生物质处理方法和设备技术

本发明专利技术涉及生物质处理方法和设备。提供了包括以下步骤的生物质处理方法：步骤A，将生物质转化为碳质固体的热化学处理，该转化涉及在水存在下在150℃至300℃的处理温度以及10atm至50atm的处理压力下处理生物质0.5

【技术实现步骤摘要】
生物质处理方法和设备


[0001]本专利技术涉及用于处理生物质以及特别地适合于处理生物质的方法和设备。
[0002]本专利技术特别涉及允许与污水污泥的水热碳化相结合生产可用于能量生产的产品的方法和设备。

技术介绍

[0003]污水污泥的水热碳化方法目前呈现出一些未解决的问题。
[0004]事实上，该方法导致产生强烈有气味的气体，其如果释放到大气中会引起嗅觉不适。
[0005]另一方面，旨在减少有气味的组分的这些气体的处理由于有气味的分子的尺寸小以及随之导致的可用于一般减少气体中存在的污染颗粒的过滤系统的无效性而在技术上是复杂的，并因此是昂贵的。
[0006]此外，这些气体通常包括对健康有害并且尤其是潜在致癌的颗粒。
[0007]这些有气味的物质通常是硫化合物，氧化化合物，诸如醇、醛、酮、酸和酯，或芳族化合物，萜烯，卤化化合物以及饱和和不饱和烃。这些化合物中的一些(包括氯氟烃(CFC))以痕量通过全球变暖、臭氧消耗和光化学臭氧形成影响环境。
[0008]所述气体中所含的其他物质可能是二硫化碳和甲苯，它们可引起对人类的毒性。
[0009]出于此原因，强烈感到有必要以简单且有效的方式处理这些气体，以减少它们的有气味的组分和对健康和环境有害的污染排放。
[0010]与该方法相关的另外问题在于所产生的气态部分的化学组成的不确定性，因此，当气体中存在污染颗粒或分子时，将其释放到大气中是潜在有害的，即对健康和/或环境有害。

技术实现思路

[0011]因此，本专利技术潜在的问题是允许减少环境影响和用于处理生物质的能量的问题。因此，根据本专利技术的生物质处理方法和设备的任务是解决这个问题。
[0012]在此上下文中，本专利技术的目的是提出用于处理生物质的方法和设备，其允许减少处理工艺废产物诸如气体或液体的需要。
[0013]本专利技术的另一目的是提供用于处理生物质的方法和设备，其允许避免通常由生物质的水热碳化产生的有气味的和/或污染的分子扩散到大气中。
[0014]本专利技术的又另一目的是提出用于处理生物质的方法和设备，其允许从气态部分中消除上述有气味的和污染的分子。
[0015]本专利技术的另外目的是提供用于处理生物质的方法和设备，其允许实现从处理过的污泥中回收能量。
[0016]本专利技术的另一目的是提出用于处理生物质的方法和设备，其允许获得可用于能量生产的产品。
[0017]本专利技术的另外目的是提供用于处理生物质的方法和设备，其允许相对于传统的污水污泥处理方法改善能量平衡。
[0018]本专利技术的另一目的是使可获得用于处理生物质的方法和设备，其允许实施循环能量经济，其中步骤或阶段的废产物可以用作不同步骤或不同阶段的原材料。该目标以及将在下面更充分地显现的这些和其他目的通过根据所附独立权利要求的用于处理生物质的方法和设备来实现。
[0019]根据本专利技术的用于处理生物质的方法和设备的详细特征在从属权利要求中指出。
[0020]本专利技术的另外特征和优点将从根据本专利技术的用于处理生物质的方法和设备的优选但非排他性实施方式的描述中更充分地显现，在下面列出的附图中通过非限制性实例的方式说明。
附图说明
[0021]‑
图1示出了用于处理生物质的设备的示意图；
[0022]‑
图2示出了涉及进料装置的用于处理生物质的设备的细节的示意图；
[0023]‑
图3示出了涉及热化学分解装置的用于处理生物质的设备的细节的简化图。
具体实施方式
[0024]特别参考上述附图，用于处理生物质的设备整体由10表示，其根据本专利技术进行一种方法，该方法包括：
[0025]‑
步骤A，将可包括污水污泥的生物质转化为碳质固体的热化学处理，其中该转化涉及在水存在下，在150℃与300℃之间的处理温度下以及在10atm与50atm之间的处理压力下处理该生物质，其中附属产生处理气体，该处理气体包括蒸汽、二氧化碳、氮和硫化合物以及痕量的一氧化碳和轻质芳族烃以及污染和有气味的组分；
[0026]‑
步骤B，将所述处理气体与包含氧化合物(氧组分)的辅助气体混合以获得工作气体；
[0027]‑
步骤C，在由所述工作气体组成的气氛中热化学分解所述碳质固体，其中该热化学分解适合于获得可燃的合成气，该合成气主要包括一氧化碳、分子氢、甲烷和二氧化碳。
[0028]步骤A的转化可持续几分钟至几小时，诸如例如约30分钟至8小时。
[0029]污染和有气味的组分可以包括以下的一种或多种：
[0030]‑
硫化合物；
[0031]‑
氧化化合物，诸如醇、醛、酮、酸和酯；
[0032]‑
芳族化合物；
[0033]‑
萜烯；
[0034]‑
卤化化合物；
[0035]‑
饱和和不饱和烃；
[0036]‑
氯氟烃(CFC)；
[0037]‑
二硫化碳；
[0038]‑
甲苯。
[0039]根据本专利技术，工作气体决定了在热化学分解中处于亚化学计量的量的氧供应。
[0040]此外，根据本专利技术，所述污染和有气味的组分在步骤C中被分解。
[0041]换言之，本专利技术设想使用处理气体，即在生物质的热化学转化处理的步骤A中产生的气体，以在所述碳质固体的热化学分解步骤C中产生合成气。
[0042]以这种方式，不仅步骤A中产生的处理气体中所含的污染和有气味的组分在不需要如传统方法中的特定纯化和/或过滤操作下就被分解，而且处理气体本身也被用作步骤C中的原材料以产生可用作能量生产过程中的燃料的合成气。
[0043]根据本专利技术的方面，步骤A中产生的源自生物质的碳质固体也用作步骤C中的原材料，在包含步骤A中产生的相同处理气体的气氛中进行处理以获得上述合成气，获得高工艺协同作用。
[0044]根据本专利技术，所述热化学分解包括以下或由以下组成：
[0045]‑
所述碳质固体的气化操作；
[0046]‑
所述碳质固体的热解操作；
[0047]‑
所述碳质固体的热解气化操作；
[0048]‑
所述碳质固体的燃烧操作。
[0049]‑
所述碳质固体的氧气和/或蒸汽燃烧和/或气化操作。
[0050]根据本专利技术，步骤C的所述热化学分解中的氧供应可以借助于提供调节所述处理气体和所述辅助气体在所述工作气体中的相对量的第一调节操作和/或通过所述工作气体在所述热化学分解中的流速的第二调节操作来确定。
[0051]换言之，可以通过调节混合以形成所述工作气体的处理气体和辅助气体的相对量以及通过调节所述工作气体的流速两者来调节所述氧供应。
[0052]根据本专利技术的生物质处理方法可以包括产生电能和/或热能的步骤D，其中所述合成气用作燃料。
[0053]根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于生物质处理的方法，所述方法包括：
‑
步骤A，将包括所述污水污泥的生物质转化为碳质固体的热化学处理，其中所述转化提供在水存在下在包括在150℃与300℃之间的处理温度下以及在包括在10atm与50atm之间的处理压力下处理所述生物质优选地例如包括在30分钟与8小时之间的时间，其中附属产生处理气体，所述处理气体包括蒸汽、二氧化碳、氮和硫化合物以及痕量的一氧化碳和轻质芳族烃以及污染和有气味的组分；
‑
步骤B，将所述处理气体与包含氧化合物的辅助气体混合以获得工作气体；
‑
步骤C，在由所述工作气体组成的气氛中热化学分解碳质固体，其中所述热化学分解适于获得可燃的合成气，所述合成气主要包括一氧化碳、分子氢、甲烷和二氧化碳；其中所述工作气体决定了在所述热化学分解中处于亚化学计量数量的氧供应；其中所述污染和有气味的组分在所述步骤C中被分解。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述热化学分解包括以下或由以下组成：
‑
所述碳质固体的气化操作；
‑
所述碳质固体的热解操作；
‑
所述碳质固体的热解气化操作；
‑
所述碳质固体的燃烧操作；
‑
所述碳质固体的氧气和/或蒸汽燃烧和/或气化操作。3.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述热化学分解中的所述氧供应借助于提供调节所述处理气体和所述辅助气体在所述工作气体中的相对量的第一调节操作和/或通过调节所述工作气体在所述热化学分解中的流速的第二操作来确定。4.根据前述权利要求之一所述的方法，包括用于生产电能和/或热能的步骤D，其中所述合成气用作燃料；所述电能和/或热能的至少一部分用于所述步骤A和/或所述步骤C中。5.根据前述权利要求之一所述的方法，包括：
‑
步骤E，所述步骤E通过洗涤在所述步骤C中产生的合成气提供过滤以获得包含烃的废液；
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步骤F，在所述步骤A的热化学处理之前将所述废液添加到所述生物质中。6.被配置为进行根据前述权利要求之一所述的方法的生物质处理设备，其中，所述设备包括：
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热化学处理装置(11)，被配置为进行所述步骤A以从所述生物质中获得所述碳质固体和所述处理气体；
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热化学分解装置(12)，与所述热化学处理装置(11)连接以接收所述碳质固体和所述处理气体并且被配置为进行所述步骤C以获得所述合成气；
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进料装置，被配置为将所述处理气体和所述辅助气体进料到所述热化学分解装置(12)中以确定由所述处理气体和所述辅助气体递送的在所述热化学分解装置(12)中的氧供应，所述氧供应在所述热化学分解中处于亚化学计量数量。7.根据前一权利要求所述的设备，其中，所述进料装置包括混合单元，所述混合单元包括出口和两个入口...

【专利技术属性】
技术研发人员：达妮埃莱，
申请(专利权)人：HBI责任有限公司，
类型：发明
国别省市：