包括沿水平向延伸的出油筒；
[0023]所述出油筒内设有油水混合物通道，所述油水混合物通道沿水平向延伸，所述油水混合物通道的内侧壁设置有超疏水超亲油网膜，所述油水混合物通道的顶部和底部均设置有开口，以连通所述油水混合物通道和所述出油筒；
[0024]所述出油筒设置有液相进口和水相出口，所述液相进口和所述水相出口分别连通所述油水混合物通道的两端，所述出油筒的底部靠近所述水相出口一侧设置有油相出口。
[0025]根据本专利技术一个实施例的水热液化产物分离装置，所述气液分离器的液相出口与所述油水分离器的液相进口通过排液管路连通，所述排液管路上设置有排液阀；和/或，
[0026]所述水热液化产物分离装置还包括储油罐和储水罐，所述储油罐的进口和所述储水罐的进口分别连通所述油水分离器的油相出口和水相出口。
[0027]本专利技术实施例还提供一种水热液化产物分离方法，包括：
[0028]设置背压阀的先导压力和压差发讯器的发讯值；
[0029]高温高压的水热液化产物流入冷却器，以将所述水热液化产物降温至预设温度值；
[0030]降温后的水热液化产物流入高压过滤器，以分离得到固体残渣和液气混合产物；
[0031]所述液气混合产物经所述背压阀降压后流入气液分离器，以分离得到气相产物和液相产物；
[0032]所述液相产物流入油水分离器，以分离得到水相产物和油相产物。
[0033]本专利技术实施例提供的水热液化产物分离装置包括冷却器、高压过滤器、背压阀、气液分离器和油水分离器，制备各设备所需材料较为常见且成本较低；水热液化反应产生的高温高压产物经过冷却器降温，之后进入高压过滤器除去固体残渣，无渣产物经背压阀降压后通过气液分离器和油水分离器，分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水热液化产物分离装置，其特征在于，包括冷却器、高压过滤器、背压阀、气液分离器和油水分离器；所述冷却器的进口用于连通水热液化反应系统，所述冷却器的出口连通所述高压过滤器的产物进料口；所述背压阀的进口和出口分别连通所述高压过滤器的产物排出口和所述气液分离器的气液进口；所述气液分离器的液相出口连通所述油水分离器的液相进口。2.根据权利要求1所述的水热液化产物分离装置，其特征在于，所述水热液化产物分离装置还包括产物收集罐；所述冷却器的进口连通有产物进料管路，所述产物进料管路远离所述冷却器的进口的部分上设置有第一压力仪表和第一温度仪表，所述产物进料管路靠近所述冷却器的进口的部分与所述产物收集罐的第一进料口通过第一支路连通；所述冷却器的出口与所述高压过滤器的产物进料口通过产物出料管路连通，所述产物出料管路靠近所述冷却器的出口的部分上设置有第二温度仪表，所述产物出料管路靠近所述高压过滤器的产物进料口的部分与所述产物收集罐的第二进料口通过第二支路连通；所述第一支路和所述第二支路上分别设置有第一爆破片和第二爆破片。3.根据权利要求1所述的水热液化产物分离装置，其特征在于，所述水热液化产物分离装置还包括储渣箱；所述高压过滤器的排渣口与所述储渣箱的进渣口通过排渣管路连通，所述排渣管路上设置有排渣阀。4.根据权利要求1所述的水热液化产物分离装置，其特征在于，所述高压过滤器包括壳体和滤芯，所述滤芯位于所述壳体内，所述滤芯连接所述壳体顶部的内侧壁；所述壳体的顶部设置有产物进料口和产物排出口，所述产物排出口与所述滤芯呈对应设置，所述壳体的底部设置有排渣口；所述壳体的顶部设置有压差发讯器。5.根据权利要求1所述的水热液化产物分离装置，其特征在于，所述高压过滤器设置有多个，用于切换多个所述高压过滤器进行排渣。6.根据权利要求1所述的水热液化产物分离装置，其特征...

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