一種生物質(zhì)水熱炭化聯(lián)產(chǎn)生物油的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物能源領(lǐng)域，尤其涉及一種生物質(zhì)水熱炭化聯(lián)產(chǎn)生物油的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]將生物質(zhì)轉(zhuǎn)換成高品位的生物炭和生物油，可以實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)資源的高值化利用，減緩CO2排放，實(shí)現(xiàn)固碳減排的目的，在一定程度上還可以減少對(duì)石油、煤等化石燃料的依賴，因此，具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，成為世界各國科學(xué)家研宄的熱點(diǎn)。
[0003]生物質(zhì)炭化技術(shù)主要分為熱解炭化和水熱炭化兩種炭化技術(shù)。其中，生物質(zhì)熱解炭化技術(shù)是在完全無氧或只提供有限氧情況下對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行加熱分解而得到固體焦炭、生物原油和可燃?xì)怏w的過程。水熱炭化是指在一個(gè)密閉的體系中，以碳水化合物或木質(zhì)纖維素為原料，以水為反應(yīng)媒介，在一定的溫度(130?250°C )及自產(chǎn)生的壓力下，原料經(jīng)過一系列復(fù)雜反應(yīng)而轉(zhuǎn)化成碳材料的過程。熱解炭化適應(yīng)于低含水木質(zhì)生物質(zhì)，如木柴、鋸末等，而水熱炭化更適應(yīng)于高含水生物質(zhì)。
[0004]目前，生物質(zhì)水熱炭化研宄處于起步階段，研宄大多為高壓釜間歇式操作，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，因此，本發(fā)明人考慮，建立連續(xù)式的生物質(zhì)水熱炭化聯(lián)產(chǎn)生物油的工藝更具有實(shí)際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種連續(xù)式生物質(zhì)水熱炭化聯(lián)產(chǎn)生物油的工藝，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0006]本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)水熱炭化聯(lián)產(chǎn)生物油的工藝，包括以下步驟:將生物質(zhì)原料和水加入混合槽，攪拌后形成生物質(zhì)懸浮液；利用高壓泵對(duì)所述生物質(zhì)懸浮液加壓，經(jīng)換熱器換熱后進(jìn)入炭化反應(yīng)釜進(jìn)行水熱炭化反應(yīng)，得到固體產(chǎn)物和氣液產(chǎn)物；將所述固體產(chǎn)物經(jīng)高壓沉降罐得到焦粉炭，從高壓沉降罐底部出口外排至生物炭收集器；將所述氣液產(chǎn)物由高壓沉降罐頂部排出進(jìn)入所述換熱器，與所述生物質(zhì)懸浮液換熱后流入氣液分離器；所述氣液產(chǎn)物在氣液分離器中分為氣相、水液相和油相，所述氣相從氣液分離器頂部的氣相出口排出作為加熱所述炭化反應(yīng)釜的燃料，油相從氣液分離器的生物油出口排出得到生物油。
[0007]優(yōu)選的，所述生物質(zhì)原料的粒度小于2mm。
[0008]優(yōu)選的，所述水熱炭化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為180?280°C。
[0009]優(yōu)選的，所述水熱炭化反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為0.5?20h。
[0010]優(yōu)選的，所述炭化反應(yīng)釜具有底部放料口。
[0011]優(yōu)選的，所述炭化反應(yīng)釜具有攪拌裝置。
[0012]優(yōu)選的，所述氣相在炭化反應(yīng)釜中燃燒升溫至180?280°C，在炭化反應(yīng)釜中保溫
0.5 ?20ho
[0013]優(yōu)選的，所述水液相從氣液分離器的下部出口排出。
[0014]優(yōu)選的，所述水液相進(jìn)入所述高壓泵。
[0015]優(yōu)選的，所述炭化反應(yīng)釜為多個(gè)并聯(lián)連接。
[0016]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)水熱炭化聯(lián)產(chǎn)生物油的工藝，包括:將生物質(zhì)原料和水加入混合槽，攪拌后形成生物質(zhì)懸浮液；利用高壓泵對(duì)所述生物質(zhì)懸浮液加壓，經(jīng)換熱器換熱后進(jìn)入炭化反應(yīng)釜進(jìn)行水熱炭化反應(yīng)，得到固體產(chǎn)物和氣液產(chǎn)物；將所述固體產(chǎn)物經(jīng)高壓沉降罐得到焦粉炭，從高壓沉降罐底部出口外排至生物炭收集器；將所述氣液產(chǎn)物由高壓沉降罐頂部排出，進(jìn)入所述換熱器與所述生物質(zhì)懸浮液換熱后流入氣液分離器；所述氣液產(chǎn)物在氣液分離器中分為氣相、水液相和油相，所述氣相從氣液分離器頂部的氣相出口排出作為加熱所述炭化反應(yīng)釜的燃料，油相從氣液分離器的生物油出口排出得到生物油。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將氣相從氣液分離器頂部的氣相出口排出作為加熱炭化反應(yīng)釜的燃料，實(shí)現(xiàn)了生物油的連續(xù)化生產(chǎn)，具有實(shí)際意義，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。其次，本發(fā)明將生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)化為生物油，提高了生物質(zhì)的綜合利用率和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)能夠減少二氧化碳排放，達(dá)到固碳減排的作用，具有良好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例生物質(zhì)水熱炭化聯(lián)產(chǎn)生物油的工藝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0019]本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)水熱炭化聯(lián)產(chǎn)生物油的工藝，圖1為生物質(zhì)水熱炭化聯(lián)產(chǎn)生物油的工藝示意圖，包括以下步驟:
[0020]將生物質(zhì)原料和水加入混合槽1，攪拌后形成生物質(zhì)懸浮液；
[0021]利用高壓泵2對(duì)所述生物質(zhì)懸浮液加壓，經(jīng)換熱器3換熱后進(jìn)入炭化反應(yīng)釜4進(jìn)行水熱炭化反應(yīng)，得到固體產(chǎn)物和氣液產(chǎn)物；
[0022]將所述固體產(chǎn)物經(jīng)高壓沉降罐6得到焦粉炭，從高壓沉降罐6底部出口外排至生物炭收集器7 ；
[0023]將所述氣液產(chǎn)物由高壓沉降罐6頂部排出進(jìn)入換熱器3，與所述生物質(zhì)懸浮液換熱后流入氣液分離8 ;
[0024]所述氣液產(chǎn)物在氣液分離器8中分為氣相、水液相和油相，所述氣相從氣液分離器頂部的氣相出口 9排出作為加熱炭化反應(yīng)釜4的燃料，油相從氣液分離器的生物油出口10排出得到生物油。
[0025]在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明將形成的氣相從氣液分離器頂部的氣相出口排出作為加熱炭化反應(yīng)釜的燃料，實(shí)現(xiàn)了生物油的連續(xù)化生產(chǎn)，具有實(shí)際意義，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0026]作為優(yōu)選方案，本發(fā)明采用的生物質(zhì)原料的粒度優(yōu)選小于2mm，更優(yōu)選為I?
1.5mm。本發(fā)明對(duì)于所述生物質(zhì)原料的成分并沒有特別要求，可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的生物質(zhì)原料，優(yōu)選為牛糞。在形成生物質(zhì)懸浮液的步驟中，將生物質(zhì)原料和水加入混合槽后充分?jǐn)嚢?，本發(fā)明對(duì)于攪拌速度并沒有特別要求。
[0027]所述水熱炭化反應(yīng)的反應(yīng)溫度優(yōu)選為180?280 °C，更優(yōu)選為220?270°C，更優(yōu)選為265°C ;所述水熱炭化反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為0.5?20h，更優(yōu)選為2?10h，更優(yōu)選為4?8h。作為優(yōu)選方案，優(yōu)選將氣液產(chǎn)物在氣液分離器8中分離得到的氣相在炭化反應(yīng)釜中燃燒，所述氣相在炭化反應(yīng)釜中燃燒升溫至180?280°C，更優(yōu)選為220?270°C，更優(yōu)選為265 °C，在炭化反應(yīng)釜中保溫0.5?20h。所述水熱炭化反應(yīng)形成的固體產(chǎn)物優(yōu)選為粉末狀。
[0028]作為優(yōu)選方案，所述炭化反應(yīng)釜具有底部放料口 ；所述炭化反應(yīng)釜優(yōu)選具有攪拌裝置；所述炭化反應(yīng)釜優(yōu)選為多個(gè)并聯(lián)連接，反應(yīng)和外排交替進(jìn)行，優(yōu)選根據(jù)反應(yīng)時(shí)間合理設(shè)計(jì)數(shù)量，更優(yōu)選為4個(gè)炭化反應(yīng)釜并聯(lián)。
[0029]作為優(yōu)選方案，所述氣液產(chǎn)物由高壓沉降罐6頂部排出進(jìn)入換熱器3的管道中優(yōu)選設(shè)置閥門5，控制氣液產(chǎn)物的流通。
[0030]作為優(yōu)選方案，氣液分離器8中形成的水液相進(jìn)入高壓泵2，或者，所述水液相從氣液分離器的下部出口排出，外排部分經(jīng)濃縮制取葉面肥、融雪劑等。
[0031]作