[发明专利]用于对木质纤维素生物质进行水热预处理的方法和装置

权利要求书

1.用于对木质纤维生物质进行水热预处理的设备，所述设备包括：

大致立式的反应器容器，所述反应器容器适合于加压至4与23巴之间并且具有位于其上部的生物质入口、位于其下部的生物质出口和一个或多个蒸汽入口，以及

上部限制器构件和下部限制器构件，所述限制器构件位于所述反应器容器的下部和可在缩回位置与接合位置之间移动，在所述缩回位置中所述限制器构件不堵塞生物质经过所述容器的通路，在所述接合位置中所述限制器构件通过横跨所述反应器容器的截面形成物理障碍物来堵塞生物质的所述通路。

2.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括大致立式的生物质入口闸容器，所述生物质入口闸容器位于所述大致立式的反应器容器上方，并且其中所述生物质入口包括入口阀。

3.根据权利要求2所述的设备，其中所述生物质入口闸容器与生物质进料输入传送器连通。

4.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括大致立式的生物质出口闸容器，所述生物质出口闸容器位于所述大致立式的反应器容器下方，并且其中所述生物质出口包括出口阀。

5.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括用于注入加压热水的构件，所述构件位于所述反应器容器的上部。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述上部限制器构件和下部限制器构件以及它们的驱动机构位于可容易移除的附加容器内，所述附加容器适合于加压至4与23巴之间。

7.用于对木质纤维生物质进行水热预处理的方法，所述方法包括以下步骤：

经过位于大致立式的加压反应器容器的上部的入口引入生物质进料，在所述反应器容器中蒸汽压力维持在4与23巴之间以便将温度维持在150-220℃之间的水平，并且所述反应器容器以这种方式在其下部装配有上部限制器构件和下部限制器构件，所述方式使得进入的进料落在先前引入的生物质柱的顶部上，所述生物质柱由所述上部限制器构件支撑在所述反应器内，接着

缩回所述上部限制器构件以使所述生物质柱向下降落以由所述下部限制器构件支撑，接着

穿过所述生物质柱再插入所述上部限制器构件以便将所述生物质柱支撑在所述上部限制器构件上方，接着

缩回所述下部限制器构件以使由所述下部限制器构件支撑的一定量的生物质向下降落至位于所述反应器容器的下部的出口。

8.根据权利要求7所述的方法，所述方法经实践以便实现预处理生物质的进料输入和输出的稳定状态。

9.根据权利要求7所述的方法，其中通过包括以下步骤的方法将生物质引入所述加压反应器容器中：

将生物质进料引入位于大致立式的加压反应器容器上方的大致立式的闸容器中，接着将所述闸容器加压至接近或等于反应器压力的压力，以及

打开位于所述反应器容器的上部的入口阀，并且通过使所述生物质经过所述打开的入口阀从所述闸容器降落的重力将所述生物质进料引入所述加压反应器容器中。

10.根据权利要求7所述的方法，其中通过包括以下步骤的方法将预处理生物质从所述加压反应器容器中移除：

打开位于大致立式的加压反应器容器的底部的出口阀，并且使预处理生物质在反应器压力下通过重力经过所述打开的反应器出口阀降落至位于所述反应器下方的大致立式的闸容器中，接着

关闭所述反应器出口阀，并且将所述闸容器减压至接近或等于环境的压力，接着

打开位于所述闸容器的底部的出口阀，并且通过使物料经过所述打开的闸出口阀降落的重力的作用来移除预处理生物质。

11.根据权利要求7所述的方法，其中所述生物质进料通过使用在往复式活塞压机中重复压缩到至少500kg/m³的堆积密度的机械压缩来预加工。

12.根据权利要求11所述的方法，其中通过引入加压液态水在所述加压反应器内调整所述生物质进料的含水量。

13.根据权利要求12所述的方法，其中通过引入加压液态水将所述生物质进料的含水量在所述加压反应器内调整至大于40重量％的最终水平，其包括与加热所述生物质相关联的冷凝。

14.根据权利要求7所述的方法，其中所述上部限制器构件和下部限制器构件以及它们的驱动机构位于可容易移除的附加容器内，所述附加容器适合于加压至4与23巴之间。