一种连续水热液化系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种连续水热液化系统和方法，进料系统，包括氮气罐和原料储罐，所述原料储罐周围设置有高频加热装置，所述氮气罐和所述原料储罐彼此连接；所述原料储罐的出口管路上设置有流量计；所述流量计的出口端连接有背压阀；预热系统，反应系统，包括反应器；过滤系统，包括过滤器和过滤板，所述过滤板设置在所述过滤器的内部；和收集系统。本发明专利技术使用高压氮气输送原料，耗能低；通过对原料加热，从而降低原料粘度，增加可泵性；通过使用管式绞龙叶片，防止反应器中颗粒沉积堵塞；过滤器内部过滤板的旋转，使固相产物不易堆积粘连，减少堵塞的可能性。塞的可能性。塞的可能性。

【技术实现步骤摘要】
一种连续水热液化系统和方法


[0001]本专利技术涉及生物质利用的
，更具体地，涉及一种连续水热液化系统和方法。

技术介绍

[0002]水热液化技术是指利用热化学的方法，以水或有机溶液为溶剂，在250
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400℃、7
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23MPa的条件下，将微藻、市政污泥或者秸秆等生物质转化为生物油的过程。水热液化技术具有原料适应性好、转化效率高、成本低的特点，是一项非常具有发展前景的生物质制油技术，相比于传统的热化学方法具有诸多优势。例如，水热液化技术可以直接利用高含水率原料进行反应，降低了干燥原料所需要的能耗；不仅可以将生物质中的脂肪转化为生物油，还可以将纤维素、木质素、半纤维素、蛋白质以及糖类转化为生物油。该技术对于缓解能源危机，提高生物质能利用率具有重要意义。
[0003]近年来，国内外关于水热液化的研究大都以间歇性实验装置为主，距商业应用仍有距离，开发连续水热液化系统及方法对实现连续工业化生产具有重要意义。然而，连续水热液化系统存在高压连续泵送给料、产物连续分离、工艺复杂且造价昂贵等问题。目前，进料泵送系统主要通过液压缸、隔膜泵、柱塞泵或液相色谱泵泵送不同类型的生物质原料，但难以维持高压并且确保进入到反应器中的生物质浆液均匀性。另外，高效、稳定地分离水热液化后的三相产物(液相、固相和气相)，防止物料堵塞，保证设备的连续运行，对形成规模化生产具有重要意义。
[0004]因此，现有技术中亟需一种能够实现连续水热液化的装置及其技术方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种连续水热液化系统和方法。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案。
[0007]一种连续水热液化系统，包括：
[0008]进料系统，包括氮气罐和原料储罐，所述原料储罐周围设置有高频加热装置，所述氮气罐和所述原料储罐彼此连接；所述原料储罐的出口管路上设置有流量计；
[0009]预热系统，包括换热器；所述换热器与所述流量计连接；
[0010]反应系统，包括反应器，所述反应器的前端与所述换热器连接，所述反应器后端设置有爆破阀，所述反应器包括多个直管，相邻的两个直管之间通过弯管连接，所述反应器周围设置有高频加热装置；
[0011]过滤系统，包括过滤器和过滤板，所述过滤板设置在所述过滤器的内部，所述过滤器与所述换热器连接；
[0012]和收集系统，包括降压管道、冷却器、重力分离器、气相收集装置和液相收集装置，所述降压管道的进口与所述过滤器连接，所述降压管道的出口与所述冷却器连接，所述冷却器还与所述重力分离器连接，所述重力分离器的上端与所述气相收集装置连接，所述重
力分离器的下端与所述液相收集装置连接；
[0013]所述气相收集装置包括排气管道和集气设备，所述排气管道的一端与所述重力分离器连接，所述排气管道的另一端与所述集气设备连接，所述排气管道上设置有背压阀；
[0014]所述液相收集装置包括液压缸和液压机，所述液压缸分别与所述重力分离器和液压机连接。
[0015]所述原料储罐与所述流量计之间设置有第一压力
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温度传感器。所述换热器与所述反应器之间设置有第二压力
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温度传感器。
[0016]所述过滤板可绕中心旋转。
[0017]每个所述直管和每个所述弯管内都设置有压力传感器和温度传感器。
[0018]每个所述直管内设置有蛟龙叶片。
[0019]所述过滤器包括所述第一过滤器和所述第二过滤器，所述第一过滤板设置在所述第一过滤器的内部，所述第二过滤板设置在所述第二过滤器的内部。所述第一过滤器和所述第二过滤器的末端通过连接管道相连，连接管道上设置有控制阀，所述连接管道还与收集系统连接。
[0020]所述流量计为齿轮流量计，所述反应器为推流式反应器。
[0021]本专利技术还提出了如下的技术方案。
[0022]一种连续水热液化方法，包括以下步骤：
[0023]S1、检查系统气密性，通水试运行，设定爆破阀的阈值，使系统在设定的温度和压力条件下运行至稳定；
[0024]S2、待系统稳定后，开启阀门，将原料通过氮气罐加压输送进管道，原料先经过换热器，将原料加热至预热设定温度，通过换热器和反应器之间的温度传感器和压力传感器监测预热后原料的温度和管道中的压强；
[0025]S3、原料经换热后通过管道进入反应器，开始水热液化反应，反应器内每个直管和每个弯管中的温度传感器和压力传感器实时监测反应器的温度和压强；
[0026]S4、反应完的产物通过管道流经换热器进行降温，然后输送到过滤器进行产物分离，其中，固相产物无法通过过滤板，停留在过滤器中，非固相产物通过过滤板、阀门，缓慢通过降压管道从而达到降压效果，然后以水作为冷却剂进行冷却，冷却后输送进重力分离器进行气液分离；最后使用液压机压力调节阀调节压力对液相产物收集，气相通过阀门连接到集气设备进行气体收集。
[0027]当监测到反应器压强降低时，可以通过对液压机的调节，使反应器的压强升高并稳定。
[0028]所述反应器中的反应温度为300
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400℃，压强为20
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30MPa。
[0029]所述爆破阀的阈值为35MPa，所述预热设定温度为200℃。
[0030]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：使用高压氮气输送原料，耗能低；通过对原料加热，从而降低原料粘度，增加可泵性；通过使用管式绞龙叶片，防止反应器中颗粒沉积堵塞；过滤器内部过滤板的旋转，使固相产物不易堆积粘连，减少堵塞的可能性。
附图说明
[0031]图1是本专利技术的示意图。
[0032]图2是本专利技术另一实施例的示意图。
[0033]附图标记为：1
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氮气罐，2
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原料储罐，3
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高频加热装置，4
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流量计，5
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换热器，6
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反应器，7
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直管，8
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弯管，9
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爆破阀，10
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过滤器，101
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第一过滤器，102
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第二过滤器，11
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过滤板，111
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第一过滤板，112
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第二过滤板，12
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排气管道，13
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背压阀，14
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气相收集装置，15
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液相收集装置，16
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降压管道，17
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液压缸，18
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重力分离器，19
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冷却器，20
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储渣室，201
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第一储渣室，202
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第二储渣室，21
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第一温度
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压力传感器，22...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续水热液化系统，其特征是，包括：进料系统，包括氮气罐(1)和原料储罐(2)，所述原料储罐(2)周围设置有高频加热装置(3)，所述氮气罐(1)和所述原料储罐(2)彼此连接；所述原料储罐(2)的出口管路上设置有流量计(4)；预热系统，包括换热器(5)；所述换热器(5)与所述流量计(4)连接；反应系统，包括反应器(6)，所述反应器(6)的前端与所述换热器(5)连接，所述反应器(6)后端设置有爆破阀(9)，所述反应器(6)包括多个直管(7)，相邻的两个直管(7)之间通过弯管(8)连接，所述反应器(6)周围设置有高频加热装置(3)；过滤系统，包括过滤器(10)和过滤板(11)，所述过滤板(11)设置在所述过滤器(10)内部，所述过滤器(10)与所述换热器(5)连接；和收集系统，包括降压管道(16)、冷却器(19)、重力分离器(18)、气相收集装置(14)和液相收集装置(15)，所述降压管道(16)的进口与所述过滤器(10)连接，所述降压管道(16)的出口与所述冷却器(19)连接，所述冷却器(19)还与所述重力分离器(18)连接，所述重力分离器(18)的上端与所述气相收集装置(14)连接，所述重力分离器(18)的下端与所述液相收集装置(15)连接；所述气相收集装置(14)包括排气管道(12)和集气设备(23)，所述排气管道(12)的一端与所述重力分离器(18)连接，所述排气管道(12)的另一端与所述集气设备(23)连接，所述排气管道(12)上设置有背压阀(13)；所述液相收集装置(15)包括液压缸(17)和液压机(22)，所述液压缸(17)分别与所述重力分离器(18)和液压机(22)连接。2.根据权利要求1所述的连续水热液化系统，其特征是，所述原料储罐(2)与所述流量计(4)之间设置有第一压力
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温度传感器(21)，所述换热器(5)与所述反应器(6)之间设置有第二压力
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温度传感器(24)。3.根据权利要求1所述的连续水热液化系统，其特征是，所述过滤板(11)可绕中心旋转。4.根据权利要求1所述的连续水热液化系统，其特征是，每个所述直管(7)和每个所述弯管(8)内都设置有压力传感器和温度传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱哲，郭翔宇，王刚，王晓丽，张嘉琪，蔚晓风，王欢，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：