EA004438B1 - Устройство для переработки материалов, в частности для предварительного гидролиза биомассы или для варки минерала - Google Patents

Устройство для переработки материалов, в частности для предварительного гидролиза биомассы или для варки минерала Download PDF

Info

Publication number
EA004438B1
EA004438B1 EA200200070A EA200200070A EA004438B1 EA 004438 B1 EA004438 B1 EA 004438B1 EA 200200070 A EA200200070 A EA 200200070A EA 200200070 A EA200200070 A EA 200200070A EA 004438 B1 EA004438 B1 EA 004438B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
reactor
steel
coating
vacuum
biomass
Prior art date
Application number
EA200200070A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200200070A1 (ru
Inventor
Далтро Гарсиа Пинатти
Алваро Гуэдес Соарес
Original Assignee
Рм Материаис Рефратариос Лтда.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=36284033&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EA004438(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Рм Материаис Рефратариос Лтда. filed Critical Рм Материаис Рефратариос Лтда.
Publication of EA200200070A1 publication Critical patent/EA200200070A1/ru
Publication of EA004438B1 publication Critical patent/EA004438B1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/02—Apparatus characterised by being constructed of material selected for its chemically-resistant properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053—Details of the reactor
    • B01J19/0073—Sealings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/28—Moving reactors, e.g. rotary drums
    • B01J19/285—Shaking or vibrating reactors; reactions under the influence of low-frequency vibrations or pulsations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
    • C13K1/02—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K13/00—Sugars not otherwise provided for in this class
    • C13K13/002—Xylose
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00245—Avoiding undesirable reactions or side-effects
    • B01J2219/00256—Leakage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/0204—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties comprising coatings on the surfaces in direct contact with the reactive components
    • B01J2219/0236—Metal based
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/025—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties characterised by the construction materials of the reactor vessel proper
    • B01J2219/0277—Metal based
    • B01J2219/0286—Steel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройству для переработки предварительного гидролиза биомассы, в частности к реактору безотказного типа подвижной или стационарной конструкции, который можно изготавливать из микросвязанной углеродной стали (1.1-1.7) и который покрывают специальными материалами (тугоплавкими металлами, суперсплавами, нержавеющими материалами, пластиками и т.д.). Создание вакуума (3.4) между кожухом (1.1-1.7) реактора и его покрытием (2.1-2.2) устраняет имплозию реактора и позволяет обнаружить утечки при помощи газообразного гелия. Стойкость к коррозии тугоплавких металлов позволяет выполнять предварительный гидролиз биомассы и варку минерала.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству для переработки материалов, в частности для выполнения предварительного гидролиза биомассы или для варки минерала с целью получения промышленных продуктов, таких как лигноцеллюлоза и растворы сахара, которые являются продуктами предварительного гидролиза, содержащими ксилозу, глюкозу, мамозу, галактозу, арабинозу, ацетильные продукты, урановую кислоту и т.д. Данное изобретение далее относится к изготовлению реакторов для гидролиза минералов, таких как ильменит, анатаз, колумбит, пирохлор, цирконит и т.д.
Предпосылки изобретения
Химические реакторы представляют собой устройства, которые предназначены для выполнения разных способов превращения химических, металлургических, термических, биотехнологических, фармацевтических и других материалов. Реакторы можно разделить на три категории с учетом нижеследующих параметров:
a) классификация по емкостям и потокам: 1) реактор периодического действия; 2) реактор полунепрерывного действия; 3) емкостный реактор со смесителем непрерывного действия - КТМС; 4) последовательно соединенные КТМС; 5) трубчатый реактор и 6) рециркулирующий реактор.
b) классификация по обрабатываемым фазам: 1) реакторы для газообразных фаз; 2) реакторы для жидких фаз; 3) реакторы для жидких и газообразных фаз; 4) реакторы с твердыми катализаторами; 5) некаталитические реакторы для смесей, включающих твердые вещества (газообразные и твердые вещества, жидкие и твердые вещества, и выполнение реакций в газообразных фазах); 6) реакторы для электрохимических процессов; 7) реакторы для биологических процессов; 8) реакторы для фотохимических и радиохимических процессов. Некаталитические реакторы для смесей газообразных и твердых веществ, жидких и твердых веществ рассмотрены ниже в качестве примера для сравнения с реактором по настоящему изобретению.
Ь.1) некаталитический реактор для газообразных и твердых веществ: реторта (реактор башенного типа), реактор с подвижным слоем, реактор с несколькими слоями, реактор с вращающейся печью, реактор с псевдоожиженным слоем, реактор с рециркулирующим потоком, пыльная обжиговая печь (распыление пылевидного вещества).
Ь.2) некаталитические реакторы для жидких и твердых веществ: бак со смесителем (периодического действия, полунепрерывного действия, с каскадной подачей твердых веществ в процентном отношении, ограниченной мощностью смесителя), бак с рециркуляцией жидкостей, вращающимся барабаном, псевдоожиженным слоем, месильной машиной, реактор с погружным прессом, шнековым транспортером, реактор лоткового типа, реактор с вращающейся печью.
c) классификация по способу перемещения твердых веществ, приведенных в табл. 1. Реактор по данному изобретению относится к реакторам с псевдоожиженным слоем, но является подвижным и имеет следующие характеристики: реактор (бак), перемещение твердых веществ (под действием силы тяжести), поток газообразных/жидких и твердых веществ (противоток), диаметр частиц (мм-см), время нахождения в реакторе твердых веществ (минуты), время нахождения в реакторе газа (секунды), скорость нагрева и переноса массы (высокая), регулирование температуры (эффективное), выход в отношении объема и времени (высокий).
К другим важным характеристикам реакторов относятся материалы, используемые для их изготовления. В табл. 2 приведены основные материалы с указанием соответствующих преимуществ и недостатков для эксплуатации в коррозионных условиях. Все конструкционные и коррозионно-стойкие материалы, используемые при изготовлении реакторов, характеризуются одним недостатком, который устраняется в настоящем изобретении благодаря тому, что реактор и его кожух изготавливаются из углеродистой стали, а покрытие - из специальных материалов (огнеупорных материалов, суперсплавов, нержавеющей стали, пластиков и т.д.).
В частности, типичные реакторы для обработки биомассы относятся к следующим типам: шнековый (низкая степень заполнения объема в процентном выражении), башенный (высокое соотношение между жидкими и твердыми веществами Ь/8), бак с перколяцией (высокое соотношение Ь/8) и перекрываемым потоком (высокое соотношении Ь/8). Реакторы всех типов включают комплексные системы подачи и выгрузки биомассы. В соответствии с данным изобретением биомассу уплотняют в реакторе (высокая степень заполнения объема реактора), обрабатывают при низком соотношении Ь/8 = 2, подают при помощи простого шнекового питателя и быстро выгружают благодаря тому, что реактор имеет большую крышку и может быть разделен на реакторы малого и среднего размера.
Недостатком известных реакторов является их взрывоопасность вследствие того, что конструкция таких реакторов не предусматривает точного совмещения кожуха и покрытия и внутри реактора может образовываться вакуум, вызываемый в большинстве случаев конденсацией пара. Данное изобретение устраняет взрывоопасность реактора путем создания вакуума между покрытием и кожухом, что обеспечивает их правильное совмещение друг с другом.
Другим недостатком известных реакторов является то, что их конструкция не предусматривает непрерывного и точного обнаружения микроутечек в покрытии. Данное изобретение позволяет точно обнаруживать микроутечки до попадания коррозионных жидкостей в стальной кожух реактора. Благодаря этому реактор можно эксплуатировать даже при наличии незначительных неисправностей и своевременно планировать его ремонт.
В реакторах, предназначенных для эксплуатации в коррозионных условиях, не используют углеродистую сталь для изготовления кожуха, предпочитая заменять ее дорогостоящими моно лигными материалами. Позволяя идентифицировать микроутечки, данное изобретение расширяет возможности использования микросвязанной углеродистой стали в коррозионных условиях, благодаря чему значительно уменьшаются затраты на изготовление реактора.
Известные реакторы изготавливаются из толстолистовых материалов для увеличения их стойкости к коррозии. Поэтому иногда безопасность реакторов непосредственно зависит от толщины металла в его конструкции, но применение тяжелых материалов затрудняет транспортировку реактора к месту обработки сырья. В реакторе по настоящему изобретению предусмотрен великолепный контроль по выявлению повреждений, что позволяет использовать более легкие материалы, в результате чего уменьшается общий вес реактора и, следовательно, облегчается его транспортировка.
Патент США № 5338366, в котором описан способ предварительного гидролиза биомассы и устройство для его осуществления, имеет ряд отличий от настоящего изобретения, в частности рассмотренный реактор является очень тяжелым и стационарным, поэтому сырую биомассу необходимо доставлять к месту его установки. Кроме того, предварительный гидролиз биомассы осуществляется в разных частях оборудования, что увеличивает расход энергии на его выполнение и делает описанный способ более дорогостоящим. Данное изобретение не только устраняет вышеуказанные недостатки, но также способствует получению высокой концентрации сахара в продукте предварительного гидролиза, уменьшая таких образом затраты, связанные с выполнением способов, и позволяет использовать деионизированную воду благодаря низкому соотношению жидкости/твердого вещества при производстве чистого каталитического лигноцеллюлозного топлива, предназначенного для использования в газовых турбинах.
В патенте США № 5411594 описан гидролиз лигноцеллюлозной биомассы, предназначенный для получения раствора сахара и остатков лигнина. Описанный гидролиз осуществляют в две стадии (гемицеллюлоза и целлюлоза) в реакторе непрерывного действия при соотношении Ь/8, равном 5:10, с максимальным выходом 65%, причем из-за высокого соотношения Ь/8 использована сложная система регенерации тепла. Данное изобретение позволяет усовершенствовать указанный способ, так как предварительный гидролиз гемицеллюлозы осуществляется в реакторе периодического действия с соотношением Ь/8 = 2, при этом выход равен 100% (максимальное использование сырья), из которого 80% составляет лигноцеллюлоза и 20% составляет продукт предварительного гидролиза. Регенерация тепла происходит только во время выгрузки продукта предварительного гидролиза, предварительного нагрева кислотного раствора и воды в паровом котле.
ремещения твердых веществ
Тип реактора Неподвижный слой Псевдоожиженный слой Перенос Твердое вещество Газ
Верхний поток Проницаемый Псевдоожиженный слой Расширенный псевдоожиженный слой
Обычные реакторы Несколько лотков Вращающаяся печь Сушильный транспортер Вертикальная печь Подвижная решетка Сжигание на решетке Печи Печь для обжига в псевдоожиженном слое Многостадийный Псевдоожиженный слой Печь Циркулирующий псевдоожиженный слой Термическая сушка Подогреватель Плавильный циклон Горелка
Перемещение твердых веществ Механи- ческое Под действием силы тяжести Под действием силы тяжести Под действием силы тяжести
Поток газа/ твердого вещества Параллельный поток Противоток Пересекающийся поток Смешанный поток Стадии с противотоком Пересекающийся поток Параллельные потоки Смешанный поток: рециркуляция Стадии с противотоком
Диаметр частиц От маленького до очень большого (мм/м) От среднего до очень большого (см/м) Маленький и средний (мм/ см) От очень маленького до маленького (мм/мм) Очень маленький (мм)
Время пребывания в реакторе твердых веществ Часы - дни Часы Минуты Секунды и доли секунд
Время пребывания в Секунды Секунды Доли секунд
реакторе газа
Скорость переноса тепла и массы Очень низкая Низкая средняя Высокая Очень высокая Очень высокая
Регулирование температуры Очень хорошее Плохое среднее Хорошее Очень хорошее Среднее хорошее
Выход по объему и времени Очень низкий средний Средний Средний - высокий Высокий Очень высокий
Таблица 2. Основные материалы, используемые для изготовления реакторов
Материалы Преимущества Недостатки
Конструкционные материалы Мо (С-1/2Мо) углеродистая сталь, Сг-(1И Сг-1/2 Мо, 2М Сг - 1 Мо, 5 Сг-1 Мо), нержавеющая сталь (405, 410, 304, 316, 321, 347, 309, 310), жаростойкая сталь (НН, НК, НР), монель, латунь, бронза, алюминий и т.д. Низкая стоимость - Доступность Сопротивление истиранию - Простота изготовления Механическая стойкость (прочность) к сред- ним температурам - Рецикловый материал - Пластичность - Низкая стойкость к корро-
Коррозионностойкие металлы Сг-Мо (9 Сг - Ч Мо), сталь, инконель, инколой, хастеллой, двух- фазные сплавы, Ге31, нержавеющая сталь,ферритная сталь, ΝΪ (34 Νϊ и т.д.) сталь, свинец, Си-Νϊ (70/30, 90/10 и т.д.), тугоплавкие металлы (Τϊ, Ζγ, ЛЬ, Та, И, Мо и другие сплавы) и патентованные сплавы -Средняя и высокая стойкость к коррозии - Доступность -Сопротивление истиранию -Простота изго- товления -Механическая стойкость к высоким температурам -Рецикловый материал -Пластичность (за исключением Ге- 31) -Высокая стоимость
Термопластические материалы Тефлон (260°С), хлорированный полиэфир (121°С), поливинилиденфто- -Низкая стоимость -Доступность -Простота изго- товления Низкое сопротивление истиранию - Низкая меха-
Таблица 1. Классификация реакторов в зависимости от пе5
рид (121°С), поливинилиденхлорид (93°С), полипропилен (РР) (90°С), полиэтилен (РЕ) (93°С), поливинилхлорид (Р\ГС) (71°С), хлорированный поливини- хлорид и армированный РУС (99°С) -Высокая стой- кость к коррозии -Рецикловый материал -Пластичность ническая стойкость (прочность )
Эластомеры Натуральный каучук (6б°С), эбонит (82°С),хайпалон (93°С), неопрен (93°С),бутилкаучук (93°С),хайкар (121°С), витон (204°С) -Низкая стоимость -Доступность -Простота изго- товления -Высокая стой- кость к коррозии -Пластичность Низкое сопротивление истиранию при средних температурах - Низкая механическая стойкость (проч- ность ) -Нерецикловый материал
Армированные термоотверждеиные пластики Стекловолокно /полиэфир (93°С), ас- бест/ эпоксидный полимер (14 9°С), стекловолокно/эпоксидный полимер (149°С), асбест/ фенольный полимер (14 9°С), асбест/фурановый полимер (149°С), стекловолокно/фурановый полимер (93°С), углеродное волок- но/фурановый полимер (93°С) -Доступность -Высокая стой- кость к коррозии -Простота изго- товления -Высокая механическая стойкость (прочность) -Пластичность -Высокая стоимость -Низкое сопротивление истиранию -Нерецикловый материал
Специальные неметаллические материалы Цемент или бетон, армированный цемент, противокислотнье огнеупорные ьетермалы, графитовые кирпичи, непроницаемой графит, стекло и стекловидный материал, древесина и огнеупорные материалы -Низшая стоимость -Доступность -ЕЬсокое сопротивление истиранию -Простота изготовления -Высокая стойкость к коррозии -Механическая стой- кость к еысоким температурам -Низкая механическая стойкость (прочность) -Хрупкость -Нерецикловый материал
Краткое изложение существа изобретения
Данное изобретение относится к устройству, в частности к реактору или паровому котлу, изготовленному в соответствии с технологией, обеспечивающей его применение в коррозионных средах. Новая технология заключается в создании вакуума между наружным покрытием, кожухом и внутренним покрытием, что позволяет использовать микросвязанную углеродистую сталь для изготовления кожуха и самого реактора и специальные материалы, в частности тугоплавкие металлы (Τί, Ζτ, N6. Та и их сплавы) для изготовления внутреннего покрытия. Благодаря наличию вакуума, образуемого покрытием из тугоплавкого материала, можно использовать высокопрочную сталь (750 МПа) для изготовления сверхлегкого кожуха реактора типа яичной скорлупы, выдерживающего колебания при высоких частотах, которые обеспечивают лучшую гомогенизацию продукта и более короткое время реакции.
Достаточно создать вакуум ниже 1 мм Нд (1000 мкм), чтобы обеспечить взрывобезопасность покрытия из тугоплавкого металла, и использовать гелиевый детектор утечки, присоединенный между реактором и вакуумным насосом, с целью обнаружения и измерения утечек через микротрещины сварных швов. Скорости утечек, равные 10'4 Нсм3/мин, указывают на удовлетворительный уровень и скорости утечки в 100 раз выше (10-2 Нсм3/мин) указывают на необходимость устранения сварных трещин или трещин, образовавшихся во время эксплуатации реактора. Другой отличительной особенностью данного изобретения является возможность сохранения и замены покрытия из тугоплавкого металла с последующей утилизацией изношенных металлов благодаря слоистой конструкции реактора из углеродистой стали, сохраняющей форму под действием вакуума без приваривания к кожуху.
Вакуум, создаваемый между кожухом реактора и покрытием, поддерживает тонкое покрытие из специального металла над стальным кожухом, предотвращая взрыв реактора даже при образовании вакуума внутри реактора вследствие конденсации пара и других причин. Создание вакуума наряду с другими преимуществами позволяет производить непрерывное или периодическое выявление микроутечек в покрытии реактора путем вдувания газообразного гелия в реактор и обнаружения утечек при помощи детектора, расположенного в вакуумном насосе.
Благодаря указанной отличительной особенности настоящее изобретение относится к реактору безопасного типа, в котором можно обнаружить и измерить микроутечки за несколько дней или месяцев до попадания коррозионных жидкостей в кожух из углеродистой стали. Данная отличительная особенность позволяет эксплуатировать реактор даже с микроскопическими повреждениями и планировать его ремонт или замену после окончания рабочего цикла. Следует подчеркнуть значение данной отличительной особенности настоящего изобретения для использования углеродистой стали при изготовлении кожуха реактора, предназначенного для эксплуатации в коррозионных условиях, без которой невозможно обнаружить утечки и последующую быструю коррозию микросвязанной углеродистой стали.
Устройство по настоящему изобретению, которое является более легким по сравнению с известными реакторами, позволяет создавать колебания во время гидролиза, благодаря которым происходит обновление слоя насыщенной сахаром жидкости на поверхности крошки или частиц биомассы, в результате чего образуется однородный продукт. Предварительный гидролиз в сочетании с колебаниями и продувкой пара делает лигноцеллюлозу пригодной для каталитического сгорания.
Цели изобретения
Одной целью данного изобретения является использование углеродистой стали при осуществлении процессов в коррозионных средах.
Другой целью данного изобретения является обнаружение коррозии углеродистой стали, используемой в конструкции реактора.
Другой целью данного изобретения является предотвращение взрыва реактора даже при образовании вакуума внутри него.
Другой целью данного изобретения является обнаружение утечек и даже микроутечек в реакторе.
Ί
Другой целью данного изобретения является правильное планирование периодов эксплуатации или ремонта реактора.
Другой целью данного изобретения является уменьшение массы реактора и возможность его транспортировки к месту переработки сырья.
Другой целью данного изобретения является сокращение затрат на изготовление реактора благодаря использованию более дешевых материалов.
Другой целью данного изобретения является использование более прочной стали для изготовления кожуха/наружного покрытия, выдерживающей колебания при более высоких частотах, создаваемые для лучшей гомогенизации продукта и сокращения времени реакции.
Другой целью данного изобретения является удовлетворение требований резолюции ί'ΌΝΛΜΛ № 20 от 18 июня 1986 г., опубликованной в ϋ,Ο.υ. (Ой!с1а1 СахсПс) от 30 июля 1086 г, предъявляемых к промывным водам, что делает настоящее изобретение экологически чистым.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана блок-схема предварительного гидролиза биомассы с массовым балансом.
На фиг. 2а показано поперечное сечение варианта реактора и деталей его конструкции.
На фиг. 2Ь показан вид сбоку установки варианта реактора на транспортировочную платформу.
На фиг. 2с показан вид сверху варианта реактора с питателем.
На фиг. 26 показан вид сзади варианта реактора на транспортировочной платформе.
На фиг. 2е показан вид спереди варианта реактора, установленного на стойки в хранилище биомассы с тележкой для выгрузки лигноцеллюлозы.
На фиг. 3 показаны микрофотографии лигноцеллюлозы (предварительно гидролизованная древесина эвкалипта), кристаллической целлюлозы и сферического лигнина.
На фиг. 4 показан график среднего значения удельной энергии, выделяемой во время сгорания частицы лигноцеллюлозы.
На фиг. 5 показан график удельной электропроводности сгораемой плазмы для газа, тяжелого дизельного топлива, угля, дегтя и лигноцеллюлозы.
Подробное описание изобретения со ссылкой на чертежи
На фиг. 1 показана блок-схема процесса переработки биомассы в реакторе безопасного типа по настоящему изобретению. При переработке минералов выполняются аналогичные операции за исключением соответствующего изменения периферийных частей оборудования и регулирования массового баланса для каждого типа минерала. На данной блок-схеме изобра жены нижеследующие элементы оборудования:
1) питающая платформа - где производится выгрузка биомассы (или минерала) и, при необходимости, ее промывка;
2) шнековый питатель - осуществляющий подачу и уплотнение биомассы в реакторе (уплотнение необязательно в случае минералов);
3) реактор - основной объект данного изобретения, где производится гидролиз биомассы или минералов, а также любые другие химические или термохимические процессы обработки любых материалов;
4) теплообменник - выполняющий три функции, а именно: а) регенерацию тепла во время выгрузки продукта предварительного гидролиза, Ь) предварительный нагрев кислотного раствора и с) предварительный нагрев парообразующей воды в паровом котле;
5) бак или передвижная промывочная ванна - где лигноцеллюлозу (или минерал) промывают до требуемой степени, при этом из промывных вод предварительной промывки выделяют продукт предварительного гидролиза и другие промывные воды нейтрализуют и обрабатывают в отстойнике, прежде чем произвести их сброс в природную среду или использовать для удобрения и т.д.;
6) бак для продукта предварительного гидролиза, который является стационарным или установлен на транспортировочную платформу, предназначен для хранения первичного продукта;
7) сушилка для лигноцеллюлозы или минерала - предназначена для сушки вторичного продукта;
8) дробилка для лигноцеллюлозы или минерала - предназначена для измельчения вторичного продукта;
9) бункер, который является стационарным или установлен на транспортировочную платформу, предназначен для хранения вторичного продукта.
Настоящее изобретение относится к новой технологии изготовления химических реакторов, предназначенных для эксплуатации в коррозионных условиях. На фиг. 2 дано детальное изображение реактора, изготовленного в соответствии с технологией по данному изобретению, кроме того, здесь показаны все детали обычного реактора для лучшего понимания преимуществ настоящего изобретения.
С учетом условий внутренней коррозии реактора для разных материалов, температур и содержания кислоты, приведенных в табл. 3, можно сделать следующие выводы:
1) из-за высокой скорости коррозии нержавеющую сталь можно использовать при высоких температурах в течение очень короткого периода времени;
2) Τι товарного сорта можно использовать в условиях предварительного гидролиза биомассы (Т = 15°С, 1,5% Н28О4, 0,62 МПа), так как он является реакционноспособным материалом и пассивируется сахаром, образующимся в результате гидролиза;
3) в условиях полного гидролиза биомассы (Т = 190°С, 1,5% Н2§04, 2,8 МПа) необходимо использовать сплавы ΝΜΊ (например, Ν644%Τί) с температурой плавления Т = 1830°С, которые лучше поддаются сварке, чем чистый N6, имеющий температуру плавления Т = 2500°С;
4) в условиях гидролиза минерала (Т = 150°С, 60% Н2§04, Р = 0,6 МПа) необходимо использовать сплав №>40%Та, скорость коррозии которого равна порядка 100 мм/год. При использовании более 40% Та увеличивается стоимость данных сплавов из-за необходимости применения танталита вместо колумбита для производства сплава Ν1>Τ;ι.
Таблица 3. Данные коррозии в условиях предварительного гидролиза и гидролиза биомассы и минерала (мм/год)
Биомасса Минерал
Предварительный гидролиз Гидролиз Гидролиз минерала
т°с Х% Н25О« 100°С 1% 150°С 1,5% 190°С 2% 143°С 60% 197°С 80% Стоимость материала, доллары США/кг
23 316 3550 оо 00 оо 00 8
ΤΪ 2500 19000 00 оо со 50
Хастеллой 25 - 250 >5000 00 40
ЫЬ 0 4,5 <25 574 31761 50
ИЬ20%Та - - <1 367 19,243 50
ЫЬ40%Та - - - 67 4093 50
ЫЬ60%Та - - - 22 916 3200
ПЬ80%Та - - - 3, 4 275 410
Та 0 <1 <1 0,1 111 500
ΤΪ 1% Н2ЗО4 7,2% древесины 100
На фиг. 2 показан способ сварки огнеупорного металлического покрытия ίη δίΐιι и наслоение его на кожух реактора из углеродистой стали, при применении которого огнеупорный металл не плавится и не загрязняется. В месте сварки деталей и по краям устанавливают защитные кольца и пластины из металла, аналогичного покрытию. Производят плазменную сварку с защитой инертным газом (гелием или аргоном), гарантирующую сохранение междоузлий (С, О, Ν, Н) в соответствии с нормами исходного материала. Что касается металлургических характеристик, то на сваренных участках происходит рост зерен, уменьшение прочности, главным образом усталостной прочности. Такое уменьшение является допустимым, так как покрытие работает в режиме сжатия, и на участках, испытывающих тяговое усилие, происходит увеличение покрытия. Двухслойная конструкция реактора с небольшой конусностью в цилиндрических частях позволяет большую часть сварочных работ производить снаружи кожуха из углеродистой стали, и только стыки крупных деталей и края сваривают ίη δίΐιι. Кроме того, можно удалять значительные части покрытия при необходимости его замены благодаря простому выполнению демонтажа, вследствие чего можно возместить часть стоимости реактора, получая ценный лом. Специальные металлы позволяют использовать другие кислоты помимо Н2§04 (НС1, ΗΝΟ3 и т.д.) при условии, что эффективное значение рН аналогично показателям растворов, приведенным в табл. 3.
Другой особенностью данного изобретения является использование эластомерных колец (вотон, силикон, тефлон и другие) с круглым или трапециевидным поперечным сечением на всех крышках, соединениях и вакуумного уплотнения в покрытии. Размер уплотнительных колец соответствует стандартам герметичного и вакуумного уплотнения. Тип кольца выбирают в зависимости от температуры. При обработке минералов или биомассы температура обычно равна примерно 200°С, поэтому в этом случае обычно выбирают кольцо из витона. С другой стороны, при средних температурах кольцо должно быть из изготовлено из тефлона/стекловолокна/ углеродного волокна, причем для высоких температур особенно рекомендуется использовать металлическое кольцо.
Помимо биомассы и минералов в реакторе безопасного типа можно обрабатывать материал любого типа (осуществлять полимеризацию, обрабатывать пищевые продукты, лекарственные средства, выполнять синтез продуктов и т.д.) с учетом условий коррозии покрытия. В более коррозионных условиях используют Та, в чистом виде или с добавкой платины, которые являются непревзойденными материалами по сравнению с другими промышленными материалами. В менее коррозионных условиях безопасная технология позволяет использовать покрытия из благородных металлов более низкого качества, указанных в табл. 2, (нержавеющие материалы, никелевые сплавы, термопласты, эластомеры, армированный термоотвержденный пластик и т.д.) с учетом температуры, давления, коррозии, истирания и прочности материала.
Внешние условия коррозии углеродистой стали являются более агрессивными в момент выгрузки продуктов (лигноцеллюлоза, минералы и т.д.). Во время выгрузки происходит конденсация пара, поэтому были измерены показатели рН разных материалов и произведены испытания разных видов стали, окрашенной битуминозной эпоксидной краской.
В табл. 4 сравнивается стоимость/м2 реакторов с покрытием из Τί, N6 и монолитных реакторов, изготовленных из нержавеющей стали и гастеллоя. Помимо технического превосходства реакторы с покрытием характеризуются более низкой стоимостью, чем монолитные реакторы.
Таблица 4. Стоимость материалов, используемых при изготовлении реактора/м2
Тип покрытия Материал Общая масса Цена/кг а? Общая цена, К$ Конечная цена К$/м2
Титан Толстолистовая сталь 12 мм 91 кг 1, 00 91, 00 379,00
Листовой ΤΪ 2 мм 9 кг 32,00 288,00
Ниобий Толстолистовая сталь 12 мм 91 кг 1, 00 91, 00 12199,00
Листовой N6 2 мм 16 кг 70, 00 1120,00
Нержавеющая сталь Толстолистовая сталь 12 мм 91 кг 16,00 1456,00 1456,00
Хастеллой Листовой металл 12 мм 91 кг 32, 00 2912,00 2912,00
Основные характеристики данного изобретения показаны на фиг. 2, и в табл. 5 приведены детали и составные элементы реактора и питателя.
Корпус реактора включает цилиндрическую часть 1.1, крышку 1.2, впускное сопло 1.3, переднюю крышку 1.4, конический сектор 1.5, круглое или радиальное скользящее кольцо с клиньями или штифтами 1.6, торцевую крышку с опорой для клиньев 1.7, соединения клапанов, измерители, вспомогательные приспособления и т.д. 1.8, шарнир 1.9, гидравлический цилиндр сочленения, предназначенный для закрытия крышки 1.10, гидравлический цилиндр, предназначенный для закрытия и раскрытия клиньев 1.11. Сочленение двух частей реактора, показанное на узле А, позволяет производить монтаж и демонтаж специального металлического покрытия без сварки и резки сварного соединения стального кожуха реактора. В случае реакторов небольшого размера в процессе сочленения двух частей крышку снимают, конический сектор удаляют (в очень маленьких реакторах кожух и покрытие могут быть наложены друг на друга только путем подгонки без необходимости сварки). Цилиндрический корпус является слегка коническим, что облегчает монтаж и демонтаж покрытия. Покрытие сваривается в большей части до монтажа, в результате чего получают детали, показанные на узлах А - Е, которые необходимо сварить в кожухе реактора. Данная технология позволяет сваривать специальные металлы с высокой температурой плавления (1800°С-3100°С) рядом со стальным корпусом реактора (температура плавления 1760°С), не загрязняя их Ее. Крышка открывается и закрывается при помощи двух гидравлических систем, одна из которых управляет клиньями, поддерживающими давление внутри реактора, создаваемое уплотнительным кольцом из витона, предназначенным для эксплуатации в кислотных растворах. Указанное уплотнительное кольцо в течение многих месяцев или лет обеспечивает постоянное открытие и закрытие реактора.
Наклоняющая система включает наклоняющую конструкцию 1.12, ось наклона 1.13 и гидравлический цилиндр 1.14. Гидравлический цилиндр используется для наклона и покачива ния реактора во время выгрузки лигноцеллюлозы, которая является твердым материалом. Система перемещения в горизонтальном направлении включает транспортировочную платформу
1.15 и гидравлический цилиндр 1.16. Альтернативно, реактор может быть стационарным, при этом горизонтально перемещается питатель. Стационарная конструкция 1.17 поддерживает реактор и питатель, но реактор можно снять с транспортировочной платформы и установить на опорные стойки (см. фиг. 2ά). Поворотноколебательная система включает цепь 1.18 и гидравлический двигатель 1.19, управление которым осуществляется при помощи микропереключателей 1.20, которые изменяют направление поворота реактора на заранее определенный угол. Безопасность наклонно-поворотной системы определяется длиной цепи, которая соскальзывает с зубчатого колеса гидравлического двигателя в случае выхода из строя микропереключателей.
Специальное металлическое покрытие 2.1 и 2.2 монтируется в соответствии с узлами А Е. Наибольшие напряжения покрытие испытывает у впускного сопла в момент загрузки реактора и у цилиндрического корпуса во время движения поворотно-колебательной системы. Указанные напряжения являются небольшими, и срок службы покрытия более 10 лет определяется усталостным разрушением. Уплотнения состоят из эластомерного кольца на торцевой крышке 2.3 в месте сочленения 2.4 покрытия с кожухом реактора 2.5. Защита от плавления стали и загрязнения Ее места сварки огнеупорного металла осуществляется при помощи уничтожаемых колец из огнеупорного металла 2.6.
Соединения и клапаны обеспечивают подачу воды и кислотного раствора 3.1, подвод пара 3.2, отвод пара 3.3, создание вакуума в корпусе реактора 3.4.1, коническом секторе
3.4.2 и крышке 3.4.3, выгрузку гидролизата 3.5, и отдельный клапан 3.6 предназначен для сбора продукта предварительного гидролиза для анализа. Подачу пара осуществляют в нижней части, после чего пар распределяется перфорированной трубой. Подача жидкости (воды или кислотного раствора) производится в верхней части. При подаче жидкости и пара не возникает проблема засорения. Выпуск пара производится через отверстие в верхней части и перфорированную трубу, и выгрузка гидролизата осуществляется в нижней части конического сектора, который во избежание засорения защищен перфорированной пластиной, расположенной внутри реактора. Спорадический возврат пара предполагается через пластину и перфорированную трубу во избежание засорения отверстия для выпуска пара через перепускной клапан между отверстиями для подачи и отвода пара позади гибкой трубки для подачи пара 3.7 и 3.8. Альтернативно можно использовать поворотный шабер для перфорированных пластин. Соедине ния и клапаны соединены с опорами на входе гибких вращающихся труб 4 при помощи жестких труб.
Гибкие вращающиеся трубы 5 включают следующие детали: впускное отверстие для воды и кислотного раствора 5.1, впускное отверстие для пара 5.2, выпускное отверстие для пара 5.3, вакуумный шланг 5.4 и другие. Допустимый максимальный поворот не должен превышать а=±45°, чтобы воспрепятствовать вытеканию жидкости через выпускное отверстие для пара. Уровень кислотного раствора должен находиться ниже линии воды (фиг. 26). чтобы воспрепятствовать вытеканию жидкости. Если выпускное отверстие для пара находится ниже линии жидкости, при помощи электрических команд закрывается выпускной клапан для пара 3.3, в результате чего линия жидкости оказывается ниже выпускного отверстия. Подача электрических команд обычно не нужна, так как колебательный поворот на 45° является достаточным для смачивания всей биомассы, гомогенизации жидкости и твердой массы и выполнения гидролиза. Опоры выпускных отверстий гибких вращающихся труб 6 расположены в верхней части реактора
Промежуточный трубопровод 7 состоит из элементов, аналогичных гибким вращающимся трубам 7.1-7.4, и соединяет выпускные отверстия гибких вращающихся труб с впускными отверстиями гибких труб наклоняющего устройства.
Гибкие трубы 8 наклоняющего устройства состоят из элементов, аналогичных промежуточному трубопроводу 8.1-8.4, и предназначены для наклона реактора вместе с опорной конструкцией для выгрузки лигноцеллюлозы. Выпускное отверстие гибких труб наклоняющего устройства присоединено к фиксированному трубопроводу 9.1-9.4. Указанный трубопровод соединяет гибкие трубы наклоняющего устройства с серией вентильных труб 9.5, установленных на панели управления, расположенной под питателем 16.
Датчики вакуума 10 установлены на четырех блоках: корпусе реактора 10.1, коническом секторе 10.2, крышке реактора 10.3 и трубопроводе вакуумного насоса 10.4. Закрытие соответствующих клапанов и слежение за падением давления позволяет определить возможную утечку в специальном металлическом покрытии.
Манометр 11 относится к мембранному типу и устойчив к воздействию кислотной среды, термометр 12 защищен защитным валом, изготовленным из того же материала, что и покрытие.
Гидравлическая система 13 приводит в действие следующие блоки в указанном порядке: гидравлический двигатель шнекового питателя 14.1, перемещающий гидравлический цилиндр 1.16, гидравлический цилиндр закрывающей крышки 1.10, гидравлический двигатель колебательно-поворотной системы 1.19, гидравлический цилиндр 1.14 наклоняющего устройства, гидравлические цилиндры для открытия клиньев 1.11. Следует отметить, что все указанные операции выполняются в разное время, причем преимущество имеет гидравлический двигатель шнекового питателя 14.1, обладающий большей мощностью.
Питатель включает гидравлический двигатель 14.1, полуось рабочего колеса 14.2, рабочее колесо питателя 14.3, лоток питателя 14.4, коническое сопло питателя 14.5 и спираль 14.6. Питатель заполняет реактор в течение 10 мин. Он изготовлен из микросвязанной углеродистой стали, защищенной битуминозной эпоксидной краской. Пространство под питателем занимает панель управления 16 (подача жидкостей и пара, измерители, электрическая система и т.д.), гидравлическая система 13, вакуумный насос 15, датчик утечки 17, инструменты, рабочие устройства и т.д.
Стационарный реактор и питатель установлены на транспортировочной платформе 18, расположенной на высоте 960 мм от поверхности земли, при этом максимальная высота оборудования составляет 4400 мм и соответствует дорожным стандартам. Данное оборудование перевозится к месту нахождения биомассы, где оно поднимается гидравлическими домкратами и крепится на балках и опорах на требуемой высоте (фиг. 2е). Альтернативно, реактор может работать на транспортировочной платформе.
Описанный реактор может включать нижеследующее дополнительное оборудование: теплообменник 19, нагнетательный насос для воды 20.1 и кислотного раствора 20.2, деионизатор воды 21, паровой котел 22 и опорную конструкцию 23. Указанное оборудование перевозят на стандартных транспортировочных платформах 18, поднимают и крепят так же, как описано выше.
Таблица 5. Основные детали реактора и питателя
А - Первая конструкция (первая транспортировочная платформа)
- кожух и конструкция реактора
1.1 - цилиндрический корпус
1.2 - крышка
1.3 - впускное сопло
1.4 - передняя крышка
1.4.1 - крышка
1.4.2 - гидравлические цилиндры
1.5 - конический сектор
1.6 - скользящее кольцо с клиньями
1.7 - торцевая крышка с опорой для клиньев
1.8 - соединения
1.9 - шарнир
1.10 - гидравлический цилиндр сочленения устройства для открывания крышки
1.11 - гидравлический цилиндр для закрытия/раскрытия клиньев
1.12 - наклоняющее устройство
1.13 - ось наклона
1.14 - гидравлический цилиндр наклоняющего устройства
1.15 - транспортировочная платформа
1.16 - гидравлический цилиндр для горизонтального перемещения
1.17 - стационарная конструкция реактора и питателя
1.18 - цепь колебательно-поворотной системы
1.19 - гидравлический двигатель колебательно-поворотной системы
1.20 - микропереключатели
- покрытие из металлов и специальных сплавов
2.1 - корпус реактора
2.2 - фланцы
2.3 - уплотнительное кольцо торцевой крышки
2.4 - уплотнительное кольцо в месте сочленения
2.5 - вакуумное уплотнительное кольцо между кожухом и покрытием
2.6 - титановое кольцо (Τι) для защиты от загрязнения Ее во время сварки Τι
- соединения и клапаны для подачи воды, кислотного раствора, пара, создания вакуума и выгрузки продукта предварительного гидролиза
3.1 - впускное отверстие для воды и кислотного раствора
3.2 - впускное отверстие для пара
3.3 - выпускное отверстие для пара
3.4 - вакуум
3.4.1 - вакуум в корпусе реактора
3.4.2 - вакуум в коническом секторе
3.4.3 - вакуум в крышке реактора
3.4.4 - вакуум в вакуумном насосе
3.5 - выгрузка продукта предварительного гидролиза
3.6 - клапан сбора продукта предварительного гидролиза для анализа
3.7 - клапан возврата пара в перфорированной пластине трубы для выгрузки продукта предварительного гидролиза
3.8 - клапан возврата пара в перфорированной трубе канала для отвода пара
- опора на входе гибких вращающихся труб
- гибкие вращающиеся трубы
5.1 - впускное отверстие для воды и кислотного раствора
5.2 - впускное отверстие для пара
5.3 - выпускное отверстие для пара
5.4 - вакуум
- опора на выходе гибких труб
- промежуточный трубопровод
7.1 - впускное отверстие для воды и кислотного раствора
7.2 - впускное отверстие для пара
7.3 - выпускное отверстие для пара
7.4 - вакуум
- гибкие трубы наклоняющего устройства
8.1 - впускное отверстие для пара и кислотного раствора
8.2 - впускное отверстие для пара
8.3 - выпускное отверстие для пара
8.4 - вакуум
- трубопровод и клапаны для подачи воды, кислотного раствора, пара и создания вакуума
9.1 - впускное отверстие для воды и кислотного раствора
9.2 - впускное отверстие для пара
9.3 - выпускное отверстие для пара
9.4 - вакуум
9.5 - узел вентильного трубопровода
- датчики
10.1 - в корпусе реактора
10.2 - в коническом секторе
10.3 - в крышке реактора
10.4 - в вакуумном насосе
- манометр
- термометр
- гидравлические системы
- питатель
14.1 - гидравлический двигатель
14.2 - полуось рабочего колеса
14.3 - рабочее колесо питателя
14.4 - лоток питателя
14.5 - коническое сопло питателя
14.6 - крышка
- вакуумный насос
- панель управления (подача жидкостей и пара, измерители, электрические системы и т.д.)
- детектор утечек
- транспортировочная платформа - грузоподъемность 30 т
В - Вторая конструкция (вторая транспортировочная платформа - чертежи не прилагаются)
- теплообменник
- нагнетательный насос для воды (20.1) и кислотного раствора (20.2)
- деионизатор воды
- паровой котел
- опорная конструкция для деталей 19-22 Предварительный гидролиз биомассы и получаемые продукты
Предварительному гидролизу можно подвергать биомассу любого типа, такую как древесина, жмых и солома сахарного тростника, растительные остатки, кора, трава, органическая часть мусора и т.д. Предварительный гидролиз включает нижеследующие стадии:
1- Рубленую биомассу выгружают на питающую платформу, которая может быть оборудована транспортером или наклонным шнековым питателем, где ее промывают, чтобы уменьшить содержание неорганических примесей (земля, зола и т.д.).
- С питающей платформы биомассу загружают в шнековый питатель, который заполняет реактор до сжатия биомассы, достигающей плотности 300 кг/м3 (сухое вещество), что в три раза больше плотности мягкой биомассы (жмых, солома, трава, растительные остатки, кора, органическая часть мусора). Питатель остается присоединенным к реактору в течение всей операции заполнения, которая длится примерно 10 мин. После заполнения реактор отсоединяется от питателя в результате горизонтального перемещения подвижной конструкции относительно стационарной конструкции. После отсоединения питателя впускное сопло закрывается клапаном, приводимым в действие гидравлическими цилиндрами.
- После заполнения реактора биомассу дегазифицируют, пропуская через нее пар, заполняют реактор кислотным раствором (порядка 1,7% от количества биомассы), предварительно нагретым до 80°С в теплообменнике, в соотношении жидкость/твердое вещество Ь/8=2, нагревают до 160°С и повышают давление до 0,62 МПа. Указанную операцию выполняют в течение 10 мин, причем тепло удаляемого пара возвращают в теплообменник для нагревания кислотного раствора в следующем рабочем цикле. Для регенерации тепла размер теплообменника обычно в два раза превышает объем кислотного раствора, необходимого для каждой реакции.
- После нагревания биомассы и повышения давления в течение 30 мин осуществляют предварительный гидролиз одновременно с поворотным колебанием реактора и продувкой пара для поддержания температуры, близкой к 160°С±10°С, которая необходима для сообщения лигноцеллюлозе характеристики каталитического сгорания, так как при более низких температурах не происходит полный гидролиз гемицеллюлозы и аморфной целлюлозы и при более высоких температурах кристаллическая целлюлоза превращается в аморфную целлюлозу, что затрудняет ее измельчение с получением мелких частиц (Г < 250 мм). Необходимо отметить важное значение гибких соединений для поддержания температуры в течение всего периода гидролиза и колебания реактора для обновления пограничного слоя насыщенной сахаром жидкости на поверхности крошки или частиц биомассы, благодаря чему достигается оптимальное время гидролиза, равное примерно 20-30 мин. Степень предварительного гидролиза контролируют, измеряя содержание сахара в продукте предварительного гидролиза при помощи рефрактометра или любого другого устройства для измерения концентрации сахара до достижения значения, равного 9 ед. Более продолжительное время предварительного гидролиза ведет к уменьшению содержания сахара вследствие расщепления ксилозы с образованием фурфуралового и фурфурилового спирта. Всесторонний контроль температуры, давления, содержания кислоты, колебания (гомогенизации) и чистоты пара позволяет полностью оптимизировать процесс предварительного гидролиза.
- После выполнения предварительного гидролиза полученный продукт (сахарный раствор) выгружают и подают в стационарный или передвижной бак через теплообменник, где происходит регенерация энергии для предварительного нагрева кислотного раствора и воды в паровом котле. Регенерация тепла из продукта предварительного гидролиза при помощи удаляемого пара (нагревание и продувка) и использование низкого соотношения жидкости/твердого вещества (Ь/8=2) позволяет сократить расход энергии, содержащейся в исходной биомассе, менее чем на 6%. Указанные величины значительно меньше аналогичных показателей, характерных для других способов обработки биомассы, которые в большинстве случаев составляют порядка 30% (соотношение Ь/8=12). Выгрузка гидролизата продолжается в течение примерно 10 мин.
- После выгрузки продукта предварительного гидролиза производят промывку в соотношении Ь/8=1 для извлечения сахара до концентрации > 5. Вторую фракцию продукта предварительного гидролиза затем смешивают или не смешивают с первой фракцией (содержание сахара >9). Первую фракцию обычно используют для получения фурфураля (наибольшая возможная концентрация сахара), и вторую фракцию используют для получения спирта (например, путем сбраживания с полученными генетическим путем бактериями Есйег1сЫа сой). Следует отметить, что вторая фракция содержит (5х18)/(9х1,58+5x18)=0,27=27% сахара, присутствующего в двух фракциях, поэтому ее можно эффективно использовать. Кроме того, следует отметить, что обе фракции в общей сложности содержат (0,09x1,58+0,05х18)/0,28=0,9258=92,5% сахара, присутствующего в гемицеллюлозе и аморфной целлюлозе. Благодаря высокой степени извлечения сахара нет необходимости выделять сахар при помощи сложных и дорогостоящих методов из промывной воды, направляемой в водоотстойник. Настоящее изобретение делает ненужным применение дорогостоящих винтовых прессов для экстракции продукта предварительного гидролиза и извлечения сахара. Время извлечения сахара составляет порядка 10 мин.
- После извлечения сахара производят выгрузку лигноцеллюлозы, открывая большую крышку и наклоняя реактор. Лигноцеллюлозу можно выгружать в механические промыватели (конические, цилиндрические, поворотные баки и т.д.) или передвижные ванны для промывки перколяцией (диффузией). Выгрузку производят в течение нескольких минут, и вместе с очисткой уплотнительных колец и установкой реактора в положение разгрузки вся операцию занимает менее 10 мин. Полный цикл обработки длится примерно 80 мин, что позволяет выполнять 16 реакций в день при степени эксплуата ции устройства, равной 90%.
- Промывку можно осуществлять в промывателе любого типа. Предпочтительной является промывка перколяцией (диффузией) в передвижных ваннах или больших мешках, которые требуют меньшего расхода воды, обеспечивают защиту лигноцеллюлозы от загрязняющих примесей и позволяют производить выгрузку в передвижные емкости. Промывные воды удовлетворяют требованиям резолюции Ο0ΝΑΜΑ № 20 от 18 июня 1986 г. (опубликованной в ϋ.Θ.υ. 30 июля 1996 г. (ВгахШап Ой1с1а1 Сахс11с). поэтому их можно спускать в любые водоемы. Что касается экологических характеристик данного изобретения, то промывные воды нейтрализуются известковым молоком и подвергаются биологической очистке в отстойниках.
- Промывку по настоящему изобретению можно осуществлять двумя способами, а именно обычной водой и деионизированной водой. В первом случае получают обычную лигноцеллюлозу с нормальным содержанием золы, образующейся из неорганических веществ, присутствующих в самой биомассе и попадающих в нее из окружающей среды (в основном из земли). Осуществляя промывку деионизированной водой, получают чистую лигноцеллюлозу, предназначенную для использования в качестве топлива для газовых турбин, которое должно характеризоваться низким содержанием К+№1<5 частей на миллион. Предварительный гидролиз позволяет эффективно уменьшить содержание золы в биомассе в результате взаимодействия неорганических веществ с Η2804 с образованием растворимых сульфатов, которые выщелачиваются из лигноцеллюлозы во время предварительного гидролиза и промывки. Использование деионизированной воды существенно увеличивает эффективность промывки, позволяя уменьшить содержание Να+К до уровней, необходимых для использования топлива в газовых турбинах. Применение деионизированной воды в способе по настоящему изобретению является вполне приемлемым и недорогостоящим благодаря низкому соотношению Ь/8=2. При осуществлении известных способов с высоким расходом воды (Ь/8=12) невозможно использовать деионизированную воду и получать лигноцеллюлозу в виде топлива, пригодного для газовых турбин.
В результате предварительного гидролиза биомассы, осуществляемого в реакторе безопасного типа, получают два продукта (два товара): лигноцеллюлозу и продукт предварительного гидролиза.
Лигноцеллюлоза
Рассматривая лигноцеллюлозу, следует отметить, что древесина состоит из гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина, находящегося в микрофибриллах. Целью выполнения предварительного гидролиза в реакторе безопасного типа является расщепление гемицеллюлозы и аморфной целлюлозы при сохранении целлюлозы в кристаллической форме и лигнина в сферической форме. Все указанные цели достигаются, и результаты показаны на микрофотографии, изображенной на фиг. 3. На указанной микрофотографии показаны волокна кристаллической целлюлозы со сферической лигноцеллюлозой, где пустые пространства до предварительного гидролиза были заняты геми-целлюлозой и аморфной целлюлозой.
Получены нижеследующие результаты:
a) благодаря полному контролю параметров способа, осуществляемого в реакторе безопасного типа, процесс протекает равномерно во всем реакторе, позволяя получить однородные продукты.
b) благодаря сохранению кристаллической структуры лигноцеллюлозу можно измельчать до частиц менее 250 мм в молотковых дробилках, штифтовых дробилках и тому подобных при потреблении энергии 12 кВт.час/т, величину которой вводят в формулу Бонда: V = 10 νί/=10νί/, где V = работа в кВт.час/т, XVI = тарификация обработки материала, Р = размер отверстий, через которые проходит 80% продукта (в микронах), Р = размер отверстий, через которые проходит 80% подаваемого материала (в микронах), и получают VI = 15, что соответствует затратам на обработку большинства минеральных материалов (то есть кристаллических материалов). Затраты на энергию измельчения составляют менее 1,00 доллара США/тонну.
c) благодаря высокой пористости лигноцеллюлозу можно сушить до 50% влажности простым стеканием, не используя дорогостоящие винтовые прессы на стадии сушки. Окончательную сушку производят во вращающихся сушилках до влажности менее 12% с таким же расходом энергии, как при сушке зерновых культур (750 МДж/т), как это показано в нижеследующих примерах.
с.1) сушка лигноцеллюлозы: расход 0,4 кг/час ОЬР (теплотворная способность 42 МДж/кг) в течение 10 ч для сушки 224 кг лигноцеллюлозы (0,4х10х42)/0,224=750 МДж/т лигноцеллюлозы);
с.2) сушка риса: расход 1/3 стера (куб.метра) древесины (396 кг/стер, теплотворная способность 10,5 МДж/кг) для сушки 30 мешков риса в день, 60 кг/мешок) (0,33х396х10,5)/1,8=760 МДж/т риса.
Стоимость сушки с использованием благородных видов топлива (древесина - 10,00 долларов США/стер = 1,80 доллара США/т лигноцеллюлозы или ОЬР - 0,50 доллара США/кг = 9,00 доллара США/т лигноцеллюлозы) всегда является очень высокой, поэтому необходимо использовать остаточное тепло паровых котлов при 125°С. В связи с этим сушку и измельчение необходимо производить рядом с тепловой электростанцией или паровым котлом, используя остаточное тепло;
б) благодаря сферической форме лигнина пустые пространства в целлюлозе подвергаются воздействию микроорганизмов жвачных животных, поэтому лигноцеллюлозу можно использовать в качестве объемного компонента корма для животных, который усваивается на 58%, что сравнимо с высококачественными объемными компонентами (силос из влажной кукурузы 61%, силос из люцерны - 56%, травяной корм 56%, овсяная солома - 44%) и гораздо выше усвоения натуральной травы (35%).
е) Лигноцеллюлозу применяют в основном в качестве топлива для паровых котлов, газовых турбин и для выработки энергии методом магнитной гидродинамики (МНЕ)). В табл. 6 приведен пример применения лигноцеллюлозы в качестве топлива для парового котла в сравнении с жидким топливом. Более низкая теплотворная способность лигноцеллюлозы (20 МДж/кг), чем у жидкого топлива (41 МДж/кг) уравновешивается ее стоимостью (40,00 долларов США/тонну), которая в три раза меньше стоимости жидкого топлива (120,00 долларов США/тонну). Несмотря на то, что лигноцеллюлозы необходимо в два раза больше, ее можно использовать вместо жидкого топлива в паровых котлах любого типа, так как лигноцеллюлоза является окисленным топливом (29% О2) и требует вдувания воздуха почти в таком же объеме, что и при использовании жидкого топлива. Эго значит, что в любом мазутном или газовом котле можно сжигать лигноцеллюлозу с теплотворной способностью примерно 15% горелок и воздушных инжекторов. Лигноцеллюлоза, полученная в результате промывки деионизированной водой, удовлетворяет требованиям, предъявляемым к чистому топливу для газовых турбин, в котором содержание Ν;ι + К < 5 миллионных долей. Хотя чистая лигноцеллюлоза содержит № + К < 15 миллионных долей, это значение можно уменьшить путем очистки в циклоне. Частицы менее 200 мм подвергаются каталитическому сгоранию, как показано на фиг. 4. Эго происходит вследствие двух факторов: во-первых, благодаря большой открытой поверхности (2 м2/г, измеренной методом ВЕТ Вгипаиг, Епипей и Те11еи, или при помощи йодного числа 100), по сравнению с поверхностью натуральной биомассы (0,4 м2/г) и, во-вторых, благодаря тонкому измельчению (£ < 250 мм), что обеспечивает доступ кислорода карбюрируемого топлива и выделение моноокиси из пор лигноцеллюлозы без столкновения молекул, вследствие чего происходит каталитическое сгорание (размер частицы лигноцеллюлозы < среднего свободного выхода карбюрируемого топлива и газов, образующихся в результате сгорания). Все это свидетельствует о том, что лигноцеллюлоза является единственным твердым каталитическим топливом, которое можно получать в большом количестве, причем время его сгорания (< 20 мс) соответствует аналогич ному показателю природного газа. Газовые турбины требуют топлива с общим содержанием частиц < 200 миллионных долей и содержанием частиц больше 5 мм < 8 миллионных долей. Указанные характеристики достигаются тремя способами: в результате полного сгорания благодаря каталитическому характеру лигноцеллюлозы, установки циклона между наружной камерой сгорания и газовой турбиной и применения магнитного сепаратора после измельчения лигноцеллюлозы для удаления загрязняющих примесей, попадающих из дробилок. Без очистки в магнитных сепараторах общее содержание частиц составляет < 50 миллионных долей, и при магнитном отделении содержание частиц < 5 мм составляет 8 миллионных долей. Благодаря каталитическому сгоранию лигноцеллюлоза является великолепным топливом для МНЕ), обеспечивая высокую удельную электропроводность в плазме, сгорающей при высокой температуре, равной 2727°С (3000°К). На фиг. 5 показано, что удельная электропроводность лигноцеллюлозы равна примерно 70 См/м по сравнению с 15 См/м для очищенного минерального угля, 12 См/м для топлива, полученного из нефти, и 8 См/м для природного газа. Необходимо отметить, что в древесине содержание углерода равно 48% и содержание водорода равно 6%, давая соотношение С/Н = 8. Предварительный гидролиз увеличивает содержание углерода в лигноцеллюлозе до 66% и уменьшает содержание Н до 4,3%, благодаря чему соотношение С/Н = 15.
Таблица 6. Сравнение сгорания жидкого топлива и лигноцеллюлозы в обычном котле
Технические характеристики
Давление Максимальный непрерывный поток пара - манометр Максимальное давление пара - манометр Температура пара Температура подаваемой воды Система вытяжки 7, 4 МПа 67000 кг/час 6, 5 МПа 485°С 180°С Сбалансированная
Характеристики топлива
Состав (мас.%) Жидкое топливо (АРГ- Лигноцеллюлоза
А1)
Нормальная 1а| Чистая1Ь)
Углерод 87,04 66,20 66,30
Водород 11,12 4, 30 4,30
Сера 0,04 0,10 <0,01
Азот 0,30 -
Кислород 1,50 29, 30 29, 40
Зола - 0,10 <15
(Ыа+К)0’
Более высокая тепло-
творная способность 43,7 20,7 20,7
Более низкая тепло-
творная способность 41,2 19, 8 19, 8
(a) Получена без использования деионизированной воды (b) Полученная с использованием деионизированной воды (c) Величины указаны в миллионных долях
Характеристики топлива
Жидкое топливо Лигноцеллюлоза*'11
Максимальная мрпрррмныа я скорость испарения 67000 60300
(кг/час)
Давление пара (МПа) 6,5 6, 5
Температура пара (°С) 485 485
Температура подаваемой воды (°С) 180 180
180 200
Температура газа на выходе подогревателя (°С)
25 25
Юлватная температура воздуха (°С)
4687 8770
Поток основного топлива (кг/час)
- 186<е’
Поток дополнительного топлива (кг/час)
73800 84710
Поток воздуха (кг/час)
84040 100000
Поток газа (кг/час)
20 13/30<Г|
Избыток воздуха при сгорании (%) αη ί ЙА <п
Полнота сгорания (основной РС1) (%)
(ά) Нормальная;
(е) Природный газ или дизельное топливо;
(£) 13% для лигноцеллюлозы, 30% для носителя
Таблица 7. Основные неорганические загрязняющие примеси, содержащиеся в древесине эвкалипта и продукте предварительного гидролиза
мг/г Са К № Мд Р А1 51 Мп Ге Ζη 5
Эвкалипт 700 250 - 150 100 50 30 10 8 3 70
Чистая лигноцеллюлоза 1 15 80 2 40 100 2 8 80
Продукт прАдварительного гидролиза 280 420 80 160 90 15 30 25 40 5 2500
Полученный результат имеет важное значение, так как на фиг. 5 показано, что удельная электропроводность является очень низкой при низких значениях С/Н и существенно увеличивает при С/Н = 15, обеспечивая полное насыщение. Во время сгорания водород образует гидроксильный ОН' с маленьким промежутком, равный 400 ангстрем, для электрона в сгорающей плазме, что уменьшает удельную электропроводность и не влияет на указанную величину при содержании водорода меньше 3%.
ί) помимо использования в качестве топлива и объемного компонента в корме для животных лигноцеллюлоза находит применение в нижеследующих областях, таких как пиролиз при производстве жидких видов топлива и активированного угля, производство сажи (неполное сгорание), производство метанола, резинатов лигноцеллюлозы (агломератов, МОЕ - волокон средней плотности), субстрата для сбраживания в полутвердом состоянии (грибы, бактерии и ферменты) и т.д.
Продукт предварительного гидролиза
Продукт предварительного гидролиза представляет собой раствор сахаров, содержащий ксилозу (80%), глюкозу, мамозу, галактозу, арабинозу, ацетильные продукты, урановую кислоту и т.д. Помимо сахаров указанный продукт содержит серную кислоту, добавляемую в процессе предварительного гидролиза, и неорганические загрязняющие примеси, указанные в табл. 7. Всесторонний контроль за осуществлением процесса в реакторе безопасного типа позволяет выполнять фактически полный предварительный гидролиз, в результате которого происходит расщепление всех легко гидроли зуемых продуктов без разложения сахаров благодаря низкой температуре данного способа (160°С). Содержание растворимых сахаров (ед.) контролируется поминутно, и процесс прекращается (начало выгрузки, сброс давления, охлаждение), как только содержание сахаров достигает максимума. Низкое соотношение Ь/8 = 2 позволяет достигать содержания сахаров порядка 10 ед. аналогично другим отварам (сахарного тростника, кукурузы и т.д.). Продукт предварительного гидролиза обычно имеет рН = 1. В результате извлечения сахаров (тип промывки с Ь/8 = 1) получают продукт предварительного гидролиза с содержанием сахара порядка 5 ед. и рН = 1,5, который можно смешивать или не смешивать с ранее полученным продуктом для последующей обработки.
Продукт предварительного гидролиза имеет три основных применения: производство фурфураля двухстадийным методом (дегидратация пентозы), производство этанола (сбраживание с полученными генетическим путем бактериями ЕсйепсЫа сой) и производство ксилита (каталитическая гидрогенизация Ό-ксилозы).
Следует отметить, что реактор, описанный с указанием конкретных параметров, является иллюстративным примером и не ограничивает объем настоящего изобретения.

Claims (19)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Устройство для переработки материалов, в частности для предварительного гидролиза биомассы или для выполнения варки минерала, содержащее наружный кожух (1.1-1.7) и внутреннее покрытие (2.1, 2.2), установленные в контакте друг с другом, отличающееся тем, что между внутренним покрытием (2.1, 2.2) и наружным кожухом (1.1-1.7) создан вакуум.
  2. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружсный кожух (1.1-1.7) выполнен из конструкционного материала и внутреннее покрытие (2.1, 2.2) выполнено из коррозионностойкого материала.
  3. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что конструкционный материал представляет собой один из следующих материалов: Мо(С 1/2 Мо) углеродистая сталь, Сг-(11/4 Сг - 1/2 Мо, 21/4 Сг - 1 Мо, 5Сг - Мо) сталь, нержавеющая сталь (405, 410, 304, 316, 321, 347, 309, 310), жаростойкая сталь (сталь с высокой прокаливаемостью, НК, сталь с высокой магнитной проницаемостью), монель, латунь, бронза или алюминий.
  4. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что коррозионно-стойкий материал представляет собой один из следующих материалов: СгМо(9Сг-1/2 Мо) сталь, никель, инконель, инколой, хастеллой, двухфазные сплавы, Ее-δί, нержавеющие, ферриттовые, никелевые стали, свинец, Си-Νί, тугоплавкие металлы и соответствующие сплавы.
  5. 5. Устройство по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что наружный кожух (1.1-1.7) выполнен из микросвязанной углеродной стали и внутренний кожух (2.1, 2.2) выполнен из тугоплавкого металла или его сплавов.
  6. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что является реактором термохимического типа.
  7. 7. Устройство по любому из пп.1 или 6, отличающееся тем, что является реактором периодического типа.
  8. 8. Устройство по любому из пи. 1-3, отличающееся тем, что наружный кожух (1.1-1.7) и внутреннее покрытие (2.1, 2.2) установлены путем простого приведения их в контакт.
  9. 9. Устройство по любому из пи. 1-3, отличающееся тем, что дополнительно содержит в швах внутреннего покрытия защитные кольца или пластины, выполненные из того же материала, что и внутреннее покрытие, во избежание загрязнения материала внутреннего покрытия.
  10. 10. Устройство по любому из пи. 1-9, отличающееся тем, что содержит средства для определения и контролирования вакуума между наружным кожухом (1.1-1.7) и внутренним покрытием (2.1-2.2).
  11. 11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что средства определения и контролирования вакуума обеспечивают обнаружение микроутечек вакуума, позволяя выявлять микротрещины во внутреннем покрытии (2.1-2.2).
    Фиг. 1
    УЗЕЛ А УЗЕЛ В УЗЕЛ С УЗЕЛ ϋ
    Фиг. 2а
  12. 12. Устройство по любому из пп. 10-11, отличающееся тем, что средством обнаружения микроутечек является гелиевый детектор утечки.
  13. 13. Устройство по любому из пп.9-12, отличающееся тем, что детекторы микроутечки соединены с вакуумной линией.
  14. 14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит систему колебания, обеспечивающую ему возможность совершать колебания вокруг своей главной оси.
  15. 15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит подающий механизм для уплотнения продукта, перерабатываемого в устройстве.
  16. 16. Устройство по и. 15, отличающееся тем, что подающий механизм является шнековым подающим механизмом, подвижно связанным с устройством.
  17. 17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит открывающуюся крышку для выгрузки переработанного твёрдого материала.
  18. 18. Устройство по п.1 или 17, отличающееся тем, что содержит опрокидывающий механизм для выгрузки переработанного твёрдого материала.
  19. 19. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит транспортную платформу, обеспечивающую возможность его транспортирования на место, где его можно использовать.
EA200200070A 1999-06-23 2000-06-23 Устройство для переработки материалов, в частности для предварительного гидролиза биомассы или для варки минерала EA004438B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BRPI9902607-4A BR9902607B1 (pt) 1999-06-23 1999-06-23 aparelho e processo de prÉ-hidràlise de biomassa.
PCT/BR2000/000065 WO2000078446A2 (en) 1999-06-23 2000-06-23 An apparatus and process for pre-hydrolysis of biomass

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200200070A1 EA200200070A1 (ru) 2002-04-25
EA004438B1 true EA004438B1 (ru) 2004-04-29

Family

ID=36284033

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200200070A EA004438B1 (ru) 1999-06-23 2000-06-23 Устройство для переработки материалов, в частности для предварительного гидролиза биомассы или для варки минерала
EA200300069A EA004080B1 (ru) 1999-06-23 2000-06-23 Способ кислотного предварительного гидролиза биомассы
EA200301226A EA006758B1 (ru) 1999-06-23 2000-06-23 Каталитическое лигноцеллюлозное топливо

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200300069A EA004080B1 (ru) 1999-06-23 2000-06-23 Способ кислотного предварительного гидролиза биомассы
EA200301226A EA006758B1 (ru) 1999-06-23 2000-06-23 Каталитическое лигноцеллюлозное топливо

Country Status (21)

Country Link
US (2) US6878212B1 (ru)
EP (2) EP1316620B1 (ru)
JP (2) JP4870297B2 (ru)
CN (2) CN1243610C (ru)
AR (2) AR023267A1 (ru)
AT (2) ATE274998T1 (ru)
AU (1) AU5516000A (ru)
BR (1) BR9902607B1 (ru)
CA (2) CA2588501C (ru)
CO (1) CO5280144A1 (ru)
DE (4) DE60045667D1 (ru)
DK (1) DK1194226T3 (ru)
EA (3) EA004438B1 (ru)
ES (2) ES2204361T3 (ru)
HK (1) HK1043954B (ru)
MX (1) MX255489B (ru)
OA (1) OA11977A (ru)
PE (1) PE20010495A1 (ru)
PT (2) PT1316620E (ru)
WO (1) WO2000078446A2 (ru)
ZA (1) ZA200110394B (ru)

Families Citing this family (75)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR9902606B1 (pt) 1999-06-23 2011-04-19 combustìvel de celulignina catalìtica.
BR9902607B1 (pt) * 1999-06-23 2010-08-24 aparelho e processo de prÉ-hidràlise de biomassa.
BR0007374A (pt) * 2000-12-08 2002-08-20 Sistema de pré-hidrólise da matéria orgânica do lixo e processo de industrialização do lixo
WO2005097684A2 (en) * 2004-04-02 2005-10-20 Skill Associates, Inc. Biomass converters and processes
WO2006034590A1 (en) 2004-09-30 2006-04-06 Iogen Energy Corporation Continuous flowing pre-treatment system with steam recovery
US20070029252A1 (en) * 2005-04-12 2007-02-08 Dunson James B Jr System and process for biomass treatment
US7781191B2 (en) * 2005-04-12 2010-08-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Treatment of biomass to obtain a target chemical
CA2603128C (en) 2005-04-12 2014-04-08 E.I. Du Pont De Nemours And Company Treatment of biomass to obtain fermentable sugars
DE102006018824A1 (de) * 2006-04-22 2007-10-25 Bayer Technology Services Gmbh Einweg-Bioreaktor
AP2724A (en) 2006-07-21 2013-08-31 Xyleco Inc Conversion systems for biomass
US20080184709A1 (en) * 2007-02-07 2008-08-07 Rowell Dean W Turbine power generation using lignin-based fuel
SE531091C2 (sv) 2007-03-08 2008-12-16 Sekab Biofuel Ind Ab Apparatur för utvinning av sockerarter ur lignocellulosamaterial medelst hydrolys och användning av visst material i apparaturen
US8445236B2 (en) 2007-08-22 2013-05-21 Alliance For Sustainable Energy Llc Biomass pretreatment
US8546561B2 (en) 2008-07-16 2013-10-01 Renmatix, Inc. Nano-catalytic-solvo-thermal technology platform bio-refineries
US8546560B2 (en) * 2008-07-16 2013-10-01 Renmatix, Inc. Solvo-thermal hydrolysis of cellulose
US9127325B2 (en) 2008-07-24 2015-09-08 Abengoa Bioenergy New Technologies, Llc. Method and apparatus for treating a cellulosic feedstock
CA2638160C (en) 2008-07-24 2015-02-17 Sunopta Bioprocess Inc. Method and apparatus for conveying a cellulosic feedstock
CA2638159C (en) 2008-07-24 2012-09-11 Sunopta Bioprocess Inc. Method and apparatus for treating a cellulosic feedstock
US8915644B2 (en) 2008-07-24 2014-12-23 Abengoa Bioenergy New Technologies, Llc. Method and apparatus for conveying a cellulosic feedstock
CA2638150C (en) 2008-07-24 2012-03-27 Sunopta Bioprocess Inc. Method and apparatus for conveying a cellulosic feedstock
CA2650919C (en) 2009-01-23 2014-04-22 Sunopta Bioprocess Inc. Method and apparatus for conveying a cellulosic feedstock
CA2650913C (en) 2009-01-23 2013-10-15 Sunopta Bioprocess Inc. Method and apparatus for conveying a cellulosic feedstock
CA2638157C (en) 2008-07-24 2013-05-28 Sunopta Bioprocess Inc. Method and apparatus for conveying a cellulosic feedstock
US8667706B2 (en) * 2008-08-25 2014-03-11 David N. Smith Rotary biomass dryer
BRPI0919100A2 (pt) * 2008-09-05 2015-08-18 Sekab E Technology Ab Inibição de corrosão.
US8287651B2 (en) 2008-09-17 2012-10-16 Greenfield Ethanol Inc. Cellulose pretreatment process
WO2010080489A1 (en) * 2008-12-19 2010-07-15 E. I. Du Pont De Nemours And Company Ozone treatment of biomass to enhance enzymatic saccharification
US8394235B2 (en) * 2009-01-16 2013-03-12 Greenfield Ethanol Inc. Removal of inhibitory compounds during pre-treatment of lignocellulosic biomass
MX2011009269A (es) 2009-03-03 2011-09-26 Poet Res Inc Fermentacion de biomasa para la produccion de etanol.
US20100313882A1 (en) * 2009-04-23 2010-12-16 Greenfield Ethanol Inc. Fractionation of biomass for cellulosic ethanol and chemical production
NO330122B1 (no) * 2009-07-13 2011-02-21 Cambi As Fremgangsmate og anordning for termisk hydrolyse av biomasse og dampeksplosjon av biomasse
PL2467532T3 (pl) 2009-08-24 2014-11-28 Abengoa Bioenergy New Tech Llc Sposób wytwarzania etanolu i współproduktów z biomasy celulozowej
LT2483331T (lt) 2009-09-29 2017-07-25 Nova Pangaea Technologies Limited Lignoceliuliozinės biomasės frakcionavimo būdas ir sistema
SG182275A1 (en) 2010-01-15 2012-08-30 Xyleco Inc Cooling and processing materials
CN112159869B (zh) 2010-01-19 2024-04-19 瑞恩麦特克斯股份有限公司 使用超临界流体从生物质产生可发酵的糖和木质素
EP2547778B1 (en) 2010-03-19 2019-09-04 POET Research, Inc. System for the treatment of biomass
EP2547779A1 (en) 2010-03-19 2013-01-23 POET Research, Inc. System for treatment of biomass to facilitate the production of ethanol
CA2818759A1 (en) * 2010-11-05 2012-05-10 Greenfield Ethanol Inc. Bagasse fractionation for cellulosic ethanol and chemical production
US9932707B2 (en) 2010-11-05 2018-04-03 Greenfield Specialty Alcohols Inc. Bagasse fractionation for cellulosic ethanol and chemical production
KR101170830B1 (ko) 2011-01-14 2012-08-03 (주)두아스로다스코리아 설탕제조장치
CA2824993C (en) 2011-01-18 2019-07-23 Poet Research, Inc. Systems and methods for hydrolysis of biomass
US8801859B2 (en) 2011-05-04 2014-08-12 Renmatix, Inc. Self-cleaning apparatus and method for thick slurry pressure control
US8663800B2 (en) 2011-05-04 2014-03-04 Renmatix, Inc. Lignin production from lignocellulosic biomass
BR112013028147A2 (pt) * 2011-05-04 2017-11-07 Renmatix Inc método para aumentar o nível de sacarídeos c5 solúveis produzidos a partir de biomassa lignocelulósica, produto e método para aumentar o nível do produto catalítico ou fermentativo produzido a partir de biomassa lignocelulósica
MX2014000245A (es) 2011-07-07 2014-09-15 Poet Res Inc Sistemas y metodos para la recirculacion de acido.
US8329455B2 (en) 2011-07-08 2012-12-11 Aikan North America, Inc. Systems and methods for digestion of solid waste
CA2838560A1 (en) 2011-07-15 2013-01-24 Frank A. Dottori Conditioning of biomass for improved c5/c6 sugar release prior to fermentation
US8759498B2 (en) 2011-12-30 2014-06-24 Renmatix, Inc. Compositions comprising lignin
CN102617284B (zh) * 2012-03-08 2014-09-17 山东太阳纸业股份有限公司 一种桉木片水解液生产木糖醇的方法及水解塔
US8801904B2 (en) 2012-07-03 2014-08-12 Aemerge, LLC Chain drag system for treatment of carbaneous waste feedstock and method for the use thereof
DE102012020166A1 (de) * 2012-10-13 2014-04-30 Green Sugar Gmbh Produktinnovationen Aus Biomasse Verfahren zur Hydrolyse von pelletierfähigen Biomassen mittels Halogenwasserstoffsäuren
WO2014100307A2 (en) * 2012-12-19 2014-06-26 Shell Oil Company Hydrothermal hydrocatalytic treatment of biomass using water tolerant catalysts
CN103898788B (zh) * 2012-12-25 2016-05-25 中粮营养健康研究院有限公司 纤维素乙醇原料的预处理方法
EP2774670B1 (de) * 2013-03-08 2017-11-08 Tantec GmbH System umfassend einen Reaktor und eine Unterdruckerzeugungseinrichtung
CN104692841A (zh) * 2013-08-27 2015-06-10 天紫环保投资控股有限公司 具有限位斜边的有机质垃圾处理机的制肥系统
JP6483021B2 (ja) * 2013-09-11 2019-03-13 日本製紙株式会社 溶解クラフトパルプの製造方法
JP6305715B2 (ja) * 2013-09-30 2018-04-04 日本製紙株式会社 溶解パルプの製造方法
JP6327993B2 (ja) * 2014-07-24 2018-05-23 株式会社ピーシーエス 亜臨界水処理方法及び装置
US10888836B2 (en) 2014-07-25 2021-01-12 Chemical and Metal Technologies LLC Extraction of target materials using CZTS sorbent
CN107074981A (zh) 2014-09-26 2017-08-18 瑞恩麦特克斯股份有限公司 含纤维素的组合物以及其制造方法
JP5838276B1 (ja) * 2015-04-17 2016-01-06 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 リグノセルロース系バイオマスの糖化監視制御装置及び糖化監視制御方法
US10907184B2 (en) * 2015-11-24 2021-02-02 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc Ammonium based ionic liquids useful for lignocellulosic processing
JP6377087B2 (ja) * 2016-01-22 2018-08-22 株式会社ピーシーエス 亜臨界水処理方法及び装置
BR112018015184B1 (pt) 2016-02-19 2022-09-06 Intercontinental Great Brands Llc Processos para criar múltiplas correntes de valor a partir de fontes de biomassa
US10858607B2 (en) * 2017-05-18 2020-12-08 Active Energy Group Plc Process for beneficiating and cleaning biomass
JP7193254B2 (ja) * 2017-05-26 2022-12-20 ケミカル アンド メタル テクノロジーズ リミテッド ライアビリティ カンパニー 傾斜及び／又は撹拌方法と共に流動床装置を用いた、再構成可能な分節型汚染排出物捕捉・収集システム及びその使用方法
SE1750833A1 (en) * 2017-06-28 2018-12-11 Valmet Oy Apparatus and method for hydrolysis of lignocellulosic materials
PL3733655T3 (pl) * 2017-12-06 2023-03-06 Eco Biomass Technology Company Limited Układ i sposób ciągłego wytwarzania furfuralu z zastosowaniem surowca lignocelulozowego
RU2678089C1 (ru) * 2018-02-06 2019-01-23 Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМЕТЕЙ" Промышленный комплекс для производства древесного угля безотходным способом низкотемпературного пиролиза из брикетированных древесных отходов
SE543924C2 (en) * 2019-04-02 2021-09-28 Valmet Oy A method for extracting hydrolysate in a batch pulp production process
CN111186959B (zh) * 2020-01-08 2022-08-12 广西国宏智鸿环保科技集团有限公司 一种水解调节池
CN111686468A (zh) * 2020-06-24 2020-09-22 赵文庆 一种化工设备用防爆蒸馏罐
CN111672452A (zh) * 2020-06-25 2020-09-18 毛俭英 一种混合效果优异的可移动反应釜
CN112139202A (zh) * 2020-08-18 2020-12-29 无锡澳珀逸境生物科技有限公司 一种便于移动的集成式有机废弃物处理系统
CN114959263B (zh) * 2022-04-28 2023-02-07 北京科技大学 一种利用酸处理秸秆强化生物浸出的装置和方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3056664A (en) 1959-03-12 1962-10-02 Standard Oil Co Apparatus for handling corrosive materials at high pressures and temperatures
ZA766073B (en) * 1975-10-24 1977-09-28 D Econimidis Production of pulp
CH609092A5 (ru) * 1977-04-01 1979-02-15 Battelle Memorial Institute
US5366558A (en) 1979-03-23 1994-11-22 Brink David L Method of treating biomass material
FI58346C (fi) * 1979-12-18 1981-01-12 Tampella Oy Ab Foerfarande foer kontinuerlig foersockring av cellulosa av vaextmaterial
JPS5916531A (ja) * 1982-07-19 1984-01-27 Shin Meiwa Ind Co Ltd コンクリ−トミキサ車
IT1191114B (it) * 1982-12-06 1988-02-24 Getters Spa Contenitore a vuoto (thermos) metallico con dispositivo getter a base di una lega di zr-nb-ni
JPS61135180A (ja) * 1984-12-06 1986-06-23 Nippon Steel Corp 案内レ−ル式ミラ−ホルダ−
JP2598892B2 (ja) * 1984-12-13 1997-04-09 三洋電機株式会社 空気調和機
ATE77830T1 (de) * 1986-03-14 1992-07-15 Forschungszentrum Juelich Gmbh Verfahren zur durchfuehrung gasbildender biotechnologischer prozesse in festbettreaktoren und zum be- und entgasen geeignete vorrichtungen.
DE3608466A1 (de) * 1986-03-14 1987-09-17 Kernforschungsanlage Juelich Verfahren und vorrichtung zur durchfuehrung gasbildender biotechnologischer prozesse in festbettreaktoren
GB8625095D0 (en) 1986-10-20 1986-11-26 Ici Plc Xylose
JPS6431048A (en) * 1987-07-28 1989-02-01 Hitachi Construction Machinery Method for measuring surface opening crack depth of concrete by ultrasonic wave
JPH07100050B2 (ja) * 1987-09-29 1995-11-01 日本酸素株式会社 金属製魔法瓶およびその製造方法
JPH01157642A (ja) * 1987-12-14 1989-06-20 Nec Corp ローカルエリアネットワーク
JPH0698109B2 (ja) * 1988-02-05 1994-12-07 象印マホービン株式会社 金属製真空二重構造体及びその製造方法
US4997124A (en) * 1988-04-20 1991-03-05 Zojirushi Corporation Vacuum-insulated, double-walled metal structure and method for its production
JPH01157642U (ru) * 1988-04-20 1989-10-31
JPH0698108B2 (ja) * 1988-04-20 1994-12-07 象印マホービン株式会社 金属製真空二重構造体及びその製造方法
US5411594A (en) 1991-07-08 1995-05-02 Brelsford; Donald L. Bei hydrolysis process system an improved process for the continuous hydrolysis saccharification of ligno-cellulosics in a two-stage plug-flow-reactor system
US5338366A (en) 1993-01-04 1994-08-16 Kamyr, Inc. Acid pre-hydrolysis reactor system
FR2702467B1 (fr) * 1993-03-11 1995-04-28 Air Liquide Procédé de préparation du disilane à partir du monosilane par décharge électrique et piégeage cryogénique et nouveau réacteur pour sa mise en Óoeuvre.
US6939521B1 (en) 1997-11-21 2005-09-06 Honeywell International Inc. Fluoropolymer reactor with heat exchange jacket
JPH11169188A (ja) * 1997-12-09 1999-06-29 Toshiba Corp エタノール製造方法
AT3144U1 (de) 1998-11-20 1999-10-25 Steyr Daimler Puch Ag Rohrförmige konstruktion
BR9902607B1 (pt) * 1999-06-23 2010-08-24 aparelho e processo de prÉ-hidràlise de biomassa.
BR9902606B1 (pt) 1999-06-23 2011-04-19 combustìvel de celulignina catalìtica.
IT1320024B1 (it) * 2000-04-07 2003-11-12 Gambro Dasco Spa Metodo per la regolazione della infusione in una macchina di dialisi e macchina di dialisi per l'applicazione del citato metodo.
US6730223B1 (en) * 2002-11-01 2004-05-04 Comprehensive Resources, Recovery & Reuse, Inc. Apparatus, system and method for treating waste material

Also Published As

Publication number Publication date
JP4664330B2 (ja) 2011-04-06
DE00940076T1 (de) 2004-04-22
CA2377710A1 (en) 2000-12-28
CN1399577A (zh) 2003-02-26
EA006758B1 (ru) 2006-04-28
EA004080B1 (ru) 2003-12-25
HK1043954B (zh) 2005-03-24
OA11977A (en) 2006-04-17
HK1043954A1 (en) 2002-10-04
EP1316620B1 (en) 2011-02-23
CN1824379A (zh) 2006-08-30
DE03002158T1 (de) 2004-04-22
EA200300069A1 (ru) 2003-06-26
EP1316620A2 (en) 2003-06-04
EA200301226A1 (ru) 2004-06-24
EA200200070A1 (ru) 2002-04-25
US20050161038A1 (en) 2005-07-28
DE60045667D1 (de) 2011-04-07
EP1194226A2 (en) 2002-04-10
ES2204361T3 (es) 2011-06-09
MX255489B (es) 2008-03-19
CN100384526C (zh) 2008-04-30
DE60013447T2 (de) 2005-09-15
CO5280144A1 (es) 2003-05-30
ATE499153T1 (de) 2011-03-15
ZA200110394B (en) 2002-12-19
BR9902607B1 (pt) 2010-08-24
JP2003502395A (ja) 2003-01-21
EP1316620A3 (en) 2004-03-03
AR023267A1 (es) 2002-09-04
PE20010495A1 (es) 2001-04-26
US7238242B2 (en) 2007-07-03
AU5516000A (en) 2001-01-09
AR059078A1 (es) 2008-03-12
ES2204353T3 (es) 2005-04-01
DK1194226T3 (da) 2005-01-17
US6878212B1 (en) 2005-04-12
JP2007289961A (ja) 2007-11-08
CA2377710C (en) 2007-10-30
CA2588501C (en) 2011-11-01
ATE274998T1 (de) 2004-09-15
WO2000078446A2 (en) 2000-12-28
CA2588501A1 (en) 2000-12-28
MXPA02000137A (es) 2004-09-10
ES2204353T1 (es) 2004-05-01
BR9902607A (pt) 2001-01-09
CN1243610C (zh) 2006-03-01
PT1316620E (pt) 2011-05-18
WO2000078446A3 (en) 2001-11-08
PT1194226E (pt) 2005-01-31
JP4870297B2 (ja) 2012-02-08
DE60013447D1 (de) 2004-10-07
EP1194226B1 (en) 2004-09-01
ES2204361T1 (es) 2004-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA004438B1 (ru) Устройство для переработки материалов, в частности для предварительного гидролиза биомассы или для варки минерала
CN107446599B (zh) 一种固体有机废物立式热解装置
CN107234122A (zh) 一种生活垃圾制造陶粒的资源化循环利用生产工艺
KR100995134B1 (ko) 다운드래프트 방식의 바이오매스 가스화 분해 방법 및 장치
CN102245737A (zh) 用于任何种类的有机材料的热解的装置和方法
CN101987750B (zh) 废有机物的超临界水处理用预脱盐器
CN110644269B (zh) 一种工业级自动化连续汽爆系统及方法
BR112020002113A2 (pt) sistema de tratamento termoquímico para resíduos plásticos e/ou elastoméricos
CN106439847A (zh) 一种全自动高温等离子体固废气化熔融炉
WO2010028203A2 (en) Pressurized gasification apparatus to convert coal or other carbonaceous material to gas while producing a minimum amount of tar
CN103418602B (zh) 一种餐厨垃圾预处理方法
CN203663827U (zh) 一种玻璃钢卧式氯化浸出釜
CN211596181U (zh) 一种工业级自动化连续汽爆系统
RU2408819C1 (ru) Установка для переработки твердых органических отходов
CN106047383A (zh) 无轴螺旋式生物质热裂解反应装置
WO2011057040A2 (en) Direct-fired pressurized continuous coking
US8328991B2 (en) Thermal conversion of organic matter into usable by-products
JP4209701B2 (ja) 可燃物のガス化方法及び装置並びにガス化溶融システム
CN207498314U (zh) 热裂解余热污泥碳化并生产生物质能源颗粒的设备
CN111394132A (zh) 一种新型高得炭率的块状农林生物质气化炉
CN207121565U (zh) 生物质蓄热式移动床热解系统
CN106016272B (zh) 热解回转窑固体生成物粉末化及收集排放机构
Anast Production of molten-caustic-leached coal for combustion testing
Panopoulos et al. Experimental evaluation of thermochemical use of two promising biomass fuels
CN113461185A (zh) 煤气化黑灰水能量回收及粉煤灰再利用系统

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): BY KZ

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU