[发明专利]一种微藻与稻壳混合连续水热法制油的装置及工艺

说明书

技术领域

本发明属于生物质能领域，具体涉及一种微藻与稻壳混合连续水热法制油的装置及工艺。

技术背景

生物质能源有着清洁，可再生等诸多优点。合理开发利用生物质能源，不仅能降低对传统化石燃料的依赖，还能减少环境污染，缓解温室效应。生物质液化的利用方式可以分为热解液化和水解液化。热解液化适用于秸秆，稻壳等含水量低的陆生生物质，而水解液化适用于海藻，微藻等含水量高的水生生物质。含水量高的生物质水解液化，无需进行脱水干燥，可以达到节省能源的目地。由于目前的水解液化几乎都是高压反应釜的间歇式操作，难以实现大规模的生产利用，所以研究开发连续水热反应的装置显得尤为重要。

发明内容

本发明的目地就是提供微藻与稻壳混合连续水热法的液化装置，该装置水解含水量高的生物质无需再脱水干燥，可以根据反应所需要的最佳温度和压力条件控制温度，易于操作，水解率高，耗能低，方便大规模工业化生产。

本发明的技术方案：

一种微藻与稻壳混合连续水热法制油的装置，包括微藻加料仓、稻壳加料仓、搅拌罐、上级储料罐、下级储料罐、水热反应釜、气液分离器，它们的连接方式为：所述微藻加料仓与稻壳加料仓并联之后与搅拌罐相连，搅拌罐与上级储料罐相连，上级储料罐与下级储料罐相连，下级储料罐通过螺旋给料装置与水热反应釜相连，水热反应釜的出气口与气液分离器的进气口连接，气液分离器的出气口和出料口均与外部装置连接。

所述上级储料罐和下级储料罐之间有电子阀门，所述下级储料罐的底部和水热反应釜的进料口均有电子阀门；

所述水热反应釜底部的排渣口形状为60度的锥形，便于固体残渣的排出。

利用本发明所述装置进行微藻与稻壳混合连续水热法制油的工艺，具体步骤包括：

步骤1：微藻与稻壳混合后搅拌至浆态化后,在氮气吹扫下进入上级储料罐；

步骤2：上级储料罐储料完毕后打开上级储料罐和下级储料罐之间的电子阀门，让混合浆液进入下级储料罐。

步骤3：下级储料罐储料完毕后，打开下级储料罐底部的电子阀门，混合浆液进入螺旋给料装置。

步骤4：水热反应釜进料口的电子阀门打开，螺旋给料装置启动，混合浆液被推入水热反应釜中反应。

步骤5：反应完毕后，打开水热反应釜出气口将高温高压蒸汽送入气液分离器，再打开水热反应釜底部排渣口排出固态残渣，保持水热反应釜的温度，然后进料，开始下一次反应。

稻壳粉碎成2mm～5mm大小的粉末状，与微藻进行混合，所述稻壳和微藻的质量比为1:3～3:1的混合，搅拌时间5～15分钟。

下级储料罐底部的螺旋给料装置每次启动15s，每次进料达到水热反应釜体积的2/5～4/5，水热反应釜的操作温度280℃～380℃，操作压力22MPa～25MPa，操作时间30分钟。

下级储料罐底部和水热反应釜进料口均设有自动阀门，当螺旋给料装置启动15s后，水热反应釜进料口的电子阀门关闭，停止进料，下级储料罐底部的电子阀门打开，填料至螺旋给料装置，当水热反应釜再次进料时，下级储料罐底部的电子阀门关闭，防止压力反噬，水热反应釜进料口的电子阀门打开，启动螺旋给料装置进料至水热反应釜。

每次进料至水热反应釜后，对水热反应釜中充氮气，充至水热反应釜压力达到3MPa～5MPa，停止充气，升温，根据压力确定温度，当水热反应釜压力达到22MPa～25MPa时，停止加热。

上级储料罐与下级储料罐之间有电子阀门，物料从搅拌罐进入上级储料罐内采用氮气吹扫保护送料，送料时上级储料罐与下级储料罐之间的电子阀门关闭。

本发明的有益效果：

（1）微藻与稻壳有协同机理，混合水解可以提高生物油的产量；

（2）微藻自身含水率高，与稻壳混合后无需再加水，可以直接搅拌后进行反应；

（3）该装置可以实现连续水解反应，节省人力物力；

（4）对水热反应釜充氮气可以解决反应物水分质量不定导致的压力达不到要求的问题；

（5）能够根据反应所需最佳压力条件控制反应温度，简单方便，节省能源；

（6）水解出的生物油含氧量低，热值高，质量好；

（7）两级储料罐的设置，第一可以避免氮气吹扫物料时，氮气会进入反应釜，第二可以防止反应釜中气体的逆流。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

附图标记说明：