CN116496876A - 生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的装置系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的装置系统及方法，所述装置系统包括沼气发酵模块、水热碳化模块和沼液‑有机废水耦合处理模块；所述沼气发酵模块分别与水热碳化模块和沼液‑有机废水耦合处理模块相连。本发明通过将沼气发酵与水热碳化处理相耦合，既可以有效的降低水热炭制备热耗，降低有机废水酸度，同时可以解决沼气发酵过程中产生的沼液、沼渣处理难题，并降低了运行成本，实现了农业秸秆等生物质废弃物的减量化、资源化、无害化，具有大规模推广应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及生物能利用技术领域，尤其涉及一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的装置系统及方法。
背景技术
我国是农业大国，每年仅秸秆产量约10亿吨，田间焚烧危害很大，其他利用方式又无法消纳如此体量的秸秆原料，直接粉碎还田会破坏土壤结构且易导致农作物病虫害等。生物质具有高水分含量、低能量密度、亲水特性和植物纤维韧性难研磨等特性，这些生物质原材料的固有特性极大的限制了生物质燃料的大规模使用，因此能源化利用必须进行预处理。
生物质沼气制备技术是通过维持密闭容器内部固液原料的酸碱平衡，通过添加一定的活化菌种，促使生物质在容器内部发酵产生沼气，剩余的沼液沼渣常通过再处理形成有机肥料。沼气发酵后产生大量的沼渣、沼液等废弃物需进行二次处理，处理后沼渣沼液形成有机肥料，近5年的有机肥还田利用表明土壤对有机肥承受力有限(烧苗、土壤板结及病虫害机率增加)，从而造成农民接受度低。发酵产生的沼气常需进行提纯，提纯设备复杂投资运行成本高。
而且，沼气发酵后产生大量的沼渣、沼液等废弃物，废弃物后续处理成本高，投资成本大，处理后产生的有机肥农民接受度低且土壤承受力有限，易烧苗或土壤板结；发酵产生的沼气常需要进行提纯，提纯设备复杂运行成本高。
因此，开发一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用系统，高效解决沼气发酵过程中产生的沼液、沼渣处理难题具有重要意义。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的装置系统及方法，可以有效的降低水热炭制备热耗，降低有机废水酸度，同时可以解决沼气发酵过程中产生的沼液、沼渣处理难题，并降低运行成本，从而实现农业秸秆等生物质废弃物的减量化、资源化、无害化。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的装置系统，所述装置系统包括沼气发酵模块、水热碳化模块和沼液-有机废水耦合处理模块；
所述沼气发酵模块分别与水热碳化模块和沼液-有机废水耦合处理模块相连。
本发明所述的生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的装置系统通过将沼气发酵模块、水热碳化模块和沼液-有机废水耦合处理模块进行耦合，既解决了沼气发酵沼渣处理难题，将其进行水热碳化处理制备得到成型燃料或还田吸附剂，提高产品综合价值，也解决了沼液和水热碳化处理产生的废水问题，将沼液和水热碳化处理产生的废水调和利用，生成偏中性的富营养有机水，减少了二次处理成本。而且，本发明的采用了沼气锅炉为水热碳化模块提供高温高压蒸汽，相比于现有技术中使用生物质锅炉而言，运行维护成本更低。
优选地，所述沼气发酵模块包括依次连接的沼气发酵池、沼气提纯装置、气体增压泵和沼气储罐。
本发明所述沼气提纯装置用于对沼气中水蒸汽等无效产物的去除，在沼气提纯装置和气体增压泵之间还可以设置有流量调节阀，以根据实际需求调节沼气进入沼气储罐的速度，直至关停/全开；所述气体增压泵的作用是对沼气进行加压，减小后续沼气储罐的体积。
优选地，所述沼气发酵池的数量为至少一组，例如可以是一组、两组、三组、四组或五组等。
本发明中优选多组沼气发酵池耦合一组水热碳化模块，通过离散原理实现耦合系统的连续运行。
优选地，所述沼气发酵池的一侧设置有沼气发酵池物料入口。
优选地，所述沼气发酵模块还包括与沼气发酵池连接的沼液池。
优选地，所述水热碳化模块包括沼气锅炉、预蒸仓、喂料装置、水热碳化反应装置和换热装置。
本发明所述换热装置用于回收碳化反应高温水热量，回收的热量用于对沼气锅炉补水再热以进一步降低沼气需求量。
优选地，所述预蒸仓、喂料装置和水热碳化反应装置依次连接。
优选地，所述预蒸仓与沼气发酵池相连。
优选地，所述沼气锅炉、水热碳化反应装置和换热装置循环连接。
优选地，所述换热装置与预蒸仓相连。
本发明所述换热装置与预蒸仓之间还设置有流量调节阀和截止阀，以调节进入预蒸仓的水热碳化反应水的流量和温度，以保证沼渣进入水热碳化反应器的物料温度和湿度，也降低了干进料可能造成的喂料装置阻塞的风险。
优选地，所述换热装置的一侧设置有锅炉补水入口。
优选地，所述预蒸仓与破碎装置相连。
优选地，所述破碎装置的顶部设置有秸秆入口。
本发明优选将农林、粪便等废弃物添加到沼渣中，以完全消纳沼气并提高碳化成型产物的热值和产量，同时可将生成的沼气充分利用，将气态储能转化为固态储能，从而节约了沼气储运建设成本。当添加农林废弃物时需要破碎至粒径≤3cm，这样有利于提高后续喂料装置的稳定性及最终固体成品外观整洁度。
优选地，所述换热装置与沼气发酵池相连，可以将换热装置出口水热碳化反应水引入沼气发酵池中，以维持沼气发酵池需求的沼气发酵温度，从而提高沼气产率。
优选地，所述水热碳化模块包括出料挤干装置、成型装置、成品仓和有机废水池。
本发明所述出料挤干装置将物料挤压以分离固液两态物质，成品仓用于碳化沼渣成型颗粒的储存和外运中转。
优选地，所述出料挤干装置、成型装置和成品仓与水热碳化反应装置依次连接。
本发明所述出料挤干装置的工艺废水出水口含固液分离装置，以提高沼渣固基的产率。
优选地，所述出料挤干装置与有机废水池相连。
优选地，所述换热装置分别与预蒸仓和有机废水池相连。
优选地，所述出料挤干装置与换热装置相连。
优选地，所述水热碳化反应装置的一侧设置有高温水循环管道。
本发明中出料挤干装置底部排出的废水进入换热装置，此时水热碳化反应器内部水分可循环利用，有利于增加固态物质产量，但固体成品离子含量将增加，循环倍率可取2-5，例如可以是2、3、3.5、4、4.7或5等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述沼液-有机废水耦合处理模块包括第一液体输送装置、溶液混合装置和第二液体输送装置。
优选地，所述第一液体输送装置和第二液体输送装置均与溶液混合装置相连。
优选地，所述第一液体输送装置与有机废水池相连。
优选地，所述第二液体输送装置与沼液池相连。
本发明所述第一液体输送装置与有机废水池之间、第二液体输送装置与沼液池之间均设置有流量调节阀，可以调节沼液和有机废水的流量，使混合后溶液满足要求。
优选地，所述溶液混合装置的一侧设置有溶液出口。
优选地，所述溶液混合装置的顶部设置有试剂添加入口。
本发明所述溶液混合装置将沼液和有机废水进行配比调和，还可以根据需求添加不同的试剂，调后水可直接还田或另行他用。
第二方面，本发明还提供一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的方法，所述方法采用第一方面所述的一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的装置系统进行；
所述方法包括沼气发酵模块产生的沼渣为水热碳化模块提供原料，产生的沼液进入沼液-有机废水耦合处理模块；所述沼液与水热碳化模块产生的有机废水在沼液-有机废水耦合处理模块被处理。
本发明所述的生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的方法在解决沼气发酵产生的沼液、沼渣处理难题的同时，减少水热碳化反应无益副产物和降低运行成本。本发明所述方法的产物为三样：沼气、沼渣碳化物、富营养水，除此之外无其它废弃物产生，前两样具备优良的市场价值，第三样富营养水不论是直接还田还是二次调配他用，皆远比沼液和有机废水优越，整套系统经济性和调节性好。
优选地，所述方法包括发酵原料和发酵菌在沼气发酵池内进行厌氧发酵，发酵完成的沼气经沼气提纯装置处理后经气体增压泵增压后进入沼气储罐中；发酵完成的沼液流入沼液池中，沼渣依次进入预蒸仓、喂料装置和水热碳化反应装置，进行水热碳化反应。
优选地，沼气储罐中的沼气进入沼气锅炉燃烧，产生高温高压水蒸气，进入水热碳化反应装置，沼气锅炉的补水来源于经换热器换然后的去离子水；所述换热器产生的蒸汽进入预蒸仓，所述水热碳化反应装置处理后的沼渣进入出料挤干装置经挤压、干燥后进入成型装置处理，最后进入成品仓储存。
优选地，所述出料挤干装置排出的有机废水自流入有机废水池中，经第一液体输送装置输送进入溶液混合装置，与经第二液体输送装置输送来的沼液在溶液混合装置中被处理。
优选地，所述沼气发酵池的温度为30～60℃，例如可以是30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、58℃或60℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
发酵时间为25～45天，例如可以是25天、30天、35天、37天、40天或45天等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明对沼气发酵池的pH不作调节。
优选地，所述水热碳化反应的温度为180～250℃，例如可以是180℃、190℃、200℃、220℃、230℃、240℃或250℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
沼渣停留时间为0.5～2h，例如可以是0.5h、0.7h、0.9h、1h、1.3h、1.8h或2h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
液固比为2～10，例如可以是2、3、5、7、9或10等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；液固比为无量纲数字，定义为液体质量/固体质量，无单位。
优选地，所述出料挤干装置挤压后的出料含水率≤30％，例如可以是30％、28％、25％、20％、17％或15％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括：
发酵原料和发酵菌在温度为30～60℃的沼气发酵池内进行厌氧发酵25～45天，发酵完成的沼气经沼气提纯装置处理后经气体增压泵增压后进入沼气储罐中；发酵完成的沼液流入沼液池中，沼渣依次进入预蒸仓、喂料装置和水热碳化反应装置，进行温度为180～250℃、沼渣停留时间为0.5～2h、液固比为2～10的水热碳化反应；
沼气储罐中的沼气进入沼气锅炉燃烧，产生高温高压水蒸气，进入水热碳化反应装置，沼气锅炉的补水来源于经换热器换然后的去离子水；所述换热器产生的蒸汽进入预蒸仓，所述水热碳化反应装置处理后的沼渣进入出料挤干装置经挤压、干燥，出料含水率≤30％后进入成型装置处理，最后进入成品仓储存；
所述出料挤干装置排出的有机废水自流入有机废水池中，经第一液体输送装置输送进入溶液混合装置，与经第二液体输送装置输送来的沼液在溶液混合装置中被处理。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供的生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的装置系统采用沼气锅炉，相比于生物质锅炉的运行维护成本更低，相比于传统的水热碳化系统可省略破碎系统造价及运行成本更低。
(2)本发明提供的生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的方法消除了沼气发酵沼渣处理难题，成品为颗粒或棒料等，可作为燃料或还田吸附剂进行市场销售，提高了产品综合价值；而且消纳了沼渣，减轻了土壤承载力需求，避免了对农林作物烧苗、病虫害等问题的发生，应用前景广阔。
附图说明
图1是实施例1提供的一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用系统示意图。
图2是实施例2提供的一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用系统示意图。
图3是实施例3提供的一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用系统示意图。
图4是实施例4提供的一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用系统示意图。
图中：1-沼气发酵池1；2-沼气提纯器；3-气体增压泵；4-沼气储罐；5-沼气锅炉；6-预蒸仓；7-喂料器；8-水热碳化反应器；9-出料挤干装置；10-成型装置；11-成品仓；12-换热器；13-有机废水池；14-沼液池；15-溶液混合器；16-水泵一；17-水泵二；18-沼气发酵池物料入口；19-锅炉补水入口；20-溶液出口；21-破碎机；22-秸秆入口；23-换热器有机废水出口；24-高温水循环管道。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本领域技术人员理应了解的是，本发明中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本发明的主要发明点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型自行增设布局，本发明对此不做特殊要求和具体限定。
实施例1
本实施例提供一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的装置系统，其示意图如图1所示。
所述装置系统包括沼气发酵模块、水热碳化模块和沼液-有机废水耦合处理模块；所述沼气发酵模块分别与水热碳化模块和沼液-有机废水耦合处理模块相连。
所述沼气发酵模块包括依次连接的沼气发酵池1、沼气提纯器2、气体增压泵3和沼气储罐4；
所述沼气发酵池1的一侧设置有沼气发酵池物料入口18；
所述沼气发酵模块还包括与沼气发酵池1连接的沼液池14。
所述水热碳化模块包括沼气锅炉5、预蒸仓6、喂料器7、水热碳化反应器8和换热器12；
所述预蒸仓6、喂料器7和水热碳化反应器8依次连接；
所述预蒸仓6与沼气发酵池1相连；
所述沼气锅炉5、水热碳化反应器8和换热器12循环连接；
所述换热器12与预蒸仓6相连；
所述换热器12的一侧设置有锅炉补水入口19。
所述水热碳化模块包括出料挤干装置9、成型装置10、成品仓11和有机废水池13；
所述出料挤干装置9、成型装置10和成品仓11与水热碳化反应器8依次连接；
所述出料挤干装置9与有机废水池13相连。
所述沼液-有机废水耦合处理模块包括水泵一16、溶液混合器15和水泵二17；
所述水泵一16和水泵二17均与溶液混合器15相连；
所述水泵一16与有机废水池13相连；
所述水泵二17与沼液池14相连；
所述溶液混合器15的一侧设置有溶液出口20；
所述溶液混合器15的顶部设置有试剂添加入口。
本实施例还提供一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的方法，所述方法采用上述的一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的装置系统进行；
所述方法包括：
发酵原料玉米秸秆进行粗分离，以去除秸秆中的泥土、玻璃等固体废弃物，以保证后续水热碳化中沼渣的使用不会损伤系统设备。
10吨干玉米秸秆在50℃的温度下加入发酵菌，在沼气发酵池1内进行定温厌氧发酵30天，发酵完成的沼气经沼气提纯器2去除水蒸气和其它杂质，合计沼气产量2600m3，热值为5500kCal/m3，经过气体增压泵3将沼气增压到1MPa进入沼气储罐4中；
发酵完成的沼渣、沼液经过分离，沼液流入沼液池14中，沼渣经过挤压后脱除一定水分作为水热碳化反应原料。本例中产生的沼液量约5.6t，产生的沼渣量约为0.6t，生成沼气热值约为60GJ。
沼气发酵池1产生的沼渣可直接进入预蒸仓6；预蒸仓6中来自换热器12出口的工艺废水(80℃)直接喷淋至沼渣上，在润湿沼渣的同时使得沼渣的温度进一步升高至60℃，沼渣从预蒸仓6出来经喂料器7送入水热碳化反应器8中。
沼气锅炉5的燃料为沼气储罐4储存的沼气，锅炉补水来源于经换热器再热12换然后的去离子水。
水热碳化反应器8内部反应温度设定为195-205℃，反应时间设定为1.5小时，固液比设定为1:5，热源来源于沼气锅炉5产生的1.6MPa的高温高压水蒸气，容器内部沼渣发生碳化反应形成生物质碳的同时也灭杀沼渣中的虫卵等有害物；水热碳化反应器8出口处的有机废水流入换热器12，换热后进入前置的预蒸仓6中；剩余碳化沼渣湿物料进入出料挤干装置9。
经测算，上述固液比情况下，每吨干玉米秸秆形成的沼渣碳化产物需耗费蒸汽热值约为0.7GJ，考虑到蒸汽泄漏等热损失，沼气利用率约为11.6％。
出料挤干装置9对碳化后的沼渣挤压、干燥至含水率30％以下后，碳化玉米沼渣进入成型装置10成型后进入成品仓11中，成型颗粒成品热值为10.5MJ/kg，碳化率23.6％；出料挤干装置9排出的液体自流入有机废水池13中。
本实施例沼液pH＝8.1，总量约为5.6t，水热碳化产生的有机废水pH＝4.2，总量约为2.5t，经过调节沼液/有机废水的配比，并在溶液混合器15添加N、P，生成的富营养水的pH值约为6.5，可作为花卉使用的富营养液。
实施例2
本实施例提供一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的装置系统，其示意图如图2所示。
所述装置系统除了预蒸仓6与破碎机21相连，所述破碎机21的顶部设置有秸秆入口22外，其余均与实施例1相同。
本实施例还提供一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的方法，所述方法采用上述的一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的装置系统进行；
所述方法除了在破碎机21前加入49t玉米秸秆，破碎机将秸秆破碎至长度＜3cm(合格率95％)，在预蒸仓6与沼渣混合后，经喂料器7进入水热碳化反应器8进行水热碳化反应，水热反应选择液固比为2外，其余步骤与实施例1相同。
本实施例成品仓11中成型颗粒成品热值为15.8MJ/kg，热值大幅度提高。
此时水热碳化反应器8出口处的有机废水总量增加到90t，此时溶液混合器15中配比主要针对有机废水，加入复硝酚钠等物质调配。
实施例3
本实施例提供一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的装置系统，其示意图如图3所示。
所述装置系统除了换热器12与沼气发酵池1相连外，其余均与实施例1相同。
本实施例还提供一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的方法，所述方法采用上述的一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的装置系统进行；
所述方法除了换热器12出口的工艺废水(80℃)进入沼气发酵池1外，其余步骤与实施例1相同。
本实施例由于预蒸仓6无热量引入，沼气消耗量利用率增加至12.3％，但是沼气发酵池1沼气发酵的稳定性有所提高。
实施例4
本实施例提供一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的装置系统，其示意图如图4所示。
所述装置系统除了所述出料挤干装置9与换热器12相连，所述水热碳化反应器8的一侧设置有高温水循环管道24；所述换热器12分别与预蒸仓6和有机废水池13相连外，其余均与实施例1相同。
本实施例还提供一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的方法，所述方法采用上述的一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的装置系统进行；
所述方法除了出料挤干装置9挤压出来的工艺废水引入换热器12高温侧进水入口，再分别流入预蒸仓6和有机废水池13中，高温水循环利用循环倍率取3外，其余步骤与实施例1相同。
本实施例中固态碳产量增加到26.8％，成型颗粒成品热值增加到11.2％，成型颗粒成品离子含量增加25％。本实施例减小了系统水耗，有机废水产率大幅度降低。
综上所述，本发明提供的生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的装置系统及方法的产物为沼气、沼渣碳化物和富营养水，除此之外无其它废弃物产生。其中，沼气、沼渣碳化物具备优良的市场价值，沼渣碳化物可制备成型燃料或还田吸附剂，富营养水不论是直接还田还是二次调配他用，皆远比沼液和有机废水优越，整套系统经济性和调节性好，适合大规模推广应用。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括沼气发酵模块、水热碳化模块和沼液-有机废水耦合处理模块；
所述沼气发酵模块分别与水热碳化模块和沼液-有机废水耦合处理模块相连。
2.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述沼气发酵模块包括依次连接的沼气发酵池、沼气提纯装置、气体增压泵和沼气储罐；
优选地，所述沼气发酵池的一侧设置有沼气发酵池物料入口；
优选地，所述沼气发酵模块还包括与沼气发酵池连接的沼液池。
3.根据权利要求1或2所述的装置系统，其特征在于，所述水热碳化模块包括沼气锅炉、预蒸仓、喂料装置、水热碳化反应装置和换热装置；
优选地，所述预蒸仓、喂料装置和水热碳化反应装置依次连接；
优选地，所述预蒸仓与沼气发酵池相连；
优选地，所述沼气锅炉、水热碳化反应装置和换热装置循环连接；
优选地，所述换热装置与预蒸仓相连；
优选地，所述换热装置的一侧设置有锅炉补水入口。
4.根据权利要求1～3任一项所述的装置系统，其特征在于，所述预蒸仓与破碎装置相连；
优选地，所述破碎装置的顶部设置有秸秆入口；
优选地，所述换热装置与沼气发酵池相连。
5.根据权利要求1～4任一项所述的装置系统，其特征在于，所述水热碳化模块包括出料挤干装置、成型装置、成品仓和有机废水池；
优选地，所述出料挤干装置、成型装置和成品仓与水热碳化反应装置依次连接；
优选地，所述出料挤干装置与有机废水池相连。
6.根据权利要求1～5任一项所述的装置系统，其特征在于，所述换热装置分别与预蒸仓和有机废水池相连；
优选地，所述出料挤干装置与换热装置相连；
优选地，所述水热碳化反应装置的一侧设置有高温水循环管道。
7.根据权利要求1～6任一项所述的装置系统，其特征在于，所述沼液-有机废水耦合处理模块包括第一液体输送装置、溶液混合装置和第二液体输送装置；
优选地，所述第一液体输送装置和第二液体输送装置均与溶液混合装置相连；
优选地，所述第一液体输送装置与有机废水池相连；
优选地，所述第二液体输送装置与沼液池相连；
优选地，所述溶液混合装置的一侧设置有溶液出口；
优选地，所述溶液混合装置的顶部设置有试剂添加入口。
8.一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1～7任一项所述的一种生物质水热碳化与沼气发酵耦合利用的装置系统进行；
所述方法包括沼气发酵模块产生的沼渣为水热碳化模块提供原料，产生的沼液进入沼液-有机废水耦合处理模块；所述沼液与水热碳化模块产生的有机废水在沼液-有机废水耦合处理模块被处理。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法包括发酵原料和发酵菌在沼气发酵池内进行厌氧发酵，发酵完成的沼气经沼气提纯装置处理后经气体增压泵增压后进入沼气储罐中；发酵完成的沼液流入沼液池中，沼渣依次进入预蒸仓、喂料装置和水热碳化反应装置，进行水热碳化反应；
优选地，沼气储罐中的沼气进入沼气锅炉燃烧，产生高温高压水蒸气，进入水热碳化反应装置，沼气锅炉的补水来源于经换热器换然后的去离子水；所述换热器产生的蒸汽进入预蒸仓，所述水热碳化反应装置处理后的沼渣进入出料挤干装置经挤压、干燥后进入成型装置处理，最后进入成品仓储存；
优选地，所述出料挤干装置排出的有机废水自流入有机废水池中，经第一液体输送装置输送进入溶液混合装置，与经第二液体输送装置输送来的沼液在溶液混合装置中被处理。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述沼气发酵池的温度为30～60℃，发酵时间为25～45天；
优选地，所述水热碳化反应的温度为180～250℃，沼渣停留时间为0.5～2h，液固比为2～10；
优选地，所述出料挤干装置挤压后的出料含水率≤30％。
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