[实用新型]一种改进型高效水热碳化反应装置

说明书

本实用新型公开了一种改进型高效水热碳化反应装置，包括HTC反应罐，在HTC反应罐内设置有HTC反应罐加料系统、HTC反应罐罐体加热系统、HTC反应水预加热罐、HTC反应罐搅拌系统、HTC反应罐物料加热系统、HTC反应罐混合蒸汽排放管、HTC反应罐出料系统以及HTC反应罐清洗系统，所述HTC反应罐为双层中空罐体，在双层中空罐体的内部填充有循环加热导热介质，通过循环加热导热介质加热HTC反应罐。本实用新型装置可以极大提高HTC系统工业化大规模应用中的热能利用效率，实现热能的高效循环利用，并极大的节约了HTC系统热能利用成本，使其规模化应用成为可能。

技术领域

本实用新型涉及一种用于水热碳化系统的反应装置，具体地说是一种改进型高效水热碳化反应装置，降低HTC反应加热所需能耗，并实现HTC反应物料的充分混合。

背景技术

水热碳化反应(Hydro-thermal Carbonization；HTC)是将餐厨垃圾、秸秆等有机废弃物在150-350℃密闭的水溶液中停留1h以上，是一种脱水脱羧的加速煤化过程。与传统裂解碳化技术相比，水热碳化具有显著的优势：(1)在处理含水量高的废弃生物质时无需干燥，节约了大量的预处理费用；(2)化学反应主要为脱水过程，废弃生物质中碳元素固定效率高；(3)反应条件温和，同时脱水脱羧的放热过程为反应提供了一部分能量，因此该技术能耗低；(4)水热碳化保留了大量废弃生物质中的氧、氮元素，碳化物表面含有丰富的含氧、含氮官能团，可应用于多种领域；(5)处理设备简单、操作方便、应用规模可调节性强。但是，HTC技术也存在耗能高、热量损失大、物料混合不均匀等问题，引发高成本，并严重限制了其工业化应用。

实用新型内容

在水热碳化技术的工业化应用中，热能不能得到有效利用和物料混合不均匀导致的反应速率低是造成其运行成本过高、难以大规模应用的关键。本实用新型旨在提供一种改进型高效水热碳化反应装置，可以极大的提高HTC技术的热能利用效率并实现HTC反应物料的充分混合，减少其热能利用成本，从而为HTC技术规模化应用创造了条件。

本实用新型改进型高效水热碳化反应装置，包括HTC反应罐1，在HTC反应罐1内设置有HTC反应罐加料系统2、HTC反应罐罐体加热系统3、HTC反应水预加热罐4、HTC反应罐搅拌系统6、HTC反应罐物料加热系统8、HTC反应罐混合蒸汽排放管9、HTC反应罐出料系统14以及HTC反应罐清洗系统15，与现有技术的不同之处在于：

所述HTC反应罐1为双层中空罐体，在双层中空罐体的内部填充有循环加热导热介质，通过循环加热导热介质加热HTC反应罐1。

本装置还设置有混合蒸汽分馏系统10，对HTC反应罐混合蒸汽排放管9排放的混合蒸汽进行分馏，分馏后的热水汽作为反应水通过热水汽传输管11进入HTC反应水预加热罐4并实现对HTC反应水的预加热；分馏后的含挥发分的液体作为生物油产品通过生物油传输管12传输至生物油贮存罐13中储存。

在所述HTC反应罐1内，罐体的底部设置有多个HTC反应罐加速循环锥底7，在HTC反应罐搅拌系统6搅拌物料的过程中，通过HTC反应罐加速循环锥底7在HTC反应罐内形成不同的物料循环区域，实现HTC反应罐内物料的充分混合，并加快HTC反应速率。

HTC反应罐1可为由不锈钢、混凝土、玻璃、有机玻璃、塑料等任何材料制成的任意形状，主要用于进行HTC反应，可以承受HTC反应所需要的高温(150-350℃)。HTC反应罐1为双层中空罐体，中空部分用于循环导热介质。在实际运行中，HTC反应罐1的数量包括但不局限于1套。

HTC反应罐加料系统2主要用于物料的加入，包括但不局限于人工、铲车、传输带、泵送等。在实际运行中，HTC反应罐加料系统2的数量包括但不局限于1套。