CN103370401A - 用于木质纤维素材料烘焙的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种使用具有堆叠托盘(42，74，102，104)的烘焙反应器容器(10，70，100)对木质纤维素生物质进行烘焙的方法，该方法包括：连续供给生物质到烘焙反应器容器进口(14)以使生物质材料放置在反应器内垂直堆叠的多个托盘中的上部托盘上；当生物质移动穿过每个托盘的上部表面时，使用喷射入容器中的气体(18)加热并干燥生物质材料，其中所述气体基本不对生物质具有氧化作用，并处于至少20bar计量的压力和至少200℃的温度下；通过使生物质通过每个托盘中的开口(46)而使生物质像瀑布一样向下倾泻穿过托盘(42，74，102，104)从而使生物质在下部托盘上沉积；并且从烘焙反应器容器的下部出口(16，81，116)排出经烘焙的生物质，并且从反应器容器的下部高度向反应器容器的上部区域(15)循环提取的气体(30，31，24，64，76，77，78，79)。

Description

用于木质纤维素材料烘焙的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2010年8月17日提交的US第61/374,412号的优先权，在此其通过引用被并入本申请。
技术领域
本发明一般涉及用于例如木材和其它生物质的木质纤维素材料烘焙的系统和方法，并且尤其涉及用于这种材料烘焙的加压反应器容器。
背景技术
烘焙能够被用于将例如木材的生物质转换成相对于所输入生物质具有提升的能量密度的高效燃料。例如，木材通常包含半纤维素、纤维素和木质素。烘焙将水分和低重量有机挥发成分从木材中去除。烘焙还可以使生物质的半纤维素部分的长多聚糖链解聚，并且产生具有提升的能量密度(根据质量基准)和改进的易磨性的疏水固态可燃性燃料产品。烘焙将生物质的化学结构转变成适合在燃煤设施中燃烧的形式。经烘焙的木材或生物质具有类似于低级煤的特性并且其能够被压缩为高品位燃料芯块。
烘焙指的是生物质的热处理，其通常在200摄氏度(℃)至400℃的相对低温下，在无氧空气(在此被称为“惰性空气”)中进行。在相关美国临时专利申请序号为61/235,114号的申请中描述了烘焙工艺，其整体通过引用被并入本申请。
具有多个托盘的未加压反应器容器被用于烘焙，正如在美国专利申请公开2010/0083530(′530申请)中所描述的。′530申请陈述到烘焙应该在大气压力下运行的反应器容器中执行。通过陈述在大气压力下运行容器是有利的，′530申请给出容器不应该在高于大气压力下运行的启示。见′530申请，第0061段。
具有多个托盘的加压反应器容器在纸浆厂中被用于通过氧化对纸浆脱木素。在美国专利3,742,735(′735专利)和3,660,225(′225专利)中公开了具有多个托盘的制浆反应器容器的示例。多托盘容器允许纸浆像瀑布般倾泻地通过反应器中的垂直布置托盘。托盘允许纸浆不连续地分次地通过容器向下像瀑布般倾泻。在制浆反应器中的富氧环境促进了纸浆的去木质作用和漂白。′735专利和′225专利不建议使用制浆反应器容器用于木材或其它生物质材料的烘焙。
发明内容
未加压反应器容器的难点在于大气压力下气体的低质量。气体将热转移至生物质的能力是与气体质量成比例的。其质量越大，气体就能够加热生物质越快。因为需要大体积气体来加热生物质，在大气压力下用气体加热生物质需要大的容器。
在大气压力下的气体质量实质上小于在诸如高于20bar计量(290psig)的充实压力下的气体质量。在充实压力下将生物质加热至特定温度所需的气体体积远小于加热生物质所需的大气气体的体积。同类似的但未加压的容器相比，可以利用小的加压容器来加热生物质。
加压反应器容器需要密封条和其它设备来使在容器中的气体和材料保持在压力下。类似地，在加压容器的进口处或用于加压容器的供给系统中需要压力转移装置来给正在供给到容器的材料加压。进一步，加压反应器容器需要加压气体和用于加压气体的导管。
已经构思了用于生物质烘焙的一种新颖的反应器容器，其具有垂直堆叠的托盘，用于在充实压力下使用惰性热气体干燥和加热生物质。该容器远小于在大气压力下用于执行烘焙的反应容器。惰性加压气体可以穿过容器并穿过重新加热气体的加压导管而循环。
一种使用具有堆叠托盘(42，74，102，104)的烘焙反应器容器(10，70，100)对木质纤维素生物质进行烘焙的方法，该方法包括：连续供给生物质到烘焙反应器容器进口(14)以使生物质材料放置在反应器内垂直堆叠的多个托盘中的上部托盘上；当生物质移动穿过每个托盘的上部表面时，使用喷射入容器中的气体(18)加热并干燥生物质材料，其中所述气体基本不对生物质具有氧化作用，并处于至少20bar计量的压力和至少200℃的温度下；通过使生物质通过每个托盘中的开口(46)而使生物质像瀑布一样向下倾泻穿过托盘(42，74，102，104)从而使生物质在下部托盘上沉积；从烘焙反应器容器的下部出口(16，81，116)排出经烘焙的生物质，并且从反应器容器的下部高度向反应器容器的上部区域(15)循环提取的气体(30，31，24，64，76，77，78，79)。
所述气体可以是过热蒸气、氮气或者二氧化碳。在被供给到容器之前，可以使用压力转移装置对生物质加压。上部托盘可以是网、筛或者具有穿孔，并且生物质的加热和干燥包括使气体通过生物质和托盘。在上部托盘下方的托盘可以是实心的以使得气体不通过托盘。所述气体可以与托盘组的下部托盘相邻。
所述气体可以在两个高度处被喷射入容器，其中在两个高度中的下部高度处喷射的气体比在两个高度中的上部高度处喷射的气体更热。在气体被引出的容器高度下方，生物质可以持续通过托盘像瀑布一样落下。气体被喷射入生物质从而从生物质中清除氧气，其中喷射是在生物质进入容器之前发生的。
已经构思了烘焙加压反应器容器组件(10，70，100)，其包括：容纳在容器中的堆叠托盘(42，74，102，104)；连接至容器以允许气体流进容器的至少上部区域的加压、减氧的气体源，其中所述气体处于至少20bar计量的压力以及至少200℃的温度下；生物质通过其进入加压反应器容器的上部进口(14)，其中与上部进口方向对齐的斜槽(54)将生物质从进口引导至堆叠托盘组中的上部托盘；与每个托盘上部表面相关联的刮刀装置(52)，其中，刮刀装置和托盘中的至少一个在容器内旋转；容器中的下部出口(16，81，116)，经烘焙的生物质通过其从烘焙反应器容器中被排出，以及气体循环系统(30，31，24，64，76，77，78，79)，从容器中下部高度引出的气体通过其流动至反应器容器的上部高度(15)。
在烘焙加压反应器容器组件中，加压、减氧的气体(18)可以是过热蒸气、二氧化碳和氮气中的至少一种来源。压力转移装置(22)可以对生物质加压并将其供给到反应器容器。堆叠托盘(42，74，102)上部托盘中的至少一个可以是网、筛或者具有穿孔。在上部托盘下方的托盘(104)可以是实心的以使气体不会穿过托盘。气体被引出以用于循环的容器的下部高度(72)与下部托盘(104)相邻。气体循环系统进一步包括热交换器。垂直旋转轴(44)可以延伸通过反应器容器的中心轴线，而且刮刀装置和托盘中的至少一个被固定至该轴。进一步，容器的下部区域可能缺少托盘并且接收生物质材料。此外，生物质供应仓(12)可以接收从气体源导出的导管(90)处至生物质供应仓的加压、减氧的气体。
附图说明
图1为从供给系统接收生物质的加压处理容器的示意图；
图2为从供给系统接收生物质的加压处理容器的第二个实施例的示意图；
图3为加压处理容器的第三个实施例的示意图；
具体实施方式
图1是从存储仓12接收生物质材料的加压处理容器10的示意图，该生物质诸如木屑、木浆以及其它粉碎的纤维素材料。生物质通过上部进口14进入加压处理容器。上部进口可以是高压转移装置，其允许在大气压力下使生物质被转移至高压容器中。可选择地，当加压生物质流过导管23至可以是开启阀门的上部进口时，通过高压供给器(high pressure feeder，HPF)可以对生物质加压。
在容器内，生物质经受烘焙反应并从容器的下部排出出口16作为经烘焙的生物质14而被排出。在烘焙反应在容器中发生之前，生物质可以在惰性环境中被干燥并被加热至200℃到400℃。生物质可以在独立的干燥器11中或者在容器10的上部干燥区域15中被干燥和加热。在加压的处理容器10中，生物质可以在容器的上部干燥区域13中被加热。通过具有与生物质接触的表面的热交换器9，生物质可以被间接加热。热交换器可以位于干燥器或容器中。可选择地，可以用喷射入容器或干燥器中的例如过热蒸气的无氧气体18直接加热生物质。
容器可以在相对高于大气压下运行，例如高于20bar计量(290psig)。对容器10加压允许在容器中有更高的气体温度并增加了可用于与生物质反应的每单位体积的气体量。
与在大气压下运行的容器相比，容器所需的热惰性气体体积在加压反应容器10中被显著地降低。与在大气压下的容器比较，对处理容器10加压使加热生物质所需的热气体体积折减了2至35的系数。容器的折减系数取决于容器中的压力。
由于加压反应器中所需的热气的折减体积，与在大气压力下运行的容器相比较，容器10的体积并且因此其尺寸和成本也显著地降低了。有热气被喷射入其中的加压容器在容器中提供了从气体到生物质的高效经济的热交换。
在最高达35bar计量(barg)的压力下，诸如在20bar计量至35bar计量的范围内，容器10可以通过喷射入诸如无氧气体的惰性气体18而被加压。无氧气体(也称为惰性气体)可以基本是氮气、氧化碳或蒸气。加压容器10在惰性气体环境中运行，在该环境中加热加压气体18循环通过容器从而直接加热生物质并促进与生物质的烘焙反应。
至加压容器的上部进口14可以联接至连续供给、压力隔离装置20，例如传统的旋转阀或塞螺旋供给机，从而在大气压力下将来自生物质源的生物质供给到加压容器。容器10在气体相中运行，在该气体相中经干燥的生物质在容器中保持干燥。
如果干燥器11在生物质进入容器之前加热生物质，生物质在例如80℃至120℃或更高的温度下被供给到容器的进口14。通过加压的、热的且无氧的气体18，生物质在容器中被加热。进入容器的气体可以在200℃至600℃的温度范围内并且尤其可以在250℃至400℃的范围内或300℃至380℃的范围内。热气体18通过气体输入多支管24可以被喷射入容器中，该气体输入多支管24包括设置在容器10上部高度的喷嘴。
热惰性气体18可以被喷射入供给系统26中的纸浆中，例如在压力隔离装置的进口下游或高压转移装置28的下游。如果存在高压转移装置28，那么在到容器10的进口处压力隔离装置可能是非必要的。
热气体18与容器中的生物质一起流动并且直接将生物质加热到能促进浆体中烘焙反应的温度。热气体以及在反应器中产生的任何气体都在底部排气多支管30从反应器中排出。气体在约280℃的温度下从容器排出。被排出气体的一部分32从容器去除以为了在烘焙系统外部使用。被排出气体的另一部分在热交换器34(或者另一个热交换装置)中被间接地加热并且返回在容器10的顶部的气体入口多支管24。热交换器34可以增加热能从而将被排出气体从大约280℃加热至300℃到380℃，例如。对被排出气体的重新加热和重新循环降低了需要供应到容器的气体入口多支管的额外加压加热气体38的量。
生物质通过上部进口14进入加压处理容器10，上部进口14可以是容器的顶部或上部中的单个进入孔或一排进入孔。在进入容器之前，生物质可以提前被干燥，或者生物质可以在容器的上部区域中可选干燥区域15内被干燥。在干燥区域下方，容器包括烘焙区域40。
包括干燥区域15(如果存在)和烘焙区域40的容器10通常包括堆叠托盘42，其中每个都被安装在延伸穿过容器的中心垂直轴44上。所述托盘一般可以是具有平面上部支撑表面的圆形盘。托盘42中每一个可能包括开口46，例如圆形盘的饼形开口部分。开口部分可以是每个托盘上的一个或多个开口。开口部分46允许托盘的上部表面上的生物质掉落至下面的托盘上。
每个托盘的开口部分46(也被称为“开口”)优选地不与直接位于托盘之上和之下的托盘中的开口46对齐。如果开口垂直对齐，那么生物质从一个开口部分掉落并直接穿过下面托盘中的开口部分，没有在下面托盘的支撑表面上停留。
开口部分46可以是垂直交错的以使每个开口在直接位于开口下方的托盘的上部部分的尾部区域47上方。托盘的尾部区域47在托盘的旋转56方向上临近并位于开口部分46后面。通过使下部托盘的尾部区域47上方的开口部分46对齐，生物质穿过开口部分并落到尾部区域上。当托盘转动时，生物质以从尾部区域至开口部分的弧形路径滑动越过托盘的整个上部表面。保持在每个托盘上部表面的生物质在托盘上停留的时间最大化，并且因此，允许生物质被加热并被干燥。
托盘42可以与轴44一起旋转。可选择地，托盘可以是静止的并安装至容器的侧壁，并且刮刀装置52可以与轴一起旋转并穿过每个托盘的上部表面。轴44通过可以由位于容器10的下部底座上的齿轮和发动机组件50旋转地驱动。轴的旋转速度可以被调节从而控制生物质通过容器的流速。轴和托盘的旋转速度控制每个托盘上的生物质的停留时间。与慢旋转速度相比，快速旋转速度会促使生物质更快地流动穿过容器。
托盘42可以被穿孔，可以是具有支撑梁的开口网的线框或另外具有开口，从而允许热气体穿过托盘和托盘上的生物质。允许热气流经生物质和托盘促进了生物质颗粒的表面对热气体的暴露。
通过暴露于热气体，在容器中的生物质被加热。在进入容器后的30秒至20分钟内，生物质可以达到足够促进烘焙的温度。
需要对在托盘上移动的生物质增加温度的惰性气体的流速大于需要维持生物质在烘焙所需温度的惰性气体的流速。为了提供通过烘焙区域40的上部部分的惰性气体的高流速，被穿孔的托盘可以被用于提高热气体对生物质的暴露，并且允许气体穿过托盘。实心托盘42可以用在生物质达到所需烘焙温度的容器高度的下方。在烘焙区域40中下部区域的实心托盘的使用有助于限制容器的上部高度的热气体。通过限制热惰性气体对烘焙区域上部高度和干燥区域15的高流速，容器中所需的气体体积可被优化至加热生物质达到烘焙所需温度的所需量。
托盘可以可选择地被加热，例如使用电加热线圈48来为生物质提供间接的热。加热线圈48被设置在托盘的上部表面并通过轴电联接至电源。
生物质可以被停留在处理容器10中五(5)至一百(100)分钟。当生物质进入上部进口14时停留时间开始并且当生物质在容器底部通过出口16排出时停留时间结束。生物质持续流动穿过容器。当生物质进入上部进口时，已经在容器中的生物质在每个托盘上并且在容器底部的生物质通过开口16正被排出。
在容器10中进口14的直接下方的是斜槽54，其接收来自进口的生物质并引导生物质到达上部托盘的尾部区域47部分。斜槽确保进入容器的生物质停留在上部托盘上将近托盘的整个旋转周期。
刮刀装置52，诸如从轴径向向外延伸的臂，可以在每个托盘的上部表面上方延伸并被固定到容器的外部壁体。刮刀装置可以不与轴和托盘一起旋转。如果刮刀装置不旋转，其可以通过旋转安装在轴上的卡圈60被附接到轴44并被搁置在每个托盘的上侧表面上。如果刮刀装置旋转，其可以被附接到轴上并且静止的托盘可以被固定到容器的壁上而不是轴上。
当托盘旋转时，刮刀装置52迫使生物质滑动越过托盘的上部表面。生物质滑动越过托盘直到生物质到达托盘中的开口46并落到容器中紧接着的下部托盘上。
传统的底部刮刀装置(未示出)可以被设置在容器10的底部部分。底部刮刀装置引导通过每个托盘像瀑布似落下的生物质到排出出口16中。底部刮刀装置可以被固定到轴上并与轴一起旋转从而将容器底部的生物质移动到出口16中。
排出出口16可以位于容器底部或在容器底部附近。排出出口的形状可以是圆锥形的、半球形的、椭圆形的或是几何面板形成的斜槽(诸如在美国专利第5000083号中所公开的)。
进入、通过以及来自压力反应容器10的热气体的流动可以被配置成促使热的、加压气体流动通过容器10的上部高度的托盘，在容器的上部高度生物质被加热至用于烘焙的所需温度。如图1所示，热惰性气体可以通过输入多支管24被喷射入容器10的上部区域，该输入多支管24具有设置在容器中相同高度上或在诸如用于增加生物质温度的上部托盘高度的各种高度上的一个或多个气体注射喷嘴64。被引入的热惰性气体可以如图1所示地仅供应至容器的顶部，或者如图2所示地供给至容器的多个高度上。
如果气体流到多个高度，那么流到每个高度的惰性气体可以是在温度、压力或组成方面与为容器其它高度处的气体喷嘴供应气体的气体源所不同的气体源。例如，被引入容器的最上部高度的热惰性气体18可以在稍微，例如10℃至40℃，更热于被供给到容器的生物质温度，例如100℃，的温度上。在容器随后的下部高度处所引入的热惰性气体可以被逐渐加热从而到稍高于容器中临近于所喷射热气体的生物质温度。通过以稍高于由气体加热的生物质的温度喷射入惰性气体，与在单一温度注入气体相比，增加了加热效率，其中单一温度实质上比进入至容器的生物质更热。
压力容器中的热气可以从容器中的各种高度被引出，例如清除(purged)。热气包括被喷射进入容器的惰性气体以及由容器中被加热的生物质所产生的气体，例如蒸气。这些气体可以通过底部排气多支管30被引出。除了从底部排气多支管30引出热气体，该气体还可以从托盘42所在高度之间的一个或多个出口31被引出。临近于气体出口31的托盘42可以是生物质在其上到达烘焙反应所需温度，例如250℃至300℃，的托盘。在生物质到达所需温度的容器高度处通过出口31引出气体，以允许热气体被引导到并被循环通过容器10的上部部分，在此处生物质的温度被提升至所需温度。
在气体出口31下方的容器部分被加压并维持生物质在所需的烘焙温度。来自容器上部区域的热惰性气体将向下流动至容器的下部部分上从而在容器的下部部分中维持生物质处于所需温度。此外，相对小计量的热惰性气体可以通过设置在容器的侧壁上的一个或多个进口喷嘴77被喷射入容器的那些下部部分中，如图2所示。
如图2所示，加热处理容器70可以具有上部部分72，其包含有被穿孔的托盘74、在容器的上中部高度用于接收热惰性气体的气体进口76、77以及在容器的下部高度用于清除容器中生物质中气体的气体出口78。上部部分72对应于容器中生物质被提升至烘焙反应所需温度的体积。容器的最上部部分可以包括干燥区域，类似于图1中所示的容器10中的干燥区域15。
在图2中，上部容器部分72在气体进口76和77处接收惰性热气，此气体进口可以被设置在上部容器部分的不同高度处并且在容器顶部的各种位置处或围绕容器的圆周。通过在容器70的下部高度处从排气口78重新获得的惰性气体并且从惰性气体的外部源18而提供用于气体进口78的热惰性气体。
容器外部的循环导管79，例如管子，将惰性气体从容器的下部高度运输至容器的上部高度，并允许惰性气体从气体源18被添加至循环中。热能可以通过热交换器34和85而在循环导管中被增加至惰性气体。热交换器34增加从容器下部高度引出的被引出的惰性气体的温度，使得气体可以在较高温度下再被引入容器的上部高度用于干燥并促进生物质烘焙。
与在上部部分中的上部托盘相比，热交换器85可以被用于增加经由喷嘴77被供给至容器上部部分72中下部托盘74的惰性气体的温度。在上部部分中的下部托盘可以接收最热的惰性气体从而加热下部托盘上的生物质到所需烘焙温度。容器的上部部分72中的上部托盘74从气体喷嘴76接收稍微更凉的惰性气体，因为生物质还没有到达所需烘焙温度并且其比下部托盘上的生物质更凉。通过增加稍微，例如10℃至20℃，高于相邻气体进口76，77处的生物质温度的惰性气体，热能被保存。
容器的下部部分80被维持在足够促进生物质烘焙反应的压力和温度，但是下部部分中不必增加生物质的温度。下部部分80大体上可以是没有托盘的开放腔室。维持下部容器部分80中的压力和温度所需的热气体流速或体积可以仅仅是足够使得生物质在部分80中向下流动并维持在所需温度的压力和温度。
此外，热惰性气体85可以被添加到下部部分80，诸如在排出端口81。热惰性气体85可以是直接来自导管79的循环气体。通过将来自流经热交换器的蒸气源87的蒸气热间接转移至回收装置89，热交换器34为循环气体增加热能。
在气体出口78下方的容器70的下部部分80可以包括具有实心表面的托盘42，该实心表面将容器的下部部分与上部部分隔开。可选择地，容器的下部部分80可以不具有托盘并围出一相对开放的体积，热生物质被保留在该体积中，烘焙反应持续发生并且在生物质从容器排出之前完成。
容器的下部部分80可以被造型为便于生物质向下通过容器的流动。容器70的下部部分80的几何形状，例如横截面几何形状，可以是用于生物质的基本圆形的横截面开口顶部82以及基本矩形的横截面开口底部排出84。下部部分80可以具有相对的非垂直的逐渐变细的平面侧壁86，该侧壁86与垂直方向成约20度至30度的角度。依据由木屑仓11提供的特殊生物质材料设置这些角度，例如通常供给木屑仓的特殊种类的木屑。在相对置的平面侧壁86之间，是连接至平面侧壁的相对置的曲面侧壁86。在平面视图中，每个平面侧壁通常是三角形。这些平面侧壁以菱形垂直地设置，如图2所示。
用于容器70的排出端口81可以连接至螺旋输送机83，该螺旋输送机将经烘焙的生物质14从容器70运输至容器或其它流程。螺旋输送机83可以计量从容器至收集容器或其它流程的经烘焙生物质14的流动。
轴44在容器70内可以具有下部端部。该下部端部通过同样在容器内的齿轮箱和发动机96驱动。在容器内，例如径向筋的支架支撑容器内的轴的下部端部和齿轮箱以及发动机。通过将轴的端部和齿轮箱以及发动机安装在容器内，在容器内的轴和开口之间不再需要加压轴密封条。
从容器70引出的热加压惰性气体的一部分可以流动通过导管90至木屑供给系统14。热气体流动通过木屑供给系统从而清除来自木屑供给系统中的空气。例如，热气体可以流动进入下部气体多支管92进入木屑仓12中的一个或多个位置。来自多支管的气体进入木屑仓并迫使木屑仓中的空气通过上部排气口94排出，并到达常规的非冷凝气体处理系统。进入木屑仓的热气体增加了生物质的热量并由此降低需要加被增加到容器70中生物质的热能。
图3是用于生物质烘焙的加压处理容器100的示意图。容器100类似于在图1和图2中所示的容器10和70，除了托盘102，104是静止的。刮板106被固定至轴108上，该轴108通过齿轮箱和发动机96旋转。刮板可以是实体杆、具有支撑筋的框架或者其它径向延伸的刚性或半刚性臂。当刮板106随着轴旋转时，刮板扫除在静止的托盘表面上的生物质。当生物质在托盘上滑动时，通过循环通过容器并从惰性气体源110供给到一个或多个上部气体进口112的热惰性气体干燥并加热生物质。
存在一个或多个刮板，其在每个托盘102，104上以径向排列设置。刮板可以径向向往延伸或者关于径向线从0度至90度延伸。刮板可以是直的、弯曲的、凹面的、凸面的或者促进生物质在托盘上运动的其它形状。
至少上部托盘102可以是被穿孔的、网、筛或者其它开口框架，从而促使热惰性气体流流动穿过生物质和容器。下部托盘104可以是实心的从而减慢从容器的上部到下部区域的热惰性气体的流动。可选择地，下部托盘104可以是开口框架，如上部托盘102一样。
托盘可以由压力容器的壁体112的内部表面支撑。壁体112的内部表面可以包括挂钩、脊状或其它支撑表面114，托盘的外凸缘坐落在其上。通过打开容器并使托盘滑动进出容器，托盘可以被移除、替换和重新放置。每个托盘102，104的开口区域允许托盘可移动地滑动经过轴108并安装。
最下面的托盘具有中心斜槽116从而引导生物质到容器的下部部分80。最下面的托盘可以是具有中心排出斜槽116的反向圆锥体，从而允许生物质直接流到容器的中心排出出口116。
流动通过斜槽116的生物质落入容器的可选下部部分80。生物质在下部上可以形成堆，该堆临时将生物质保留在下部部分。虽然在堆中，生物质继续经历烘焙反应。经烘焙的生物质从出口116排出。
虽然结合目前被认为是最实际并优选的实施例已经描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的实施例，相反，本发明旨在涵盖包含在随附权利要求的理念和范围内的各种修改和等同设置。

Claims (20)

1.一种使用具有堆叠托盘(42，74，102，104)的烘焙反应器容器(10，70，100)对木质纤维素生物质进行烘焙的方法，该方法包括：
连续供给生物质到烘焙反应器容器进口(14)以使生物质材料放置在反应器内垂直堆叠的多个托盘中的上部托盘上；
当生物质移动穿过每个托盘的上部表面时，使用喷射入容器中的气体(18)加热并干燥生物质材料，其中所述气体基本不对生物质具有氧化作用，并处于至少20bar计量的压力和至少200℃的温度下；
通过使生物质通过每个托盘中的开口(46)而使生物质像瀑布一样向下倾泻穿过托盘(42，74，102，104)从而使生物质在下部托盘上沉积；并且
从烘焙反应器容器的下部出口(16，81，116)排出经烘焙的生物质，并且从反应器容器的下部高度向反应器容器的上部区域(15)循环提取的气体(30，31，24，64，76，77，78，79)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气体(18)是过热蒸气、二氧化碳和氮气中至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括在使用压力转移装置(22)将生物质供给到容器之前，加压生物质。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，至少上部托盘(42，74，102)是网、筛或具有穿孔，并且生物质的加热和干燥包括使气体通过生物质和托盘。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，在上部托盘下方的托盘(104)是实心的以使得气体不通过托盘。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，气体被引出的容器下部高度(72)与托盘组的下部托盘(104)相邻。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，气体(18)在两个高度(31，64，76，77)处被喷射入容器，其中，在两个高度中的下部高度处喷射入的气体比在两个高度的上部高度处喷射入的气体更热。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，在气体被引出的容器高度下方，生物质持续通过所述托盘(42，74，104)中的至少一个像瀑布一样落下。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，进一步包括将气体(18)喷射入生物质从而从生物质中清除氧气。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，其中喷射是在生物质进入容器之前发生的。
11.烘焙加压反应器容器组件(10，70，100)，其包括：
容纳在容器中的堆叠托盘(42，74，102，104)；
连接至容器以允许气体流进容器的至少上部区域的加压、减氧的气体源，其中所述气体处于至少20bar计量的压力以及至少200℃的温度下；
生物质通过其进入加压反应器容器的上部进口(14)，其中与上部进口方向对齐的斜槽(54)将生物质从进口引导至堆叠托盘组中的上部托盘；
与每个托盘上部表面相关联的刮刀装置(52)，其中，刮刀装置和托盘中的至少一个在容器内旋转；
容器中的下部出口(16，81，116)，经烘焙的生物质通过其从烘焙反应器容器中被排出，以及
气体循环系统(30，31，24，64，76，77，78，79)，从容器中下部高度引出的气体通过其流动至反应器容器的上部高度(15)。
12.根据权利要求11所述的烘焙加压反应器容器组件，其中，加压、减氧的气体(18)是过热蒸气、二氧化碳和氮气中的至少一种来源。
13.根据权利要求11或12所述的烘焙加压反应器容器组件，进一步包括加压转移装置(22)，其将生物质加压并将生物质供给到反应器容器。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的烘焙加压反应器容器组件，其中，堆叠托盘(42，74，102)上部托盘中的至少一个是网、筛或者具有穿孔。
15.根据权利要求14所述的烘焙加压反应器容器组件，其中，在上部托盘下方的托盘(104)是实心的以使气体不会通过托盘。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的烘焙加压反应器容器组件，其中，气体被引出以用于循环的容器的下部高度(72)与下部托盘(104)相邻。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的烘焙加压反应器容器组件，其中，气体循环系统进一步包括热交换器。
18.根据权利要求11至17中任一项所述的烘焙加压反应器容器组件，进一步包括延伸通过反应器容器的中心轴线的垂直旋转轴(44)，而且刮刀装置和托盘中的至少一个被固定至所述轴。
19.根据权利要求11至18中任一项所述的烘焙加压反应器容器组件，其中，反应器容器包括缺少托盘并接收生物质材料的下部区域。
20.根据权利要求11至19中任一项所述的烘焙加压反应器容器组件，进一步包括生物质供应仓(12)，以及将加压、减氧的气体输送至生物质供应仓的导管(90)。
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