[实用新型]高含水生物质连续水热碳化系统

说明书

本实用新型公开了高含水生物质连续水热碳化系统，系统包括：生物质储藏槽、水热碳化反应器、热回收单元、固液分离装置、氨回收单元、厌氧消化单元、燃烧单元和余热回收单元。该系统采用3段升温法，对高含水生物质进行水热碳化，提高了水热碳化的效率，并采用余热回收装置对反应后余热进行回收利用，提高了整个系统的效率。因此，在经济性上与其他技术相比，设备投资小、人工费用低、水电费消耗少，就日处理50t高含水生物质(以污泥为例)而言，通过该系统生产的水热碳，每年可创造收益约700万元，且其产物水热碳与煤共气化制取的氢气属于高价值的紧缺型能源，经济效益可观。

技术领域

本实用新型属于水热碳化技术领域，具体涉及一种高含水生物质连续水热碳化系统。

背景技术

水热碳化是近年来迅速发展的一种生物质增值化处理方法，它是以水作为反应溶剂，在适宜的温度(120-280℃)和密封的压力容器(压力1MPa-5MPa)中对高含水生物质进行缺氧裂解，经水解、脱水、脱羧等一系列复杂的化学反应，将生物质原料转化为具有高附加值的多功能碳基材料(水热碳)，从能量密度上而言，水热碳品质接近于泥炭和褐煤，可作为复合固体燃料直接燃用，也可应用于土壤改良、CO₂固定、污染物吸附等诸多领域。目前对高含水生物质干燥手段有高温碳化和水热碳化技术。现有实用新型专利中的水热碳化工艺往往存在碳化效率低、余热利用难等问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种高含水生物质连续水热碳化系统，具有设备及操作简单、反应过程能耗低和无需添加药物的特点。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种高含水生物质连续水热碳化系统。根据本实用新型的实施例，所述系统包括：

生物质储藏槽，所述生物质储藏槽包括高含水生物质入口和初步加热高含水生物质出口；

水热碳化反应器，所述水热碳化反应器包括初步加热高含水生物质入口和反应后生物质出口，所述初步加热高含水生物质入口与所述初步加热高含水生物质出口相连；

热回收单元，所述热回收单元包括反应后生物质入口、第一水入口、第一蒸汽出口和固液混合物出口，所述反应后生物质入口与所述反应后生物质出口相连，所述第一蒸汽出口与所述生物质储藏槽相连；

余热回收单元，所述余热回收单元包括高温烟气入口、低温导热油入口、第二水入口、高温导热油出口、第二蒸汽出口和换热烟气出口，所述第二蒸汽出口与所述水热碳化反应器相连，所述高温导热油出口与所述水热碳化反应器上的夹套相连。

根据本实用新型实施例的高含水生物质连续水热碳化系统，具有设备及操作简单、反应过程能耗低和无需添加药物的特点。本系统采用3段升温法，对高含水生物质进行水热碳化，提高了水热碳化的效率，并采用余热回收装置对反应后余热进行回收利用，提高了整个系统的效率。因此，在经济性上与其他技术相比，设备投资小、人工费用低、水电费消耗少，就日处理50t高含水生物质(以污泥为例)而言，通过该系统生产的水热碳，每年可创造收益约700万元。

另外，根据本实用新型上述实施例的高含水生物质连续水热碳化系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的一些实施例中，上述系统进一步包括：固液分离装置、氨回收单元、厌氧消化单元和燃烧单元。

在本实用新型的一些实施例中，固液分离装置，所述固液分离装置包括固液混合物入口、滤饼出口和滤液出口，所述固液混合物入口与所述固液混合物出口相连；氨回收单元，所述氨回收单元包括滤液入口、冷凝氨出口、剩余液体产物出口，所述滤液入口与所述滤液出口相连；厌氧消化单元，所述厌氧消化单元包括剩余液体产物入口、废水出口和甲烷出口，所述剩余液体产物入口与剩余液体产物出口相连；燃烧单元，所述燃烧单元包括甲烷入口和高温烟气出口，所述甲烷入口与甲烷出口相连，所述高温烟气出口和高温烟气入口相连。