[发明专利]一种煤与生物质的多级液化系统及工艺

权利要求书

1.一种煤与生物质的多级液化系统，其特征在于，包括：

液相进料单元，用以存储和输送生物质煤油浆；

气相进料单元，用以存储和输送氢气；

微界面发生器，其分别与所述液相进料单元和气相进料单元相连,将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给氢气气泡，使氢气破碎形成直径≥1μm、＜1mm的微米级气泡以提高生物质煤油浆与氢气间的传质面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，并在破碎后将生物质煤油浆与微米级气泡混合形成气液乳化物，以在预设操作条件范围内强化生物质煤油浆与氢气间反应效率；

至少两个反应器，各反应器分别与对应的微界面发生器相连，用以装载气液乳化物，为气液乳化物中的生物质煤油浆和微米级气泡提供反应空间并使二者进行多级反应，当所述气液乳化物进入反应器后，会先进行一级反应，生成一级加氢产物，将一级加氢产物与微米级气泡继续混合形成一级气液乳化物并进行二级反应，在二级反应完成后生成二级加氢产物；

分离罐，其与所述反应器相连，用以对二级加氢产物进行分离以形成生物油。

2.根据权利要求1所述的煤与生物质的多级液化系统，其特征在于，所述液相进料单元包括：

液体原料罐，用以存储生物质煤油浆；

进料泵，其与所述液体原料罐相连，用以为生物质煤油浆的输送提供动力；

液体进料预热器，其与所述进料泵相连，用以对所述进料泵输送的生物质煤油浆进行预热以使生物质煤油浆达到指定温度，所述液体进料预热器出口处设有分流管道，用以将生物质煤油浆分别输送至对应的微界面发生器；

当所述液相进料单元在输送生物质煤油浆时，所述进料泵开始运作，将生物质煤油浆从所述液体原料罐中抽出并输送至所述液体进料预热器，液体进料预热器将生物质煤油浆加热至指定温度后将生物质煤油浆输送至所述微界面发生器。

3.根据权利要求1所述的煤与生物质的多级液化系统，其特征在于，所述气相进料单元包括：

气体原料缓冲罐，用以储存氢气；

压缩机，其与所述气体原料缓冲罐相连，用以为氢气的输送提供动力；

气体进料预热器，其与所述压缩机相连，用以对所述压缩机输送的氢气进行预热以使氢气达到指定温度，所述气体进料预热器出口处设有分流管道，用以将氢气分别输送至对应的微界面发生器；

当所述气相进料单元在输送氢气时，所述压缩机开始运作，将氢气从所述气体原料缓冲罐中抽出并输送至所述气体进料预热器进行预热，预热完成后气体进料预热器将氢气输送至所述微界面发生器以使微界面发生器将氢气破碎至指定尺寸。

4.根据权利要求1所述的煤与生物质的多级液化系统，其特征在于，所述反应器包括：

一级反应器，用以为气液乳化物中生物质煤油浆和微米级气泡提供反应空间，使二者进行一级反应并生成一级加氢产物；

二级反应器，其与所述一级反应器串联，且二级反应器下端进口与所述一级反应器上端相连，用以通过所述微界面发生器将一级加氢产物与微米级气泡混合形成一级气液乳化物以在二级反应器内进行二级反应，生成二级加氢产物。

5.根据权利要求1或4所述的煤与生物质的多级液化系统，其特征在于，所述微界面发生器包括：

一级微界面发生器，其设置在所述一级反应器底部，用以形成气液乳化物并将气液乳化物输出至所述一级反应器内，当一级微界面发生器运行时，所述液相进料单元和气相进料单元会分别将生物质煤油浆和氢气输送至一级微界面发生器，一级微界面发生器会将氢气气泡打碎形成微米级气泡，将微米级气泡与生物质煤油浆混合形成气液乳化物，并将气液乳化物输出至所述一级反应器中；

二级微界面发生器，其设置在所述二级反应器底部，用以形成一级气液乳化物并将一级气液乳化物输出至所述二级反应器内，当二级微界面发生器运行时，所述一级反应器和气相进料单元会分别将一级加氢产物和氢气输送至二级微界面发生器，二级微界面发生器会将氢气气泡打碎形成微米级气泡，将微米级气泡与一级加氢产物混合形成一级加氢产物，并将一级加氢产物输出至所述二级反应器中。