[发明专利]一种连续式水热炭化装置

说明书

本公开内容公开了一种连续式生物质水热炭化装置，包括装料罐、高压反应釜以及高压缓冲罐‑I，所述装料罐的顶部有进料口，所述装料罐的底部有下料口，所述下料口与高压反应釜顶部连接，所述高压缓冲罐‑I与所述高压反应釜底部连接，所述高压反应釜与所述高压缓冲罐‑I之间安装高温废液循环管道，所述高压缓冲罐‑I内部安装有固液分离装置，水热炭化产物通过所述高压反应釜的底部进入所述固液分离装置，所述固液分离装置对水热炭化产物进行固液分离，分离得到的高温炭化废液通过所述高温废液循环管道进入所述高压反应釜。本公开的装置可以实现生物质连续水热炭化，使水热炭化的生产效率大幅度提升，具有广阔的工业应用前景。

技术领域

本公开内容属于生物质水热炭化设备领域，涉及一种连续式生物质水热炭化装置。

背景技术

生物质炭化技术根据加热方式的不同可以分为两种，一种是热解炭化，是在较高温度(＞350℃)和隔绝空气条件下将生物质慢速加热脱除挥发水分的过程，得到的产物叫生物质热解炭；另外一种是水热炭化，是以水为反应介质，将密闭反应器内的生物质和水在较低温度(180-350℃)条件下进行炭化反应的过程，反应的压力为自生饱和蒸气压，得到的产物称之为生物质水热炭。热解炭化的反应过程需要隔绝空气，反应过程需要较高的温度和较长的时间，制备获得的热解炭产率低、灰分高；水热炭化的反应介质为亚临界水，反应过程需要较低的温度和较短的时间，制备获得的生物质水热炭具有产率高、灰分和碱金属有害元素低和发热值高的特点；热解炭化需要首先将生物质原料进行烘干，烘干过程需要消耗大量的能量，造成热解炭化工艺能耗高。生物质在亚临界水中进行水热炭化不需要对样品进行烘干，水分以液态的形式被脱除，具有能耗低的特点。生物质水热炭化是实现高水分、高碱金属含量、低能量密度生物质资源高效应用的关键。

水热炭化过程以亚临界水为介质，反应过程需要在密闭的高压容器内进行，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、生产的生物质水热炭产品价格昂贵等问题。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公开了一种利用畜禽粪便作为原料连续水热碳化系统及其工艺，采用高压污泥泵将流态化的畜禽粪便注入碳化反应釜进行水热炭化反应。以上采用高压柱塞泵和高压污泥泵实现水热炭化反应的方法和装置只能处理污泥、畜禽粪便等易流动的原料，对于来源更广、品质更好的农林类木质生物质原料难以适用。因此有必要设计一种连续式生物质水热炭化装置，实现对各种生物质原料的连续水热炭化是实现我国产量巨大农林类生物质资源高效应用的有效途径。

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。

本公开目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种连续式生物质水热炭化装置，以解决现有技术的上述以及其他潜在问题，本公开设计新颖，结构合理，对生物质原料的适用性强，反应效率高，系统能耗低，水热炭产品质量好，污染物排放少，具有广阔的工业应用前景。

为了实现上述目的，本公开通过如下技术方案来实现：

根据本公开内容的一方面提供一种连续式生物质水热炭化装置，包括装料罐(1)、高压反应釜(2)以及高压缓冲罐-I(3)，所述装料罐(1)的顶部有进料口，所述装料罐(1)的底部有下料口，所述下料口与高压反应釜(2)顶部连接，所述高压缓冲罐-I(3)与所述高压反应釜(2)底部连接，所述高压反应釜(2)与所述高压缓冲罐-I(3)之间安装高温废液循环管道(14)，所述高压缓冲罐-I(3)内部安装有固液分离装置(17)，水热炭化产物通过所述高压反应釜(2)的底部进入所述固液分离装置(17)，所述固液分离装置(17)对水热炭化产物进行固液分离，分离得到的高温炭化废液通过所述高温废液循环管道(14)进入所述高压反应釜(2)。