[发明专利]一种生物质两级水热产能循环系统及方法

权利要求书

1.一种生物质两级水热产能循环方法，其特征在于，其基于生物质两级水热产能循环系统；

其包括低温水热循环系统、高温水热循环系统和废气处理系统；其中：

所述低温水热循环系统包括低温水热反应系统和水解液处理系统，所述低温水热反应系统包括生物质浆料仓（1）、第一换热器（21）、低温反应釜（3）和第一相分离设备（41），所述水解液处理系统包括第一换热器（21）、加药池（15）、第五相分离设备（45）、氮磷化合物储存罐（16）和微生物培养装置（17）；所述高温水热循环系统包括高温水热反应系统和高温水热水相处理系统，所述高温水热反应系统包括微生物培养装置出水（19）、第二循环水泵（142）、高温反应釜（8）、第二相分离设备（42）和储碳瓶（9），所述高温水热水相处理系统包括第二换热器（22）、萃取液池（10）、第三相分离设备（43）、蒸发器（11）、储油罐（12）、加药池（15）、第四相分离设备（44）、高价物储存瓶（13）、第一循环水泵（141）和氮磷化合物储存罐（16）；所述废气处理系统包括第一加压机（51）、第二加压机（52）和脱硫脱硝塔（6）；

具体步骤如下：

步骤一、低温水热

来自于生物质浆料仓（1）中的生物质浆料经过第一换热器（21）后进入低温反应釜（3），通过低温水热反应，产物在第一相分离设备（41）中经固液分离，得到水解液和水解固相；其中，生物质浆料中的生物质为活性污泥生物质；低温水热反应条件为：温度180-200℃，时间0.2-2h；

步骤二、水解液处理

低温水热后的水解液通过第一换热器（21）与生物质浆料换热，冷却至40-50℃，随后加药池向其中加入含镁离子的溶液，使水解液中的磷酸根离子与铵根离子沉淀为氮磷化合物，降低废水中的氨氮与总磷浓度，然后通过第五相分离设备（45）将氮磷化合物过滤，收集到氮磷化合物储存罐（16）中；剩余水解液作为微生物培养装置进水（18）的一个分支进入微生物培养装置（17）；

步骤三、高温水热

将步骤一产生的水解固相与来自微生物培养装置（17）的补充水作为原料，投入到高温反应釜（8）中，进行高温水热反应，高温水热后的产物经过第二换热器（22）后，再进入第二相分离设备（42）中进行固液分离，分离后的水相通过管道被送入高温水热水相处理系统，固相水热炭进入储碳瓶（9）；高温水热反应条件为：240-380℃，时间0.2-2h；

步骤四、高温水热水相处理

由萃取液池（10）向高温水热水相加入萃取液，经过第三相分离设备（43）将生物油与水相废水分离，生物油和萃取液混合液经过蒸发器（11）处理后，生物油进入储油罐（12），萃取液蒸发后进入萃取液池（10）；剩余水相废水经过第一循环水泵（141）后，在第二换热器（22）与高温水热产物换热升温，作反应溶剂再进入高温反应釜（8）；

步骤五、循环产能

循环步骤三和步骤四，循环四次后，高温水热水相废水中氮、磷和高价物浓度升高，由加药池（15）向水相废水中加入含镁离子的溶液，使水解液中的磷酸根离子与铵根离子沉淀为鸟粪石氮磷化合物，降低废水中的氨氮与总磷浓度，然后通过第四相分离设备（44）将氮磷化合物过滤，收集到氮磷化合物储存罐（16）中，提取高价物进入高价物储存瓶（13），适当在高温反应釜（8）中补充来自微生物培养装置（17）的出水；

步骤六、废气处理

低温水热与高温水热反应后的废气，分别经过第一加压机（51）与第二加压机（52）进入脱硫脱硝塔（6）中进行脱硫和脱硝，达到达标排放。

2.根据权利要求1所述的生物质两级水热产能循环方法，其特征在于，微生物培养装置（17）选自微藻培养装置或微藻联合真菌培养装置中的一种。

3.根据权利要求1所述的生物质两级水热产能循环方法，其特征在于，第一相分离设备（41）、第二相分离设备（42）、第三相分离设备（43）、第四相分离设备（44）和第五相分离设备（45）独立的选自真空抽滤机或离心机。