一种用于气化湿生物质的方法。该方法包括在22.1MPa-35MPa的压力加热湿生物质。通过与第一加热流体热交换来将该湿生物质从至多T1的温度加热到至少T2的温度。将该气化产物进一步加热。将该进一步加热的气化产物用作第一加热流体，通过其将该进一步加热的气化产物从至少T3的温度冷却到至多T4的温度。温度T1、T2、T3和T4可以使用某些数学式来计算。还请求保护一种用于气化湿生物质的反应装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于气化湿生物质的方法。该方法包括在22.1MPa-35MPa的压力加热湿生物质。通过与第一加热流体热交换来将该湿生物质从至多T1的温度加热到至少T2的温度。将该气化产物进一步加热。将该进一步加热的气化产物用作第一加热流体，通过其将该进一步加热的气化产物从至少T3的温度冷却到至多T4的温度。温度T1、T2、T3和T4可以使用某些数学式来计算。还请求保护一种用于气化湿生物质的反应装置。【专利说明】用于气化湿生物质的方法和反应装置本专利技术涉及一种用于气化湿生物质的方法。本专利技术还涉及用于气化湿生物质的反应装置。湿生物质(例如来自于发酵设施和畜粪的残留物)可大量使用，并且需要处置。它包含有机材料，该材料可以在高温气化反应中转化成甲烷和富氢气体。甲烷和氢气都是有价值的燃料。在这种方式中，湿生物质原则上可以是环境友好的和可持续能源，其不会导致大气中温室气体的累积。除了有机材料外，湿生物质还包含矿物和其他无机材料，例如沙子和水。水可以大量存在。超临界水是许多有机材料的良溶剂，并且是矿物和其他无机材料的不良溶剂。因此，已经建议在水作为超临界水存在于反应混合物中的条件下进行湿生物质的气化。这些条件包括温度高于水的临界温度，即373.946°C，和压力高于水的临界压力，即22.064MPa(220.64bar)。在 E Dinjus 和 A Kruse,“Hot compressed water-a suitable and sustainablesolvent and reaction medium”(J.Phys.:Condens.Matterl6 (2004)，第 1161-1169 页)中，作者在标题“Gasification in supercritical water”下公开了一种气化湿生物质的方法，该方法包括在气化反应器中通过与作为加热流体的废气热交换来加热湿生物质。能量有效运行是这种高温气化方法的一个重要特征。令人期望的是改进在超临界水存在下的气化的能量效率。已经发现，在超临界水存在下的气化的能量效率，可以通过进一步加热从气化中抽出的流体气化产物,和通过与该进一步加热的流体气化产物热交换来加热湿生物质,从而得到改进。该流体气化产物可以使 用来自于外部能源的能量来进一步加热。本专利技术提供一种气化湿生物质的方法，该方法包括-在22.lMPa-35MPa (绝对)的压力Pp，通过与第一加热流体热交换来将湿生物质从至多T1的温度加热到至少T2的温度，通过该加热获得流体气化产物，-进一步加热该流体气化产物，和-使用该进一步加热的流体气化产物作为该第一加热流体，通过该使用，将该进一步加热的流体气化产物在22.lMPa-35MPa (绝对)的压力Ps从至少T3的温度冷却到至多T4的温度，其中T1、T2、T3和T4是单位为。C的温度，其可以使用以下数学式来计算?\=3.2ΧΡρ+301.6，Τ2=3.8ΧΡρ+292.4，Τ3=3.8XPs+292.4，和Τ4=3.2XPS+301.6，其中Pp和Ps分别表示压力Pp和Ps，单位是MPa。在一个优选的实施方案中，进一步加热该流体气化产物包括与第二加热流体热交换。本专利技术还提供一种用于气化湿生物质的反应装置，该反应装置包括-反应器，其包括反应管和加热装置，其中-该反应管经配置来流体连接到湿生物质源上，该湿生物质源具有22.1MPa-35MPa (绝对)的压力Pp,和-该加热装置经配置，通过与第一加热流体热交换来加热该反应管和该湿生物质(当存在于反应管中时)，以将该湿生物质从至多T1的温度加热到至少T2的温度，和-加热器，该加热器流体连接到该反应管上和连接到该加热装置上，并且该加热器经配置来接收流体气化产物，以使用来自能源的能量进一步加热该流体气化产物，和将压力Ps为22.lMPa-35MPa(绝对)的该进一步加热的流体气化产物供给到该加热装置中，用作该第一加热流体，通过该使用，将该进一步加热的流体气化产物从至少T3的温度冷却到至多T4的温度，其中1\、T2、T3和T4是单位为。C的温度，其可以使用以下数学式来计算?\=3.2ΧΡρ+301.6，Τ2=3.8ΧΡρ+292.4，Τ3=3.8XPs+292.4，和Τ4=3.2XPs+301.6,其中Pp和Ps分别表示压力Pp和Ps，单位是MPa。在一个优选的实施方案中，该加热器是热交换器，该热交换器流体连接到该反应管、连接到该加热装置和连接到第二加热流体源，和该热交换器经配置来接收来自该反应管的流体气化产物，通过与该第二加热流体热交换来进一步加热该流体气化产物，和将该进一步加热的流体气化产物供给到该加热装置中，用作该第一加热流体。因此，根据本专利技术，能量可以从能源提供，例如来自于发电厂的电能或者来自于燃烧过程的热，通过进一步加热流体气化产物和使用该进一步加热的气化产物作为热源来提供到气化方法，用于将湿生物质加热到高于亚临界水变成超临界水的温度。从能源提供的热可以占气化方法所需净热的至少一部分。本专利技术提供一种相对于已知方法的能量效率的出人意料的改进，其中能量从能源直接供给到湿生物质，来将湿生物质加热到高于亚临界水变成超临界水的温度。不希望受限于理论，该改进包括了改进的热集成，这可以如下来解释。处于或高于临界压力的压力，处于或者接近临界温度时水的热容量明显高于温度远离该临界温度时。因此，在接近水的临界温度的温度范围加热湿生物质，与在远离该临界温度的类似宽度的温度范围加热相比，需要明显更多的热。反之亦然:在接近水的临界温度的温度范围冷却，与在远离该临界温度的类似宽度的温度范围冷却相比，释放更多的热。通过施加根据本专利技术的热集成，将当冷却包含超临界水的气化产物时在接近临界温度所释放的相当大量的热用于满足当加热湿生物质时在接近临界温度相当大的热需求。不使用本专利技术时，从能源提供的热会明显大于气化方法的净热需求，这是因为相当大量的热会聚集在包含超临界水的气化产物中，该相当大量的热会难以以有效方式用于气化方法中。 在水的临界压力，水的热容量至多时所处的温度大致等于水的临界温度。已经发现，热容量至多时的温度某种程度上取决于占优的压力，意即当压力较高时，该至多值倾向于向较高的温度移动。另外，当压力较高时，热容量比温度曲线的峰变得更宽。热容量至多时的温度与相关压力范围内的压力紧密地符合线性关系。因此，根据本专利技术，温度TpTyT3和T4根据这里规定的数学式，依靠占优的压力Pp和Ps来选择。图1提供了用于本专利技术的气化湿生物质的反应装置和方法的一个实施方案的概图。图2提供了用于本专利技术的气化方法的一个实施方案中的供料系统的一部分的示意图。图3提供了适用于本专利技术的气化方法的一个实施方案中的反应器的示意图。图4显示了在反应管中具有返混和基本上没有返混的反应管的长度上，反应管和加热流体的温度曲线。在全部附图中，相同的对象具有相同的附图标记。作为本专利文献中所用的，超临界水是高于它的临界温度和高于它的临界压力的水，亚临界水是低于它的临界温度和高于它的临界压力的水。通常已知的是，水的临界温度是 373.946°C和它的临界压力是 220.64bar (22.064MPa)，参见 W.Wagner 和 A.Pruss,“The IAPffS For本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于气化湿生物质的方法，该方法包括‑在22.1MPa‑35MPa(绝对)的压力Pp，通过与第一加热流体热交换来将湿生物质从至多T1的温度加热到至少T2的温度，通过该加热获得流体气化产物，‑进一步加热该流体气化产物，和‑使用该进一步加热的流体气化产物作为该第一加热流体，通过该使用，将该进一步加热的流体气化产物在22.1MPa‑35MPa(绝对)的压力Ps从至少T3的温度冷却到至多T4的温度，其中T1、T2、T3和T4是单位为℃的温度，其可以使用以下数学式来计算T1=3.2×Pp+301.6，T2=3.8×Pp+292.4，T3=3.8×Ps+292.4，和T4=3.2×Ps+301.6，其中Pp和Ps分别表示压力Pp和Ps，单位是MPa。
【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：J·哈林克，K·G·斯米特，
申请(专利权)人：根索斯控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
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