CN114479976B - 一种连续式水热炭化方法 - Google Patents

Abstract

本公开内容公开了一种连续式水热炭化方法，包括如下步骤：(1)将生物质原料进行预处理获得生物质固体颗粒，由上料系统输送至装料罐；(2)利用压力控制系统控制所述装料罐和高压水热反应釜的压力，实现将所述上料系统中常压的生物质固体颗粒加入所述高压水热反应釜内，使水热炭化反应连续进行；(3)利用所述高压水热反应釜完成生物质固体颗粒的炭化；(4)将炭化产物进行固液初步分离，获得高温炭化滤液和高水含量炭化物，所述高温炭化滤液返回所述高压水热反应釜继续参与炭化反应；(5)将所述高水含量炭化物进行处理，获得生物质水热炭和炭化废液。本发明提升了炭化效率、降低了炭化能耗，适于广泛的推广应用。

Description

一种连续式水热炭化方法

技术领域

本公开内容属于农林废弃物利用技术领域，涉及一种连续式水热炭化方法，特别是涉及一种以生物质固体颗粒为原料的连续式水热炭化方法。

背景技术

中国作为农业大国，每年产生大量的农业类生物质废弃物，此外还有大量的林业生物质废弃物以及市政园林生物质废弃物，如能将其高效应用到工业生产领域将能够有效降低工业生产CO2排放量，同时提升生物质废弃物的使用价值。水热炭化技术是将生物质与水按照一定的比例放置于高压反应釜中，通过对反应釜加热形成亚临界水，生物质在亚临界水中进行水解、脱水、脱羧、缩聚及芳香化反应，制备获得类似于褐煤和烟煤的生物质水热炭。生物质水热炭可以部分替代煤粉应用到钢铁、水泥、化工、环保以及民用领域，减少工业生产CO2排放量，具有广阔的应用范围。

生物质水热炭化所需的亚临界水需要高压条件，对设备要求较高，传统的水热炭化装置多为间歇式反应，造成能耗高、生产效率低等问题。为实现水热炭化连续进行，专利文献CN113122348A公开了一种农林废弃物连续水热炭化催化方法及装置，采用螺旋泵增压实现水热炭化反应的连续进行。专利文献CN107010807A公开了一种水热炭化处理污泥制备燃料的方法，利用高压柱塞泵将污泥注入反应釜内进行水热炭化反应。专利文献CN108129001A公开了一种畜禽粪便连续水热碳化系统及其工艺，采用高压污泥泵将流态的畜禽粪便注入碳化反应釜进行水热炭化反应。以上科学研究都需要对生物质原料进行浆化，形成流态的原料通过高压泵注入到反应容器中，但对于大块状的农林废弃物，市政园林修剪物、食品加工剩余物，难以适用。

因此有必要提供一种以生物质固体颗粒为原料的连续式水热炭化方法，实现块状生物质废弃物水热炭化反应的连续进行，本公开可以提升水热炭化技术对原料的适用范围、提高生产效率、降低炭化能耗、减少污染物排放，推动生物质水热炭化技术的工业化应用，具有广阔的工业应用前景。

发明内容

在下文中将给出关于本公开内容的简要概述，以便提供关于本公开内容某些方面的基本理解。应当理解，此概述并不是关于本公开内容的穷举性概述。它并不是意图确定本公开内容的关键或重要部分，也不是意图限定本公开内容的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种以生物质固体颗粒为原料的连续式水热炭化方法，通过原料预处理系统、上料系统、装料罐、高压水热反应釜、高压过滤系统、热交换系统、连续降压系统、高压脱水系统、废液处理系统、压力控制系统、高压气体、高温废气冷却系统、气水分离系统、烟气净化系统和余热回收系统实现块状生物质固体颗粒连续水热炭化，提升了炭化效率、降低了炭化能耗、降低了污染物的排放量，具有原料适用性强、生产效率高、反应能耗低、污染物排放少的特点，适于工业化应用，具有积极的经济意义和环保意义。

为实现上述目的，本公开采用的技术方案是：

根据本公开内容的一方面提供一种连续式水热炭化方法，包括如下步骤：(1)将生物质原料进行预处理获得生物质固体颗粒，由上料系统输送至装料罐；(2)利用压力控制系统控制所述装料罐和高压水热反应釜的压力，实现将所述上料系统中常压的生物质固体颗粒加入所述高压水热反应釜内，使水热炭化反应连续进行；(3)利用所述高压水热反应釜完成生物质固体颗粒的炭化；(4)将炭化产物进行固液初步分离，获得高温炭化滤液和高水含量炭化物，所述高温炭化滤液返回所述高压水热反应釜继续参与炭化反应；以及(5)将所述高水含量炭化物进行处理，获得生物质水热炭和炭化废液。

进一步的，其中，步骤(1)中所述的预处理包括将所述生物质原料去除杂物，并对大尺度生物质原料进行破碎获得所述生物质固体颗粒；步骤(2)中利用所述压力控制系统控制高压气体对所述装料罐进行充压和泄压以控制所述装料罐的压力；步骤(3)中利用所述高压水热反应釜，通过控制反应温度、时间、液固比以及催化剂的种类和使用量，完成所述生物质固体颗粒的炭化；步骤(4)中还包括将固液初步分离得到的高水含量炭化物通过热交换系统和连续降压系统进行降温和降压；以及步骤(5)中还包括将降温、降压后的高水含量炭化物进行脱水，获得所述生物质水热炭和所述炭化废液。

进一步的，其中，还包括以下步骤：(6)步骤(3)中水热炭化过程产生的废气经过高温废气冷却系统冷却后进行气水分离，冷凝水和炭化废液经过加工处理为液态肥料，废气经过净化处理达标后直接排放；以及(7)所述热交换系统和所述高温废气冷却系统产生的热量经过余热回收系统回收利用。

进一步的，其中，步骤(1)中所述去除杂物包括去除泥块、碎石、铁片、橡胶、碎布中的一种或者几种的混合物。

进一步的，其中，步骤(1)中所述生物质原料包括农林废弃物、市政园林修剪物、食品加工剩余物中的一种或者几种的混合物，并且所述生物质固体颗粒的粒度小于10cm。

进一步的，其中，步骤(2)中所述装料罐为耐高压容器，装料时将所述装料罐泄压至常压，打开所述装料罐的上部装料口，通过所述上料系统向所述装料罐内装入所述生物质固体颗粒，然后关闭所述上部装料口，通过所述压力控制系统向所述装料罐中充入高压气体，控制所述装料罐内部压力与所述高压水热反应釜内压力相同，然后打开所述装料罐与所述高压水热反应釜之间的下料口，将所述生物质固体颗粒装入所述高压水热反应釜内，完成装料后关闭下料口，对所述装料罐进行泄压，进行下一批生物质颗粒的装料。

进一步的，其中，步骤(3)中所述高压水热反应釜的反应温度为180-260℃，反应时间为1-5h、液固比为2:1～6:1m³/t，催化剂为氧化物、氢氧化物、氯化物、硝酸盐、有机酸、无机酸中的一种或者几种的混合物，催化剂的添加量为反应物重量的0.1％～5％。

进一步的，其中，步骤(3)中所述高压水热反应釜内的液态反应物为新水、工艺循环水、蒸汽冷凝水、生物质固体颗粒所携带的水中的一种或者几种的混合物，所述高压水热反应釜采用蒸汽直接加热、电加热、导热油加热中的一种或者几种方式的混合加热。

进一步的，其中，步骤(4)中所述的固液初步分离在高压容器中进行，所述高温炭化滤液温度为160-250℃，所述高温炭化滤液通过高压浆泵直接注入所述高压水热反应釜内继续参与炭化反应，所述高水含量炭化物水分含量在50％-80％，将所述高水含量炭化物通过所述热交换系统进行冷却降温，降温后的高水含量炭化物通过所述连续降压系统降至常压。

进一步的，其中，步骤(5)中对所述高水含量炭化物进行脱水包括，先采用高压脱水系统的压滤机脱水，获得生物质水热炭的水分含量在30％-40％，再利用所述高压脱水系统挤压脱水，将水分含量进一步脱除至20％以下，获得所述生物质水热炭，所述生物质水热炭的固定碳含量大于30％，灰分含量小于12％，水分含量小于20％，碱金属(K+Na)小于0.3％，硫含量小于0.2％，发热值高于23MJ/kg。

本公开的有益效果是：

1、本公开通过控制上料系统、装料罐和水热炭化反应釜的有效组合，实现水热炭化反应釜在不泄压的条件下生物质固体颗粒的连续加入，具有适应性强、装料效率高的特点，可以大幅度降低生物质水热炭化能耗和提升炭化效率。

2、本公开以农林废弃生物质作为主要原料，通过对水热炭化反应温度、时间、液固比以及催化剂的种类和使用量进行控制，制备获得具有高固定碳含量、低灰分含量、低碱金属含量、低硫含量和高发热值的生物质水热炭。

3、本公开利用高压过滤系统实现高温炭化滤液直接返回水热炭化反应釜参与生物质的水热炭化反应，避免了炭化液相产物在降温过程中能量的大量损失，能够加快水热炭化反应进度，减少水热炭化能耗，降低加工成本。

4、本公开将农林废弃物、市政园林修剪物、食品加工剩余物经过连续式水热炭化方法加工制备获得高品质生物质水热炭，生物质水热炭可以部分替代煤粉应用钢铁、水泥、化工、环保以及民用领域，助力实现“双碳目标”。

附图说明

参照附图下面说明本公开内容的具体内容，这将有助于更加容易地理解本公开内容的以上和其他目的、特点和优点。附图只是为了示出本公开内容的原理。在附图中不必依照比例绘制出单元的尺寸和相对位置。

图1是本公开的连续式水热炭化方法的流程示意图。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本公开内容的示例性公开内容进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实现本公开内容的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实现本公开内容的过程中可以做出很多特定于本公开内容的决定，以便实现开发人员的具体目标，并且这些决定可能会随着本公开内容的不同而有所改变。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本公开内容，在附图中仅仅示出了与根据本公开内容的方案密切相关的水热炭化方法，而省略了与本公开内容关系不大的其他细节。

应理解的是，本公开内容并不会由于如下参照附图的描述而只限于所描述的实施形式。本文中，在可行的情况下，不同实施方案之间的特征可替换或借用、以及在一个实施方案中可省略一个或多个特征。

实施例1

本实施例提供了一种以生物质固体颗粒为原料的连续式水热炭化方法，以大豆秸秆为例，其流程如图1所示，包括如下步骤：

(1)利用原料预处理系统对原料进行预处理，具体地，对大豆秸秆进行筛分去除泥块、碎石、铁片等，可以利用振动筛或其他筛分设备，筛分过程中需要除去夹带的废橡胶和碎布，可以利用现有设备或人力来实现，然后，利用剪切机将大豆秸秆剪碎，控制秸秆长度小于10cm，剪碎后的大豆秸秆称量重量后由螺旋输送管道输送至装料罐顶部；

(2)关闭装料罐的下料口，打开泄压阀，将装料罐中的高温废气排放至高温废气冷却系统，当装料罐内部压力与大气压相等时关闭泄压阀，打开上部装料口，将大豆秸秆装入装料罐中，每次装入量为1t。填装完毕后封闭上部装料口，向装料罐中通入高压气体，此处的高压气体可以是氮气，也可以是其他可以进行水热炭化反应的气体，当压力达到2.3MPa时停止加压，打开装料罐和高压水热反应釜的均压阀，使高压水热反应釜内部压力和装料罐压力相同。打开装料罐与高压水热反应釜之间的下料口，将装料罐中的大豆秸秆装入高压水热反应釜。完成装料后关闭下料口，对装料罐进行泄压，准备接受下一批次大豆秸秆，装料过程高压水热反应釜内部压力稳定，水热炭化反应正常进行。

(3)利用高压泵向反应釜中加水，加入水量为1.5t，循环高温炭化滤液为1.5t，确保水热炭化反应的液固比为3:1。为提升大豆秸秆和补充水的温度，采用电加热方式对反应釜进行供热，稳定反应釜内部的温度保持在220℃。大豆秸秆在反应釜内部进行水热炭化反应的时间为3h，达到反应时间后的大豆秸秆水热炭和炭化废液通过反应釜下部管道进入高压过滤系统进行固液初步分离。

(4)在高压过滤系统中利用滤网将水热炭和水热炭化废液进行分离，水热炭化废液通过高压泵返回到反应釜内参与后续大豆秸秆的水热炭化反应，滤网内的高水含量大豆秸秆水热炭化物进入热交换系统降温，可选的，热交换系统例如可以是管式换热器，也可以是其他换热器，同时将携带的热量由余热回收系统进行回收利用。降温后的高水含量大豆秸秆水热炭化物通过连续降压系统进行减压，获得水分含量为65％的大豆秸秆水热炭产物。

(5)将降温、降压后的高水含量大豆秸秆水热炭通过浆泵输送至高压脱水系统的压滤机先进行脱水，压滤机压滤后的大豆秸秆水热炭水分含量为35％，为进一步降低大豆秸秆水热炭水分含量，采用高压脱水系统将大豆秸秆水热炭中的水分进一步挤压脱除，获得水分含量为18％的大豆秸秆水热炭产品，其固定碳含量为35％，灰分含量为6％，碱金属(K+Na)为0.13％，硫含量为0.07％，干燥基发热值为23.5MJ/kg。

可以理解的是，本公开中的高压脱水系统优选为包括板框压滤机和挤压脱水装置，也可以是其他脱水装置，只要能如上面所述，实现使高水分含量的生物质水热炭脱水至较低的含水量即可。

(6)水热炭化过程装料罐、高压水热反应釜产生的高温废气经过高温废气冷却系统和余热回收系统进行余热回收利用，降温冷却后的废气通过气水分离系统进行气水分离，冷凝水和高压脱水系统处理得到的炭化废液通过管道输送至废液处理系统，通过过滤、静止分离，将滤液中的固体颗粒物和焦油去除后作为液态肥料供农林业生产使用。废气经过烟气净化系统净化处理达标后直接排放。

实施例2

本实施例提供了一种以生物质固体颗粒为原料的连续式水热炭化方法，以废木料为例，其流程如图1所示，包括如下步骤：

(1)利用破碎机对大块废木料进行破碎，控制废木料粒度小于10cm，破碎后的废木料称量重量后由螺旋输送管道输送至装料罐顶部；

(2)关闭装料罐的下料口，打开泄压阀，将装料罐中的高温废气排放至高温废气冷却系统，当装料罐内部压力与大气压相等时关闭泄压阀，打开上部装料口，将废木料装入装料罐中，每次装入量为1.8t。填装完毕后封闭上部装料口，向装料罐中通入高压气体，此处的高压气体可以是氮气，也可以是其他可以进行水热炭化反应的气体，当压力达到3.3MPa时停止加压，打开装料罐和高压水热反应釜的均压阀，使高压水热反应釜内部压力和装料罐压力相同。打开装料罐与高压水热反应釜之间的下料口，将装料罐中的废木料装入高压水热反应釜。完成装料后关闭下料口，对装料罐进行泄压，准备接受下一批次废木料，装料过程高压水热反应釜内部压力的稳定，水热炭化反应正常进行。

(3)利用高压泵向反应釜中加水，加入水量为2t，循环高温炭化滤液为1.6t，确保水热炭化反应的液固比为2:1，同时加入原料质量分数1.3％的硝酸铁作为催化剂。为提升废木料和补充水的温度，采用导热油加热方式对反应釜进行供热，稳定反应釜内部的温度保持在240℃。废木料在反应釜内部进行水热炭化反应的时间为1.5h，达到反应时间后的废木料水热炭和炭化废液通过反应釜下部管道进入高压过滤系统进行固液初步分离。

(4)在高压过滤系统中利用滤网将水热炭和水热炭化废液进行分离，水热炭化废液通过高压泵返回到反应釜内参与后续废木料的水热炭化反应，滤网内的高水含量废木料水热炭化物进入热交换系统降温，可选的，热交换系统例如可以是管式换热器，也可以是其他换热器，同时将携带的热量由余热回收系统进行回收利用。降温后的高水含量废木料水热炭化物通过连续降压系统进行减压，获得水分含量为55％的废木料水热炭产物。

(5)将降温、降压后的高水含量废木料水热炭通过浆泵输送至高压脱水系统的压滤机先进行脱水，压滤机压滤后的废木料水热炭水分含量为32％，为进一步降低废木料水热炭水分含量，采用高压脱水系统将废木料水热炭中的水分进一步挤压脱除，获得水分含量为15％的废木料水热炭产品，其固定碳含量为41％，灰分含量为2％，碱金属(K+Na)为0.02％，硫含量为0.03％，干燥基发热值为25.8MJ/kg。。

(6)水热炭化过程装料罐、高压水热反应釜产生的高温废气经过高温废气冷却系统和余热回收系统进行余热回收利用，降温冷却后的废气通过气水分离系统进行气水分离，冷凝水和高压脱水系统处理得到的炭化废液通过管道输送至废液处理系统，通过过滤、静止分离，将滤液中的固体颗粒物和焦油去除后作为液态肥料供农林业生产使用。废气经过烟气净化系统净化处理达标后直接排放。

实施例3

本实施例提供了一种以生物质固体颗粒为原料的连续式水热炭化方法，以园林修剪物为例，其流程如图1所示，包括如下步骤：

(1)利用原料预处理系统对原料进行预处理，具体地，对园林修剪物进行筛分去除泥块、碎石、铁片，可以利用振动筛或其他筛分设备，筛分过程中需要除去夹带的废橡胶和碎布，可以利用现有设备或人力来实现，然后，利用剪切机将园林修剪物剪碎，控制秸秆长度小于10cm，剪碎后的园林修剪物称量重量后由螺旋输送管道输送至装料罐顶部；

(2)关闭装料罐的下料口，打开泄压阀，将装料罐中的高温废气排放至高温废气冷却系统，当装料罐内部压力与大气压相等时关闭泄压阀，打开上部装料口，将园林修剪物装入装料罐中，每次装入量为2.3t。填装完毕后封闭上部装料口，向装料罐中通入高压气体，此处的高压气体可以是蒸汽，也可以是其他可以进行水热炭化反应的气体，当压力达到1.9MPa时停止加压，打开装料罐和高压水热反应釜的均压阀，使高压水热反应釜内部压力和装料罐压力相同。打开装料罐与高压水热反应釜之间的下料口，将装料罐中的园林修剪物装入高压水热反应釜。完成装料后关闭下料口，对装料罐进行泄压，准备接受下一批次园林修剪物，装料过程高压水热反应釜内部压力的稳定，水热炭化反应正常进行。

(3)向高压水热反应釜内通入300℃，压力为2.5MPa的高温高压蒸汽对园林修剪物进行加热，加入循环高温炭化滤液为1.2t，确保水热炭化反应的液固比为4:1，同时加入原料质量分数0.5％的柠檬酸作为催化剂，反应釜内部的温度保持在200℃。园林修剪物在反应釜内部进行水热炭化反应的时间为4h，达到反应时间后的园林修剪物水热炭和炭化废液通过反应釜下部管道进入高压过滤系统进行固液初步分离。

(4)在高压过滤系统中利用滤网将水热炭和水热炭化废液进行分离，水热炭化废液通过高压泵返回到反应釜内参与后续园林修剪物的水热炭化反应，滤网内的高水含量园林修剪物水热炭化物进入热交换系统降温，可选的，热交换系统例如可以是管式换热器，也可以是其他换热器，同时将携带的热量由余热回收系统进行回收利用。降温后的高水含量园林修剪物水热炭通过连续降压系统进行减压，获得水分含量为70％的园林修剪物水热炭产物。

(5)将降温、降压后的高水含量园林修剪物水热炭通过浆泵输送至高压脱水系统的压滤机先进行脱水，压滤后的园林修剪物水热炭水分含量为36％，为进一步降低园林修剪物水热炭水分含量，采用高压脱水系统将园林修剪物水热炭中的水分进一步挤压脱除，获得水分含量为17％的园林修剪物水热炭产品，其固定碳含量为33％，灰分含量为5％，碱金属(K+Na)为0.03％，硫含量为0.04％，干燥基发热值为23.3MJ/kg。。

(6)水热炭化过程装料罐、高压水热反应釜产生的高温废气经过高温废气冷却系统和余热回收系统进行余热回收利用，降温冷却后的废气通过气水分离系统进行气水分离，冷凝水和高压脱水系统处理得到的炭化废液通过管道输送至废液处理系统，通过过滤、静止分离，将滤液中的固体颗粒物和焦油去除后作为液态肥料供农林业生产使用。废气经过烟气净化系统净化处理达标后直接排放。

实施例4

本实施例提供了一种以生物质固体颗粒为原料的连续式水热炭化方法，以橘子皮为例，其流程如图1所示，包括如下步骤：

(1)将橘子皮称重后由螺旋输送管道输送至装料罐顶部；

(2)关闭装料罐的下料口，打开泄压阀，将装料罐中的高温废气排放至高温废气冷却系统，当装料罐内部压力与大气压相等时关闭泄压阀，打开上部装料口，将橘子皮装入装料罐中，每次装入量为3.2t。填装完毕后封闭上部装料口，向装料罐中通入高压气体，此处的高压气体可以是氮气，也可以是其他可以进行水热炭化反应的气体，当压力达到1.9MPa时停止加压，打开装料罐和高压水热反应釜的均压阀，使高压水热反应釜内部压力和装料罐压力相同。打开装料罐与高压水热反应釜之间的下料口，将装料罐中的橘子皮装入高压水热反应釜。完成装料后关闭下料口，对装料罐进行泄压，准备接受下一批次橘子皮，装料过程高压水热反应釜内部压力的稳定，水热炭化反应正常进行。

(3)向高压水热反应釜内加入循环高温炭化滤液为1.3t，确保水热炭化反应的液固比为6:1，同时加入原料质量分数0.3％的硝酸作为催化剂，反应釜内部的温度保持在200℃。橘子皮在反应釜内部进行水热炭化反应的时间为2.3h，达到反应时间后的橘子皮水热炭和炭化废液通过反应釜下部管道进入高压过滤系统进行固液初步分离。

(4)在高压过滤系统中利用滤网将水热炭和水热炭化废液进行分离，水热炭化废液通过高压泵返回到反应釜内参与后续废木料的水热炭化反应，滤网内的高水含量橘子皮水热炭化物进入热交换系统降温，可选的，热交换系统例如可以是管式换热器，也可以是其他换热器，同时将携带的热量由余热回收系统进行回收利用。降温后的高水含量橘子皮水热炭通过连续降压系统进行减压，获得水分含量为80％的橘子皮水热炭产物。

(5)将降温、降压后的高水含量橘子皮水热炭通过浆泵输送至高压脱水系统的压滤机先进行脱水，压滤后的橘子皮水热炭水分含量为33％，为进一步降低橘子皮水热炭水分含量，采用高压脱水系统将橘子皮水热炭中的水分进一步挤压脱除，获得水分含量为17％的橘子皮水热炭产品，其固定碳含量为30％，灰分含量为2.6％，碱金属(K+Na)为0.15％，硫含量为0.05％，干燥基发热值为23.7MJ/kg。。

(6)水热炭化过程装料罐、高压水热反应釜产生的高温废气经过高温废气冷却系统和余热回收系统进行余热回收利用，降温冷却后的废气通过气水分离系统进行气水分离，冷凝水和高压脱水系统处理得到的炭化废液通过管道输送至废液处理系统，通过过滤、静止分离，将滤液中的固体颗粒物和焦油去除后作为液态肥料供农林业生产使用。废气经过烟气净化系统净化处理达标后直接排放。

以上结合具体的实施方案对本公开内容进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本公开内容的保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本公开内容的精神和原理对本公开内容做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本公开内容的范围内。

Claims (9)

1.一种连续式水热炭化方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将生物质原料进行预处理获得生物质固体颗粒，由上料系统输送至装料罐；

(2)利用压力控制系统控制所述装料罐和高压水热反应釜的压力，实现将所述上料系统中常压的生物质固体颗粒加入所述高压水热反应釜内，使水热炭化反应连续进行；

(3)利用所述高压水热反应釜完成生物质固体颗粒的炭化；

(4)在高压容器中将炭化产物进行固液初步分离，获得高温炭化滤液和高水含量炭化物，所述高温炭化滤液温度为160-250℃，所述高温炭化滤液通过高压浆泵返回后直接注入所述高压水热反应釜内继续参与炭化反应，将固液初步分离得到的高水含量炭化物通过热交换系统和连续降压系统进行降温和降压，所述高水含量炭化物水分含量在50％-80％，将所述高水含量炭化物通过所述热交换系统进行冷却降温，降温后的高水含量炭化物通过所述连续降压系统降至常压；

(5)将降温、降压后的高水含量炭化物进行脱水，获得所述生物质水热炭和炭化废液，其中，对所述高水含量炭化物进行脱水包括，先采用高压脱水系统的压滤机脱水，获得生物质水热炭的水分含量在30％-40％，再利用所述高压脱水系统挤压脱水，将水分含量进一步脱除至20％以下，获得所述生物质水热炭；

(6)水热炭化过程装料罐、高压水热反应釜产生的废气经过高温废气冷却系统冷却后进行气水分离，冷凝水和所述炭化废液经过加工处理为液态肥料，废气经过净化处理达标后直接排放；

其中，步骤(3)中所述高压水热反应釜内的液态反应物包括新水、工艺循环水、蒸汽冷凝水、生物质固体颗粒所携带的水中的一种或者几种的混合物以及所述高温炭化滤液，液固比为2:1～6:1m³/t。

2.根据权利要求1所述的连续式水热炭化方法，其中，

步骤(1)中所述的预处理包括将所述生物质原料去除杂物，并对大尺度生物质原料进行破碎获得所述生物质固体颗粒；

步骤(2)中利用所述压力控制系统控制高压气体对所述装料罐进行充压和泄压以控制所述装料罐的压力；

步骤(3)中利用所述高压水热反应釜，通过控制反应温度、时间、液固比以及催化剂的种类和使用量，完成所述生物质固体颗粒的炭化。

3.根据权利要求2所述的连续式水热炭化方法，其中，还包括以下步骤：

(7)所述热交换系统和所述高温废气冷却系统产生的热量经过余热回收系统回收利用。

4.根据权利要求2所述的连续式水热炭化方法，其特征在于：步骤(1)中所述去除杂物包括去除泥块、碎石、铁片、橡胶、碎布中的一种或者几种的混合物。

5.根据权利要求2所述的连续式水热炭化方法，其特征在于：步骤(1)中所述生物质原料包括农林废弃物、市政园林修剪物、食品加工剩余物中的一种或者几种的混合物，并且所述生物质固体颗粒的粒度小于10cm。

6.根据权利要求2所述的连续式水热炭化方法，其特征在于：步骤(2)中所述装料罐为耐高压容器，装料时将所述装料罐泄压至常压，打开所述装料罐的上部装料口，通过所述上料系统向所述装料罐内装入所述生物质固体颗粒，然后关闭所述上部装料口，通过所述压力控制系统向所述装料罐中充入高压气体，控制所述装料罐内部压力与所述高压水热反应釜内压力相同，然后打开所述装料罐与所述高压水热反应釜之间的下料口，将所述生物质固体颗粒装入所述高压水热反应釜内，完成装料后关闭下料口，对所述装料罐进行泄压，进行下一批生物质颗粒的装料。

7.根据权利要求2所述的连续式水热炭化方法，其特征在于：步骤(3)中所述高压水热反应釜的反应温度为180-260℃，反应时间为1-5h，催化剂为氧化物、氢氧化物、氯化物、硝酸盐、有机酸、无机酸中的一种或者几种的混合物，催化剂的添加量为反应物重量的0.1％～5％。

8.根据权利要求2所述的连续式水热炭化方法，其特征在于：所述高压水热反应釜采用蒸汽直接加热、电加热、导热油加热中的一种或者几种方式的混合加热。

9.根据权利要求1所述的连续式水热炭化方法，其特征在于：所述生物质水热炭的固定碳含量大于30％，灰分含量小于12％，水分含量小于20％，碱金属(K+Na)小于0.3％，硫含量小于0.2％，发热值高于23MJ/kg。

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