旋转摩擦干燥器及其使用方法_2

文档序号:8947282阅读:来源:国知局
。可以控制所述方法以生产各种有价值的固体材料,尤其地包括干燥生物质、部分焙烤的生物质、烘烤的生物质、生物碳、以及碳。由所述方法产生的气态/蒸发态产物可以包括但不限于:蒸汽、水蒸气、水、焦油、油、以及木醋酸。
[0020]木醋酸是由包含乙酸、甲醇、丙酮、桐油、以及焦油的生物质高温分解形成的红棕色的高温分解液体(焦木酸)。据报道,木醋酸可以用于提高微生物的繁殖,并且具有用于植物生长的诱导作用。木醋酸不是化肥,也不是农用化学品,但当正确地应用至植物和/或土壤时,木醋酸能够强化化肥的吸收,并且减低由各种植物疾病导致的损害。此外,木醋酸能够增强生根、平衡微生物数量、缓解土壤承载病害的趋势(这增强了根部系统的活力,相当于使营养吸收效果更好)。此外,在特定的稀释度下,木醋酸具有表面活性剂性质,因此使水的吸收提高了 1/3,这意味着水更易于被植物吸收。
[0021]在一个实施例中,根据本公开的教导的旋转摩擦干燥器包括直接布置在压缩区域之后的后冷却装置,所述后冷却装置设置有向上的释放管以及向下取向的释放管。向上取向的输出部以及向下取向的输出部允许气态材料运动通过向上的输出部,而允许固体物运动通过向下的输出部。然而,在压缩区域的出口处将两种材料即气体和固体分离的任何角度的取向都是可行的。可替代地,还可以将真空结合到设计中以便使流动反转为气体向下而固体向上。本领域技术人员将理解的是,在不超出本公开的范围的情况下可以预见将物相(将气体/蒸发物与固体分离)分离的任何方法,以及进行释放的角度的任何变化。
[0022]根据本公开的另一方面,已处理的生物质可以进行干燥或者部分的热解、或者完全的热解。可以将干燥或者热解的生物质从螺旋推进的压缩螺杆释放到三通部,所述三通部具有用于蒸发物和气体的一个区段,以及用于释放固体的一个分隔区段。固体释放区段构造成具有围绕固体释放装置的周长布置的一个或更多个冷却装置。在所述释放装置是管状时,所述冷却装置围绕管径向地布置。在非径向的释放装置中,所述一个或更多个冷却装置围绕释放装置的周长间隔地布置。生物质冷却装置可以是水雾喷嘴、蒸汽喷流喷嘴、喷流喷嘴、干冰薄片(由液态CO2制成)喷嘴、用于将木醋酸作为冷却剂和/或饱和介质再导入的喷嘴或者CO2喷嘴。
[0023]根据本公开的另一方面,固体输出释放管线进入传统材料制成的螺旋装置,所述螺旋装置取向的角度(相对于水平位置5-75° )在位于螺旋装置的初始点处的接收箱或料斗中增加。所述料斗或接收箱是密封的,由此提供了气态锁气装置,因为CO2的重量(heavy)是氧气的两倍。该设计避免了结合旋转气锁的细节和成本。因此,在0)2供应充足的情况下,所有氧气从固体释放点以及接收料斗还有螺旋装置排出。
[0024]随后将生物质材料移动通过螺旋装置,此处可以通过加套的螺旋外壳和/或中空螺旋推进式冷却螺旋体来实现额外的冷却,所述加套的螺旋外壳和中空螺旋推进式冷却螺旋体两者可以连接至液体制冷机以及栗,以便循环流体并且移除热量。可替代地,螺旋装置可以包含在护罩内,并且使冷却空气通过所述护罩,或者可以使用上述两种冷却装置的组合以牵动后冷却系统。螺旋装置轴中的混合用销可以强化冷却效果。所述后冷却系统还可以包括其他设计,所述其他设计将安全地使生物质的温度降低到低于其燃点温度。所述后冷却系统可以可选择地安装以和旋转干燥器/汽化器分离、或者串联、或者结合到一起。
[0025]可以在沿释放路线上的任何便利的位置处将木醋酸喷洒在排出的生物质上,由此,使得产品尤其具有燃料性质或者强化的生物碳培植性质。
[0026]可替代地,旋转摩擦干燥器或气化器可以包括用于将活化气体、蒸发物、或其他材料(包括但不限于:C02、氮气、氢气)或者蒸汽注入到压缩区域的装置。该气体或蒸发物将用作原位生产活性炭和/或活性生物碳的化学活化剂。
[0027]根据本公开的另一方面,旋转摩擦干燥器还可以具有二级研磨装置,S卩,原位减小颗粒尺寸,以便强化并且改进得到的固体释放材料的可加工性能。当旋转摩擦干燥器用作气化器时,将固体释放(尤其可以面朝下释放)将有助于移除完全高温分解的生物质,也称为灰分。所述灰分可以用水冷却,和/或压碎以确保没有余火,并且运送所述灰分用于存储和/或运输.
[0028]为有助于对压缩螺杆进行均匀的给送,可选择地将换向磨体直接布置在旋转螺杆式摩擦干燥器或气化器的进入喉部上方。
[0029]本公开的旋转摩擦干燥器或气化器的另一方面在于,提供冷凝有价值的木醋酸材料的装置。在该方面中,可以将管或管线附接至旋转摩擦干燥器或气化器的气体蒸发物释放部。该管或管线用于在蒸发物冷却时运送蒸发物,由此,将木醋酸蒸发物冷凝。所述管或管线可以面朝上或者面朝下或者具有之间的能够提供足够的冷凝的任何合适的角度。在面朝上的设计中,设置在管或管线下侧的孔将允许液体冷凝物流入收集装置。在面朝下的构造中,液体冷凝物将通过重力流入到收集装置中。所收集的冷凝物包括具有不同具体比重的一种到很多种分馏物/组分。在结合了沉降罐的情况下将允许分馏物分离。可以使用任何栗类机构将冷凝物迀移至沉降罐,以允许不同的分馏物分离。当期望加快完成冷凝物分离成不同的分馏物时,可以对冷凝物进行离心处理以有助于组分分离。此外,所述管或管线可以和冷却装置一起使用以强化气体/蒸发物材料(包括木醋酸蒸发物)的冷凝。冷却装置可以是围绕管/管线的加套外壳,或者简单地缠绕有填充了冷却介质或材料的柔性管材。
[0030]在旋转式生物质干燥器中使用的、与管体/喷嘴设计结合的压缩螺杆提供的装置不仅用于未结合水的废气,还通过产生蒸汽用于结合有水的废气。该设计隐藏的可控方面在于以均匀地给送速率给送原材料,因为过量给送可能会使压缩螺杆堵塞并且灾难性地锁死,导致机构受损。可替代地,给送不足可能使机构的温度分布不稳定,并且使材料的处理不连续。因此,本文公开了一种提供均匀给送速率的装置。所使用的装置可以是具有多种控制器的螺旋装置、也可以是具有多种速度控制器的带、以及具有可调节的给料闸门的重力流给料器。给送材料的一个优选的方法是使用震动给料器,因为已经充分地证实了震动给料器的效能能够对所有类型的湿润材料和干燥材料实现连续并且可控的给料速率。
[0031]现在参考图2,提供了一种分离水、固体材料、以及化学物质的混合物的方法,所述方法包括:步骤110:提供如本文描述的旋转摩擦干燥器或气化器;步骤120:将水、固体、以及化学物质的混合物给送到进口段以形成生物质;步骤130:在生物质行进通过进口段进入到减压区域时使所述生物质混合并且受热,由此形成处理过的材料;步骤140:允许水以蒸汽的形式通过位于减压区域中的废料排出口排出旋转摩擦干燥器;步骤150:使处理过的材料在其从减压区域行进到出口段时进一步混合并且受热;步骤160:通过位于出口段中的释放出口允许化学物质和固体材料排出旋转摩擦干燥器;以及步骤170:收集化学物质或固体材料中的至少一者。可选择地,所述方法还可以包括步骤190:施加真空以有助于将水蒸汽通过位于减压区域中的废料排出口移
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