一种生物质水热炭化联产生物油的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物能源领域，尤其涉及一种生物质水热炭化联产生物油的工艺。
【背景技术】
[0002]将生物质转换成高品位的生物炭和生物油，可以实现生物质资源的高值化利用，减缓CO2排放，实现固碳减排的目的，在一定程度上还可以减少对石油、煤等化石燃料的依赖，因此，具有良好的环境效益和经济效益，成为世界各国科学家研宄的热点。
[0003]生物质炭化技术主要分为热解炭化和水热炭化两种炭化技术。其中，生物质热解炭化技术是在完全无氧或只提供有限氧情况下对生物质进行加热分解而得到固体焦炭、生物原油和可燃气体的过程。水热炭化是指在一个密闭的体系中，以碳水化合物或木质纤维素为原料，以水为反应媒介，在一定的温度(130?250°C )及自产生的压力下，原料经过一系列复杂反应而转化成碳材料的过程。热解炭化适应于低含水木质生物质，如木柴、锯末等，而水热炭化更适应于高含水生物质。
[0004]目前，生物质水热炭化研宄处于起步阶段，研宄大多为高压釜间歇式操作，难以实现大规模工业化生产，因此，本发明人考虑，建立连续式的生物质水热炭化联产生物油的工艺更具有实际意义。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题在于提供一种连续式生物质水热炭化联产生物油的工艺，适用于大规模生产。
[0006]本发明提供了一种生物质水热炭化联产生物油的工艺，包括以下步骤:将生物质原料和水加入混合槽，搅拌后形成生物质悬浮液；利用高压泵对所述生物质悬浮液加压，经换热器换热后进入炭化反应釜进行水热炭化反应，得到固体产物和气液产物；将所述固体产物经高压沉降罐得到焦粉炭，从高压沉降罐底部出口外排至生物炭收集器；将所述气液产物由高压沉降罐顶部排出进入所述换热器，与所述生物质悬浮液换热后流入气液分离器；所述气液产物在气液分离器中分为气相、水液相和油相，所述气相从气液分离器顶部的气相出口排出作为加热所述炭化反应釜的燃料，油相从气液分离器的生物油出口排出得到生物油。
[0007]优选的，所述生物质原料的粒度小于2mm。
[0008]优选的，所述水热炭化反应的反应温度为180?280°C。
[0009]优选的，所述水热炭化反应的反应时间为0.5?20h。
[0010]优选的，所述炭化反应釜具有底部放料口。
[0011]优选的，所述炭化反应釜具有搅拌装置。
[0012]优选的，所述气相在炭化反应釜中燃烧升温至180?280°C，在炭化反应釜中保温
0.5 ?20ho
[0013]优选的，所述水液相从气液分离器的下部出口排出。
[0014]优选的，所述水液相进入所述高压泵。
[0015]优选的，所述炭化反应釜为多个并联连接。
[0016]本发明的有益效果:本发明提供了一种生物质水热炭化联产生物油的工艺，包括:将生物质原料和水加入混合槽，搅拌后形成生物质悬浮液；利用高压泵对所述生物质悬浮液加压，经换热器换热后进入炭化反应釜进行水热炭化反应，得到固体产物和气液产物；将所述固体产物经高压沉降罐得到焦粉炭，从高压沉降罐底部出口外排至生物炭收集器；将所述气液产物由高压沉降罐顶部排出，进入所述换热器与所述生物质悬浮液换热后流入气液分离器；所述气液产物在气液分离器中分为气相、水液相和油相，所述气相从气液分离器顶部的气相出口排出作为加热所述炭化反应釜的燃料，油相从气液分离器的生物油出口排出得到生物油。与现有技术相比，本发明将气相从气液分离器顶部的气相出口排出作为加热炭化反应釜的燃料，实现了生物油的连续化生产，具有实际意义，可实现大规模工业化生产。其次，本发明将生物质原料转化为生物油，提高了生物质的综合利用率和经济效益，同时能够减少二氧化碳排放，达到固碳减排的作用，具有良好的环境和经济效益。
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例生物质水热炭化联产生物油的工艺示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0019]本发明提供了一种生物质水热炭化联产生物油的工艺，图1为生物质水热炭化联产生物油的工艺示意图，包括以下步骤:
[0020]将生物质原料和水加入混合槽1，搅拌后形成生物质悬浮液；
[0021]利用高压泵2对所述生物质悬浮液加压，经换热器3换热后进入炭化反应釜4进行水热炭化反应，得到固体产物和气液产物；
[0022]将所述固体产物经高压沉降罐6得到焦粉炭，从高压沉降罐6底部出口外排至生物炭收集器7 ；
[0023]将所述气液产物由高压沉降罐6顶部排出进入换热器3，与所述生物质悬浮液换热后流入气液分离8 ;
[0024]所述气液产物在气液分离器8中分为气相、水液相和油相，所述气相从气液分离器顶部的气相出口 9排出作为加热炭化反应釜4的燃料，油相从气液分离器的生物油出口10排出得到生物油。
[0025]在上述技术方案中，本发明将形成的气相从气液分离器顶部的气相出口排出作为加热炭化反应釜的燃料，实现了生物油的连续化生产，具有实际意义，可实现大规模工业化生产。
[0026]作为优选方案，本发明采用的生物质原料的粒度优选小于2mm，更优选为I?
1.5mm。本发明对于所述生物质原料的成分并没有特别要求，可以采用本领域技术人员熟知的生物质原料，优选为牛粪。在形成生物质悬浮液的步骤中，将生物质原料和水加入混合槽后充分搅拌，本发明对于搅拌速度并没有特别要求。
[0027]所述水热炭化反应的反应温度优选为180?280 °C，更优选为220?270°C，更优选为265°C ;所述水热炭化反应的反应时间优选为0.5?20h，更优选为2?10h，更优选为4?8h。作为优选方案，优选将气液产物在气液分离器8中分离得到的气相在炭化反应釜中燃烧，所述气相在炭化反应釜中燃烧升温至180?280°C，更优选为220?270°C，更优选为265 °C，在炭化反应釜中保温0.5?20h。所述水热炭化反应形成的固体产物优选为粉末状。
[0028]作为优选方案，所述炭化反应釜具有底部放料口 ；所述炭化反应釜优选具有搅拌装置；所述炭化反应釜优选为多个并联连接，反应和外排交替进行，优选根据反应时间合理设计数量，更优选为4个炭化反应釜并联。
[0029]作为优选方案，所述气液产物由高压沉降罐6顶部排出进入换热器3的管道中优选设置阀门5，控制气液产物的流通。
[0030]作为优选方案，气液分离器8中形成的水液相进入高压泵2，或者，所述水液相从气液分离器的下部出口排出，外排部分经浓缩制取叶面肥、融雪剂等。
[0031]作