[发明专利]一种生物质连续水热液化制备生物原油的装置及方法

权利要求书

1.一种使用生物质连续水热液化制备生物原油装置制备生物原油的方法，生物质连续水热液化制备生物原油装置，包括双液压缸进料系统（5）、物料搅拌罐（2）、预加热反应器（6）、水热液化反应器（10）、产物收集釜（23）、背压阀（15）、过滤器（22）、气液油分离器（17）、循环水管路（42）以及控制元件；

其特征在于：

所述物料搅拌罐（2）包括进料口（1）和出料口（3）；所述出料口（3）连接分支管道，所述分支管道包括第一分支管道（35）和第二分支管道（36）；其中，第一分支管道（35）上设有螺杆泵（4），第二分支管道（36）上设有进料高压泵（30）；所述双液压缸进料系统（5）包括两个相互隔离的液压缸，两个液压缸的底部通过管道同时与分支管道的第一分支管道（35）连通；两个液压缸的顶部同时通过管道与进料泵电机（31）连接；

所述进料高压泵（30）和进料泵电机（31）上均设有变频器；

第一主管道（37）的一端连通双液压缸进料系统（5）的两个液压缸的顶部，另一端连通预加热反应器（6）的顶部；所述分支管道的第二分支管道（36）也与第一主管道（37）连通；第一主管道（37）上设有单向阀（7），所述单向阀（7）位于分支管道的第二分支管道（36）与第一主管道（37）连通处的后部；

所述预加热反应器（6）的外壁设有第一多段控温加热器（29）；预加热反应器（6）的顶端通过管道连接第一压力变通器（9）和第一防爆阀（8）；所述水热液化反应器（10）的外壁设有第二多段控温加热器（24）；水热液化反应器（10）的顶端设有第二压力变通器（11）和第二防爆阀（12）；预加热反应器（6）和水热液化反应器（10）的底端通过转移管道（27）连通；所述转移管道（27）上设有温度传感器；所述转移管道（27）的前端、中部以及后端分别设有第三温度传感器（28）、第二温度传感器（26）以及第一温度传感器（25）；

产物输出管道（38）的一端连通水热液化反应器（10）的顶端，另一端与产物收集釜（23）的顶端连通；产物输出管道（38）上依次设有安全阀（13）、第一热量回收器（14）以及背压阀（15）；所述产物输出管道（38）的个数为1~6个；

所述产物收集釜（23）为密封结构，其内部设有过滤器（22）；过滤器（22）固定于产物收集釜（23）的上部；产物收集釜（23）的顶部设有第三压力变通器（32）和第四温度传感器（33），底部设有出渣口（20）；出渣口（20）通过出渣管道（39）与储渣箱（21）连通；产物收集釜（23）还与第二热量回收器（34）连接；

所述过滤器（22）的内部通过管道穿过产物收集釜（23）的顶部与气液油分离器（17）的顶部通过分离管道连通；所述气液油分离器（17）的底部设有出液口（18），出液口（18）通过出液管道（40）与储液罐（19）连通；所述储液罐（19）能够收集油产物或水相液体产物；

所述气液油分离器（17）的顶部通过气体管道（41）与储气罐（16）连通；

第一分支管道（35）上设有第一阀门，该第一阀门位于螺杆泵（4）前；

第二分支管道（36）上设有第二阀门，该第二阀门位于进料高压泵（30）前；

出渣管道（39）、出液管道（40）、气体管道（41）以及分离管道上分别设有阀门；

第一多段控温加热器（29）、第二多段控温加热器（24）、各个温度传感器、各个压力变通器、背压阀（15）以及变频器均与控制元件相连接；

所述循环水管路（42）包括与水管连通的进料口（1）、第一热量回收器（14）、第二热量回收器（34）以及产物收集釜（23）；

所述方法包括如下步骤：

使用前，预设背压阀（15）的压力，预设范围为0-25MPa；开启循环水管路（42）；

a）生物质预处理：将待处理的生物质调节含水率至60-99%，并粉碎，粉碎后的生物质通过进料口（1）进入物料搅拌罐（2），在物料搅拌罐（2）内进行生物质的预处理；

b）进料：将步骤a中的物料进料至预加热反应器（6）内；

c) 预加热：经过步骤b进料后的物料在预加热反应器（6）内进行预加热；预加热反应器（6）通过第一多段控温加热器（29）进行多段加热，加热过程中，控制元件根据温度传感器检测到的温度以及预加热反应器（6）中各段加热所需的能量自动计算总能量，进而输入并调节第一多段控温加热器（29）的加热功率；

物料经过预加热后的温度为100-280℃；经过转移管道（27）由预加热反应器（6）进入水热液化反应器（10），进行水热液化反应；

d）水热液化反应：经过步骤c预加热后的物料在水热液化反应器（10）内进行水热液化反应，反应温度为100-500℃，反应结束后的产物通过产物输出管道（38）进入产物收集釜（23）内；

e）产物分离：经过步骤d反应后的产物在产物收集釜（23）内进行初步相变分离；

产物收集釜（23）内的混合产物经过过滤器（22）的过滤后，固体残渣保留在过滤器（22）外部，气液油混合产物在过滤器（22）内部；

所述固体残渣通过产物收集釜（23）底部的出渣口（20）进入储渣箱（21）内；打开过滤器（22）与气液油分离器（17）连通的分离管道上的阀门，所述气液油混合产物在压力差的作用下通过分离管道进入气液油分离器（17）内部；

所述气液油混合产物在气液油分离器（17）内经过二次降温降压以及重力作用进行分离；气体通过气液油分离器（17）的顶部的气体管道（41）进入储气罐（16）内，液体和油相产物通过气液油分离器（17）底部的出液口（18）进入储液罐（19）；

所述产物收集釜（23）与气液油分离器（17）中产物冷却释放的热量能够通过热量回收进行物料的预热。