固液混合物处理方法和设备技术

本发明专利技术是有关于一种对水和含碳成分的固液混合物进行处理并生产各种材料或燃料、腐殖质、各种梅拉德或类似反应产物（在超过１００ｏＣ的温度和超过５巴的压力下对固体／液体混合物进行处理）的方法和设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是有关于一种对水和含碳成分的固液混合物进行处理并生产各种材料或燃料、腐殖质、各种梅拉德或类似反应产物(在超过100°C的温度和超过5巴的压力下对固体/液体混合物进行处理)的方法和设备。
技术介绍
1913年，弗里德里希·柏吉斯在其博士后论文《在化学工艺中高压的使用及煤生成过程的复制》中首次提出了不使用催化剂，在实验室反应器中通过排出空气，在大约340°C之间，利用木材或纤维素生产煤的方法。在元素分析中测得的碳含量通常高于 70%。柏吉斯在这个工艺中对纤维素发热反应的计算于2006年7月被波茨坦Max Planck 胶质和界面研究所的Markus Antonietti教授基本确认，Markus Antonietti教授将这一被命名为“热水碳化”、实验室规模的方法公布于世。在这个过程中，生物质被放在一个压力10巴、温度180度的实验室高压锅内半天， 将其转化为类碳物质或其预产品和水。使用湿润的生物质通过生产燃料进行能源回收符合长期期待的方式一致，但是迄今为止因为其效率低下，这种方法一直受限。由于燃烧化石载体造成的二氧化碳排放被认为是气候变化的主要原因。例如，在DE 19723510中，提出了一种用于处理生物剩余物质的装置，其包含一个圆柱形反应器，将食品垃圾和类似的物质放入其中进行温度压力水解或热压力水解。此反应器为环流反应器，设计有可加热外罩表面。使用一个泵在反应器内部产生水流确保悬浮液充分混合。
技术实现思路
本专利技术的目的在于研发各种方法和设备，从固液混合物经济并高效地(尤其是以工业规模)生产各种燃料、腐殖质、含碳的物质以及梅拉德或类梅拉德反应产品。根据该专利技术，通过独立的专利主张目标实现该目的。通过非独立专利主张完成对该专利技术的进一步优势开发。采用对水和含碳成分进行水解、处理(在超过100°C的温度和超过5巴的压力下， 在反应器中对固体/液体混合物进行处理，时间至少1小时)以生产各种物质或燃料、腐殖质、梅拉德或类梅拉德反应产品的方式实现这一目标。根据该专利技术，不能抽吸的喂料通过第一根喂料输送带被喂入至少一台反应器，而可抽吸的已加热喂料以同步或间隔方式被喂入至少一台反应器。因此，在该专利技术的一项优选实施例中规定，固体含量为25-97%的不可抽吸喂料通过第一个根喂料带被输送入反应器，与其平行或分开的，固体含量为3%-50%的可抽吸、 已加热喂料通过第二根喂料带被喂入。不可抽吸和可抽吸喂料的物料通过比例最好为 1:20-10:1。在该专利技术的一项进一步优选实施例中规定，来自第一根喂料带的不可抽吸喂料在高于工艺水蒸气压力的压力下被输入反应器。将来自第一根喂料带的不可抽吸喂料在高于工艺水蒸气压力的压力下输入反应器的输送设备最好是一台注射器、双螺杆挤出机、一台偏心螺杆泵、一台活塞泵、一台螺杆容积泵，它们分别配有或未配压缩机螺杆或双螺杆压缩机。在该专利技术的一项优选实施例中进一步规定，来自第一根喂料带的不可抽吸喂料以低于工艺水蒸气的压力被送入反应器，并与来自第二根喂料带的可抽吸喂料叠加。提供和供应的给料的物料通过比例最好为1 20至10 1、或1 5至1 1。根据该专利技术，在此方法中最好使用更多的喂料带。此专利技术的方法还包括使用其他一些普通设备，如储存容器、粉碎设备、混合器皿、 定量给料设备、培养器皿、输送设备、工艺水器皿、管线、热交换器或反应器。在该专利技术的一项进一步优选实施例中规定，输送第二根输送带上固液混合物的泵设计用于含量至少为5%-10%或10%-25%的固体。比方说，输送第二根输送带上固液混合物的泵可以是偏心螺杆泵、螺杆容积泵或活塞泵。通过水解水和含碳成分的固液混合物中的含碳成分、喂入反应器并在高于 100° C的温度和高于5巴的压力下处理固液混合物和/或生产各种物质或燃料、腐殖质、 梅拉德或类似反应产物，也实现了这一目标。根据此专利技术，固液混合物因此流经一台热交换器进行加热，该热交换器管轴和水平面的角度大约10度。当其通过喂料设备时，固液混合物的粘度因此降低，并降低至工艺结束时喂料粘度的至少四分之三。在该专利技术的一项优选实施例中规定，固液混合物流经一台热交换器进行加热，并通过至少60%的基本垂直管件。固液混合物固体含量介于3%-35%或35%-60%，且/或最好由一台泵吸入热交换器。输送固液混合物的泵和/或反压力泵可设计用于固体含量至少为 5%-10%或10%-25%，且/或可以是偏心螺杆泵、螺杆容积泵或活塞泵。通过一台在高于100° C的温度和高于5巴的压力下处理水和含碳成分固液混合物的设备进一步实现了这一目标，该设备包括一台反应器和一台喂料设备。根据该专利技术，喂料设备包括一台输送固体含量至少为10%或至少为15质量百分比固液混合物的泵或一台热交换器，该热交换器管轴和水平面的角度大约10度。采用另一种方式，该目标进一步通过一台在高于100° C的温度和高于5巴的压力下处理水和含碳成分固液混合物的设备进一步得到了实现，该设备包括一台反应器和一台水解设备。根据该专利技术，水解设备包括一台输送固体含量至少为10%或至少为15质量百分比固液混合物的泵或一台热交换器，该热交换器管轴和水平面的角度大约10度。水解设备可包括一台反压力泵。根据该专利技术，在这些设备的一项优选实施例中规定，泵为一台偏心螺杆泵或活塞泵。因此该泵最好设计可承受10-130巴的压力。根据该专利技术，在设备的一项进一步优选实施例中规定，热交换器包括至少60%的垂直管件。热交换器可进一步设计用于流过固体含量为3-50%、主要含生物质包括木材纤维素和/或含淀粉物质的固液混合物。热交换器最好设计可承受60-300° C的温度，其中至少有一个模块或单元可承受200-300° C的温度和/或10-120巴的压力，至少有一个模块或单元可承受60-120巴的压力。在该专利技术的一项优选实施例中，热交换器或至少一个模块或单元设计可承受最高250° C的温度。根据该专利技术，在设备的一项进一步优选实施例中规定，热交换器上接触媒质的管道采用耐热、耐腐蚀且防水的材料，如包镀金属、贵金属、陶瓷材料或搪瓷。因此热交换器上接触媒质的管道最好采用耐腐蚀材质和/或不锈钢，如奥氏体钢或提高铬和钼含量的第6、 7、8组钢材，或采用双炼钢或铜镍合金、高钼含量的镍合金或钛。根据该专利技术，在设备的一项进一步优选实施例中，热交换器是一个带调温系统的管道反应器、一个双管道热交换器、一束管道或一个盘式热交换器或这些设备的组合。热交换器最好含数个类似的单元且/或有模块化的结构，热交换器的类似单元在其中互相相邻放置。根据该专利技术，在设备的一项进一步优选实施例中，管道反应器的调温系统有一个双壁，热能量载体媒质流经管道反应器双壁中间的空间。因此，热能量载体媒质最好是热油、水蒸气或工艺水，热交换器可以设计用于不同的热能量载体媒质且/或热能量载体媒质的目标温度为60- 350°C0热交换器最好含不同的模块、单元或部件。采用另一种方式，该目标进一步通过一台在高于100° C的温度和高于5巴的压力下处理水和含碳成分固液混合物的设备进一步得到了实现，该设备含一台反应器和一台喂料设备和/或一台水解设备，其中喂料设备和/或水解设备包括下列装置一台输送固体含量至少为10%-15%固液混合物的泵和/或一台热交换器，在该热交换器中，管轴与本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　一种用来从水和含碳成分的固体／液体混合物水解和／或生产各种材料或燃料、腐殖质、各种梅拉德或类似反应产物的方法，其中在超过１００ｏＣ的温度和超过５巴的压力下对固体／液体混合物进行处理，其特征在于：不可抽吸的起始物质通过第一根传送带被输送至反应器中，与其平行或分开的，可抽吸的已加热起始物质通过第二根传送带被输送至至少第一个反应器中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：多明尼克·佩攸斯，
申请(专利权)人：安塔克私人有限公司转安塔克有限公司，
类型：发明
国别省市：SG