本发明涉及农业秸秆处理领域，尤其涉及一种用于生物质液化的液化设备及方法。
背景技术：
秸秆是成熟农作物茎叶部分的总称，一般是指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物（通常为粗粮）在收获籽实后的剩余部分，秸秆中富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等。目前，一般将秸秆进行焚烧等处理，现有秸秆燃烧对大气造成空气污染，同时浪费了能源。
随着技术的发展开始对秸秆进工业化处理，现有技术当中多采用水高温高压度秸秆进行处理，其成本高，危险系数高，采用多个反应器步骤繁琐，或是采用氮这种惰性气体作为载体进行裂解。现有秸秆裂解工艺存在成本高，实际操作难度大，工艺路线长投资大等缺点，而且使得秸秆在预热器加热过程中，分解成自由基碎片容易结焦，对设备造成较大损伤，降低设备的使用寿命。因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于生物质液化的液化设备及方法，以降低生产成本及分离回收成本，提高油品的热值。
为解决上述技术问题，本发明方案包括：
一种用于生物质液化的液化设备，其包括生物质浆化加热炉，其中，生物质浆化加热炉与第一反应器相连通，第一反应器的一侧设置有第二反应器，第二反应器下部设置有第一输料管，第一反应器通过相应管路与第一输料管相连通，第二反应器上部与高温分离器相连通，高温分离器与减压蒸馏器相连通，高温分离器通过第二输料管与在线加氢反应器的进料管相连通，减压蒸馏器上端设置有第三输料管，第三输料管与第二输料管相连通，在线加氢反应器的进料管与一汽油分离器相连通，汽油分离器通过第一换热器与第一反应器的上部相连通；在线加氢反应器通过第二换热器与中温分离器相连通，中温分离器通过第三换热器与常温分离器相连通，常温分离器与主循环压缩机相连通，主循环压缩机通过压缩管路与副循环压缩机相连通，副循环压缩机通过循环管路与生物质浆化加热炉相连通，该循环管路上设置有第四输料管，第四输料管与第一反应器的底部相连通；压缩管路上设置有支路，该支路与供氢泵相连通，支路的一侧与上述第一输料管相连通。
所述的液化设备，其中，上述生物质浆化加热炉配置有供料装置，供料装置包括混料机，混料机与分散搅拌罐相连通，分散搅拌罐通过第五输料管与第一循环泵相连通，第一循环泵通过第六输料管与溶胀搅拌罐相连通，溶胀搅拌罐通过第七输料管与第二循环泵相连通，第二循环泵通过第八输料管与高压泵相连通，高压泵通过相应管路与上述循环管路相连通。
所述的液化设备，其中，上述第六输料管通过第九输料管与分散搅拌罐的上部相连通。
所述的液化设备，其中，上述第八输料管通过第十输料管与溶胀搅拌罐的上部相连通。
所述的液化设备，其特征在于，上述混料机配置有生物质料仓与溶剂罐，生物质料仓用于向混料机提供生物质料，溶剂罐用于混料机提供反应溶剂。
所述的液化设备，其特征在于，上述中温分离器通过相应管路与溶剂罐相连通。
所述的液化设备，其特征在于，上述第一反应器与第二反应器均为循环悬浮床反应器。
一种使用上述液化设备将生物质直接液化为燃料油的方法，其包括以下步骤：
将生物质粉碎并在混料机中与超细水含氧化铁充分混合，再依次经过分散搅拌罐、溶胀搅拌罐进入生物质浆加热炉进行预热，然后在反应温度为250℃至550℃、压力为10pa-150pa的条件下经过第一反应器、第二反应器得到粗产物，并通过高温分离器、减压蒸馏器、在线加氢反应器、中温分离器与常温分离器依次进行处理，得到35%的含水物与半成品油，将35%的含水物进行木醋液回收，半成品油的热值与75%-80%的柴油热值相同。
所述的方法，其中，其具体的还包括：上述生物质为植物秸秆；生物质液化循环溶剂采用煤焦油催化预加氢，其制备成含固体浓度为20%-30%的物料浆；待该方法十个循环操作后可用工艺自身产生的高馏分釜底油替代煤焦油。
本发明提供了一种用于生物质液化的液化设备及方法，具有不用导热油等额外介质，用自生产的部分油品进行导热及溶胀，降低了生产成本及分离回收成本；提到了生物质燃油的化学稳定性，防止生物质热解自由基碎片的缩合，提高了收率；提高了油品的热值，一般超过40mj/kg,可直接作为柴油使用；降低了油品酸性，可达到ph5-7之间；可实现大规模工业化装置，每套设备产油为每小时10吨以上，大幅度提高了产油效率。
附图说明
图1为本发明中液化设备的示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种用于生物质液化的液化设备及方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种用于生物质液化的液化设备，如图1所示的，其包括生物质浆化加热炉7，其中，生物质浆化加热炉7与第一反应器9相连通，第一反应器9的一侧设置有第二反应器10，第二反应器10下部设置有第一输料管21，第一反应器10通过相应管路与第一输料管21相连通，第二反应器10上部与高温分离器13相连通，高温分离器13与减压蒸馏器14相连通，高温分离器13通过第二输料管22与在线加氢反应器15的进料管相连通，减压蒸馏器14上端设置有第三输料管23，第三输料管23与第二输料管22相连通，在线加氢反应器15的进料管与一汽油分离器12相连通，汽油分离器12通过第一换热器11与第一反应器9的上部相连通；在线加氢反应器15通过第二换热器24与中温分离器16相连通，中温分离器16通过第三换热器25与常温分离器17相连通，常温分离器17与主循环压缩机18相连通，主循环压缩机18通过压缩管路26与副循环压缩机8相连通，副循环压缩机8通过循环管路27与生物质浆化加热炉7相连通，该循环管路27上设置有第四输料管28，第四输料管28与第一反应器9的底部相连通；压缩管路26上设置有支路29，该支路29与供氢泵20相连通，支路29的一侧与上述第一输料管21相连通。
更近一步的，上述生物质浆化加热炉7配置有供料装置，供料装置包括混料机3，混料机3与分散搅拌罐4相连通，分散搅拌罐4通过第五输料管30与第一循环泵5相连通，第一循环泵5通过第六输料管31与溶胀搅拌罐6相连通，溶胀搅拌罐6通过第七输料管32与第二循环泵33相连通，第二循环泵33通过第八输料管34与高压泵19相连通，高压泵19通过相应管路与上述循环管路27相连通。
尤其是，上述第六输料管31通过第九输料管35与分散搅拌罐4的上部相连通。上述第八输料管34通过第十输料管36与溶胀搅拌罐6的上部相连通。上述混料机3配置有生物质料仓2与溶剂罐1，生物质料仓2用于向混料机3提供生物质料，溶剂罐1用于混料机3提供反应溶剂。上述中温分离器16通过相应管路与溶剂罐1相连通，可以使溶剂循环使用，生物质制备初级溶剂是经过催化加氢的供氢循环溶剂。生物质液化循环溶剂采用煤焦油（蒽段）催化预加氢，溶剂性质相对稳定，成浆性好，可以制备成含固体浓度20%-30%。流动性好的高浓度由物料粉浆，循环溶剂预加氢后，供氢性能显著提升，较强供氢性能的循环溶剂使得生物质在预热器加热过程中，能有效阻止生物质热分解自由基碎片的缩合，防止结焦，延长了加热操作周期，提高了热利用率，供氢溶剂还可以提高生物质液化过程的转化率和油收率。待十个循环操作后可用工艺自身产生的高馏分釜底油替代煤焦油的蒽段，其对生物质的热熔性会更好，且免除了煤焦油毒性的物侵害的可能性，降低生产成本，提高收率。蒽段煤焦油（对氢有溶解性）和自身釜底油对生物质具有良好溶解性能（能够充分反应），大大提高了闪裂解的收率。
并且上述第一反应器9与第二反应器10均为循环悬浮床反应器，采用强制循环悬浮床反应器，由于强制循环悬浮床反应器内为全返混流、生物质液化反应器轴向温度分布均匀，反应温度控制容易，通过进料温度即可控制反应温度，不需要采用反应器侧线冷制氢控制，产品性质稳定，由于强制循环悬浮床反应器气体滞留系数低，反应器液相利用率高，强制循环悬浮床使得反应器内可以获得较高的液速，可以有效阻止生物质灰分和外加催化剂在反应器内沉积，反应器内物料温度为250°c-550℃之间，压力在15pa-150pa之间,不同生物质采用不同工况条件。
本发明还提供了一种使用上述液化设备将生物质直接液化为燃料油的方法，其包括以下步骤：
将生物质粉碎并在混料机3中与超细水含氧化铁充分混合，再依次经过分散搅拌罐4、溶胀搅拌罐6进入生物质浆加热炉7进行预热，然后在反应温度为250℃至550℃、压力为10pa的条件下经过第一反应器9、第二反应器10得到粗产物，并通过高温分离器13、减压蒸馏器14、在线加氢反应器15、中温分离器16与常温分离器17依次进行处理，得到35%的含水物与半成品油，将35%的含水物进行木醋液回收，半成品油的热值与75%-80%的柴油热值相同。而且其具体的还包括：上述生物质为植物秸秆；生物质液化循环溶剂采用煤焦油催化预加氢，其制备成含固体浓度为20%-30%的物料浆；待该方法十个循环操作后可用工艺自身产生的高馏分釜底油替代煤焦油。
并且采用超细水含氧化铁作为液化催化剂，以二价fe为原料，以部分液化油为原料秸秆的载体，制作的超细水含氧化铁。具有粒径小、催化活性高的特点，较低的催化剂制备成本，较少的添加量和相对简单的制备工艺就能将生物质直接液化。
以及采用减压蒸馏固液分离，减压蒸馏是一种成熟有效的脱除焦油和固体的分离方法，减压蒸馏的馏出物中几乎不含焦油沥青，是循环溶剂的催化加氢的原料，减压蒸馏的残渣含固体5%。
循环溶剂和生物质液化初级产品采用了强制循环悬浮加氢。悬浮床反应器可以随时更新反应器中的催化剂，延长了稳定加氢的操作用期，也避免了固定床反应由于催化剂积碳压差增大的风险，稳定的加氢深度使得产品性质稳定，与固定床相比，悬浮床操作性更稳定，操作周期更长，原料适应性较宽。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。