[发明专利]一种连续式水热炭化方法

说明书

本公开内容公开了一种连续式水热炭化方法，包括如下步骤：(1)将生物质原料进行预处理获得生物质固体颗粒，由上料系统输送至装料罐；(2)利用压力控制系统控制所述装料罐和高压水热反应釜的压力，实现将所述上料系统中常压的生物质固体颗粒加入所述高压水热反应釜内，使水热炭化反应连续进行；(3)利用所述高压水热反应釜完成生物质固体颗粒的炭化；(4)将炭化产物进行固液初步分离，获得高温炭化滤液和高水含量炭化物，所述高温炭化滤液返回所述高压水热反应釜继续参与炭化反应；(5)将所述高水含量炭化物进行处理，获得生物质水热炭和炭化废液。本发明提升了炭化效率、降低了炭化能耗，适于广泛的推广应用。

技术领域

本公开内容属于农林废弃物利用技术领域，涉及一种连续式水热炭化方法，特别是涉及一种以生物质固体颗粒为原料的连续式水热炭化方法。

背景技术

中国作为农业大国，每年产生大量的农业类生物质废弃物，此外还有大量的林业生物质废弃物以及市政园林生物质废弃物，如能将其高效应用到工业生产领域将能够有效降低工业生产CO2排放量，同时提升生物质废弃物的使用价值。水热炭化技术是将生物质与水按照一定的比例放置于高压反应釜中，通过对反应釜加热形成亚临界水，生物质在亚临界水中进行水解、脱水、脱羧、缩聚及芳香化反应，制备获得类似于褐煤和烟煤的生物质水热炭。生物质水热炭可以部分替代煤粉应用到钢铁、水泥、化工、环保以及民用领域，减少工业生产CO2排放量，具有广阔的应用范围。

生物质水热炭化所需的亚临界水需要高压条件，对设备要求较高，传统的水热炭化装置多为间歇式反应，造成能耗高、生产效率低等问题。为实现水热炭化连续进行，专利文献CN113122348A公开了一种农林废弃物连续水热炭化催化方法及装置，采用螺旋泵增压实现水热炭化反应的连续进行。专利文献CN107010807A公开了一种水热炭化处理污泥制备燃料的方法，利用高压柱塞泵将污泥注入反应釜内进行水热炭化反应。专利文献CN108129001A公开了一种畜禽粪便连续水热碳化系统及其工艺，采用高压污泥泵将流态的畜禽粪便注入碳化反应釜进行水热炭化反应。以上科学研究都需要对生物质原料进行浆化，形成流态的原料通过高压泵注入到反应容器中，但对于大块状的农林废弃物，市政园林修剪物、食品加工剩余物，难以适用。

因此有必要提供一种以生物质固体颗粒为原料的连续式水热炭化方法，实现块状生物质废弃物水热炭化反应的连续进行，本公开可以提升水热炭化技术对原料的适用范围、提高生产效率、降低炭化能耗、减少污染物排放，推动生物质水热炭化技术的工业化应用，具有广阔的工业应用前景。

发明内容

在下文中将给出关于本公开内容的简要概述，以便提供关于本公开内容某些方面的基本理解。应当理解，此概述并不是关于本公开内容的穷举性概述。它并不是意图确定本公开内容的关键或重要部分，也不是意图限定本公开内容的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种以生物质固体颗粒为原料的连续式水热炭化方法，通过原料预处理系统、上料系统、装料罐、高压水热反应釜、高压过滤系统、热交换系统、连续降压系统、高压脱水系统、废液处理系统、压力控制系统、高压气体、高温废气冷却系统、气水分离系统、烟气净化系统和余热回收系统实现块状生物质固体颗粒连续水热炭化，提升了炭化效率、降低了炭化能耗、降低了污染物的排放量，具有原料适用性强、生产效率高、反应能耗低、污染物排放少的特点，适于工业化应用，具有积极的经济意义和环保意义。

为实现上述目的，本公开采用的技术方案是：