DE00940076T1 - Vorrichtung und deren verwendung zur vorhydrolyse von biomasse - Google Patents

Vorrichtung und deren verwendung zur vorhydrolyse von biomasse Download PDF

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Abstract

Ein Apparat zur Vorhydrolyse von Biomasse umfassend:
– einen äußeren Mantel (1),
– einen inneren Mantel (2), wobei der innere Mantel (2) die Innenseite des äußeren Mantels (1) bedeckt;
– wobei sich ein Raum zwischen dem inneren Mantel (2) und dem äußeren Mantel (1) befindet, wobei der Apparat dadurch gekennzeichnet ist, dass Vakuum (3.4) in dem Raum zwischen dem inneren Mantel (2) und dem äußeren Mantel (1) erzeugt wird.

Claims (25)

  1. Ein Apparat zur Vorhydrolyse von Biomasse umfassend: – einen äußeren Mantel (1), – einen inneren Mantel (2), wobei der innere Mantel (2) die Innenseite des äußeren Mantels (1) bedeckt; – wobei sich ein Raum zwischen dem inneren Mantel (2) und dem äußeren Mantel (1) befindet, wobei der Apparat dadurch gekennzeichnet ist, dass Vakuum (3.4) in dem Raum zwischen dem inneren Mantel (2) und dem äußeren Mantel (1) erzeugt wird.
  2. Ein Apparat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Oszillationsmechanismus beinhaltet.
  3. Ein Apparat gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillationsmechanismus es dem Apparat ermöglicht, um seine horizontal angeordnete Achse zu oszillieren.
  4. Ein Apparat gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillationsmechanismus die Oszillation auf alternierende Weise in gleichen Intervallen erlaubt.
  5. Ein Apparat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erzeugte Vakuum unter 1 mm Hg liegt.
  6. Ein Apparat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Reaktor ist.
  7. Ein Apparat gemäß einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Mantel (1) und der innere Mantel (2) aus korrosionsbeständigem Material gefertigt sind.
  8. Ein Apparat gemäß einem der Ansprüche 1, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sein äußerer Mantel (1) und innerer Mantel (2) aus mikrobondiertem Kohlenstoff-Stahl bzw. feuerfestem Material gefertigt sind.
  9. Ein Apparat gemäß einem der Ansprüche 1, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Mantel (1) und der innere Mantel (2) durch einfache Zusammenpassung (Juxtaposition), frei von Schweißung, befestigt sind.
  10. Ein Apparat gemäß einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass er Vorrichtungen zur Detektion und Überwachung des Vakuums zwischen dem äußeren Mantel (1) und dem inneren Mantel (2) umfasst.
  11. Ein Apparat gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektions- und Überwachungseinrichtungen Vakuum-Mikroleckage detektieren, so dass es ermöglicht wird, Mikrorisse in dem inneren Mantel (2) zu detektieren.
  12. Ein Apparat gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion von Mikrorissen in einer kontinuierlichen Weise durchgeführt wird.
  13. Ein Apparat gemäß einem der Ansprüche 10–12, dadurch gekennzeichnet, dass Heliumgas in den Reaktor zur Detektion von Mikrorissen in dem inneren Mantel eingeführt wird.
  14. Ein Apparat gemäß einem der Ansprüche 7–10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroleckage-Detektoren mit der Vakuumpumpe (15) gekoppelt sind.
  15. Ein Verfahren zur Biomasse-Vorhydrolyse, welches die folgenden Schritte umfasst: – Ausladen der Biomasse in den schraubenförmigen Zuführer; – Beginnen des Betriebs der Druckbeaufschlagung in der Vorrichtung zur Biomasse-Vorhydrolyse, welches die folgenden Schritte umfasst: b.1) Fluten der Vorrichtung zur Biomasse-Vorhydrolyse mit einer vorgewärmten säurehaltigen Lösung; b.2) Heizen; und b.3) mit Druck beaufschlagen; c) wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorhydrolyse gleichzeitig mit der kreisenden Oszillation des Apparates zur Biomasse-Vorhydrolyse, dem Reinigen des Dampfes, und der Steuerung/Regelung von Temperatur, Druck, Säuregehalt, Zeit der Vorhydrolyse und des Flüssigkeits/Festkörper-Verhältnisses ausgeführt wird; d) Begleiten des Zuckergehaltes bis zu einem Wert nahe von 10 Bricks mittels eines Zucker-Messgerätes; e) Entladen des Vorhydrolysates in den Tank durch den Wärmeaustauscher; f) Waschen zur Zuckergewinnung; und g) Entladen des Cellulignins in mechanische Wascher oder in Karren, um durch Perkolation gewaschen zu werden.
  16. Ein Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung der Vorrichtung zur Biomasse-Vorhydrolyse durch Kompaktierung der Biomasse in der Vorrichtung zur Vorhydrolyse ausgeführt wird.
  17. Ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigen des Dampfes der Vorrichtung zur Vorhydrolyse die Temperatur um 150°C bis 170°C hält.
  18. Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15, 16, oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigen des Dampfes der Vorrichtung zur Vorhydrolyse die Temperatur vorzugsweise bei etwa 106°C hält.
  19. Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15–18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorhydrolyse während etwa 30 Minuten gleichzeitig mit Oszillation und Reinigung des Dampfes bewirkt wird.
  20. Ein Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr der Biomasse auf der Zufuhrplattform ausgeführt wird, die aus einer geneigten schraubenförmigen Förderanlage besteht.
  21. Ein Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung der Vorrichtung zur Biomasse-Vorhydrolyse durch den schraubenförmigen Zuführer bis hin zum Beginn der Kompaktierung durchgeführt wird, so dass eine Dichte von etwa 300 kg/m3 erreicht wird.
  22. Ein Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluten der Vorrichtung zur Biomasse-Vorhydrolyse mit einer säurehaltigen Lösung entsprechend 1,7% der Biomasse durchgeführt wird, auf etwa 80°C im Wärmeaustauscher vorgeheizt wird, und das Flüssigkeits-/Festkörper-Verhältnis = 2 beträgt unter Heizen zwischen 150°C und 170°C, vorzugsweise 160°C und Druckbeaufschlagung von etwa 0,62 MPa.
  23. Ein Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme des Ausstromdampfes beim Entgasen im Wärmeaustauscher durch die säurehaltige Lösung der folgenden Reaktion zurückgewonnen wird.
  24. Ein Verfahren gemäß Anspruch 15, gekennzeichnet durch die Verwendung gefilterten Wassers im Verfahren zur Herstellung normalen Cellulignins und vollentsalzten Wassers im Verfahren zur Herstellung reinen Cellulignins
  25. Ein Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Waschwasser den Anforderungen für frisches Wasser entspricht und in einen beliebigen Wasserstrom entsorgt werden kann.
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