[发明专利]一种制备含水和碳组份固液混合物的炭的方法、装置及应用

权利要求书

1.一种制备含水和碳组份固液混合物的炭的方法，其特征在于，所述方法是：在一层流反应器中，以100～300℃、0.5～7Mpa的条件处理所述固液混合物；所述层流反应器包含至少两个保持段以及至少一个设置在所述保持段下方的转向器，其中：

a.下部转向器中的固液混合物平均流速为1～1,000、10～500或30～200米/分，或比保持段中固液混合物的平均流速快1.5～1000、5～300或20～100倍；

b.保持段中的固液混合物平均流向为向水平面倾斜或基本垂直，以及

c.加压热交换器和反应器中的总停留时间为2个小时以上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下部转向器中的平均流速为1～1000、10～500或30～200米/分，且比保持段中的平均流速快1.5～1000、5～300或20～100倍。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述固液混合物流过向上导向的保持段，再流过在所述下部转向器后的上部转向器，其中尤其是，所述下部转向器中的平均流速比上部转向器中的平均流速快1.1～2、2～5或4～40倍，和/或所述下部转向器后的上行管中的流速比下部转向器前一个下行管中的流速快1.1～40或2～5倍。

4.根据权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于，下降保持段中的平均流速为0.01～20、0.05～10或0.1～3米/分。

5.一种制备含水和碳组份固液混合物的炭的装置，其特征在于，所述装置以100～300℃、0.5～7Mpa的条件处理所述固液混合物，所述装置包括一增压的反应器系统，所述反应器系统包括至少一个反应器，所述反应器由至少两个不同的管段构成，其中：

a.使固液混合物的平均流向向上转换的一第二管段与一第一管段直接连接，一第三管段与所述第二管段连接；至少一个反应器单元的一第一和第三管段向水平面倾斜或垂直；并且

b.所述第一管段的横截面比所述第二管段的一横截面大至少50％，并且所述第三管段的横截面比所述第二管段的一横截面大至少10％。

6.一种制备含水和碳组份固液混合物的炭的方法，其特征在于，所述方法是：在一层流反应器中，以100～300℃、0.5～7Mpa的条件处理所述固液混合物；所述层流反应器包括至少两个反应器单元，所述反应器单元包括至少一个保持段以及至少一个设置在所述保持段下方的转向器，其中：

a.起始物质经两个相互不同的反应器引导至反应混合物中，所述起始物质含有1～50%或15～99%重量百分比的固体含量，

b.下部转向器中固液混合物的平均流速比保持段中固液混合物的平均流速至少大50％，并且在后一个反应器单元的管段中固液混合物的平均流速比相应前一个反应器单元的管段中固液混合物的平均流速至少大10％，

c.保持段中固液混合物的平均流向向水平面倾斜或基本垂直。

7.一种制备含水和碳组份固液混合物的炭的装置，其特征在于，所述装置以100～300℃、0.5～7Mpa的条件处理所述固液混合物，所述装置包括：

一增压的反应器系统，所述增压的反应器系统包括至少两个反应器单元，所述反应器单元由至少三个不同的管段构成；以及

两个用于起始材料的进料装置，所述起始材料的固体含量分别为1～50％或15～99％重量百分比，彼此不同于分配至另一个反应器单元的起始材料的固体含量；其中：

a.向上转换固液混合物的平均流向的一第二管段与一第一管段直接连接，一第三管段与所述第二管段连接，至少一个反应器单元的所述第一和第三管段向水平面倾斜或垂直；

b.所述第一管段的横截面比所述第二管段的一横截面大至少50％。

8.一种制备含水和碳组份固液混合物的炭的方法，其特征在于，所述方法是：在一层流反应器中，以100～300℃、0.5～7Mpa的条件处理所述固液混合物；所述层流反应器包含至少两个反应器单元，所述反应器单元包括至少一个保持段以及至少一个设置在所述保持段下方的转向器，其中：

a.下部转向器中固液混合物的平均流速比保持段中固液混合物的平均流速至少大50％，并且在后一个反应器单元的管段中固液混合物的平均流速比相应前一个反应器单元的管段中固液混合物的平均流速至少大10％；

b.保持段中固液混合物的平均流向向水平面倾斜或基本垂直。