RS65808B1 - Pogon i proces za transformaciju biomase - Google Patents

Pogon i proces za transformaciju biomase

Info

Publication number
RS65808B1
RS65808B1 RS20240814A RSP20240814A RS65808B1 RS 65808 B1 RS65808 B1 RS 65808B1 RS 20240814 A RS20240814 A RS 20240814A RS P20240814 A RSP20240814 A RS P20240814A RS 65808 B1 RS65808 B1 RS 65808B1
Authority
RS
Serbia
Prior art keywords
reactor
cycle
pressure
during
carried out
Prior art date
Application number
RS20240814A
Other languages
English (en)
Inventor
Daniele Basso
Renato Pavanetto
Original Assignee
Hbi S R L
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
Application filed by Hbi S R L filed Critical Hbi S R L
Publication of RS65808B1 publication Critical patent/RS65808B1/sr

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L9/00Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/08Treating solid fuels to improve their combustion by heat treatments, e.g. calcining
    • C10L9/086Hydrothermal carbonization
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/40Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L5/00Solid fuels
    • C10L5/40Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/44Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on vegetable substances
    • C10L5/447Carbonized vegetable substances, e.g. charcoal, or produced by hydrothermal carbonization of biomass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L2290/00Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/06Heat exchange, direct or indirect
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L2290/00Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/14Injection, e.g. in a reactor or a fuel stream during fuel production
    • C10L2290/148Injection, e.g. in a reactor or a fuel stream during fuel production of steam
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L2290/00Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/24Mixing, stirring of fuel components
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L2290/00Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/46Compressors or pumps
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Description

Opis
Predmetni pronalazak se odnosi na pogon i proces transformacije biomase u hidrougalj. Posebno se odnosi na pogon i proces efikasne transformacije biomase u hidrougalj koji je materijal iskoristiv za različite namene.
Kao što je poznato, moguće je transformisati biomasu u hidrougalj koji je čvrst materijal sa visokim sadržajem ugljenika koji proizlazi iz transformacije biomase termohemijskim procesom u prisustvu vruće vode pod pritiskom.
Ranije pomenuti materijal može da se koristi na različite načine: ovaj materijal se, na primer, koristi kao čvrsto gorivo, katalizator ili oplemenjivač zemljišta.
Obično se transformacija biomase u hidrougalj dešava u reaktorima u koje se postavlja određena količina biomase sa sadržajem vode većim od 60% i/ili sadržajem vode dovoljnim da bi se osiguralo da je biomasa potpuno uronjena u vodu. Ta se biomasa dovodi i održava na temperaturi između 180 i 250 °C i pod pritiskom višim od pritiska isparavanja vode na tim temperaturama (stoga, obično između 10 i 50 bara) tokom vremenskog intervala generalno, ali ne isključivo, između 3 i 8 sati, u zavisnosti od hemijskih karakteristika biomase.
U trenutku izuzimanja tako dobijenog materijala, neophodno je vratiti sistem na temperaturu okoline, na primer kroz smanjenje pritiska, sa posledičnim brzim padom temperature, upravo sa temperature procesa na oko 100 °C, što rezultuje delimičnim isparavanjem vode.
CN 103386 411 A i DE 102010 000578 A1 otkrivaju poznate pogone, respektivno.
Glavni problem predmetne oblasti se, stoga, odnosi na velike gubitke energije jer se energija utrošena da se biomasa dovede do željene temperature unutar reaktora zatim gubi u trenutku izuzimanja.
Cilj predmetnog pronalaska je da obezbedi pogon za transformaciju biomase u hidrougalj koji radi efikasno.
Drugi cilj pronalaska je da se dobije postrojenje za transformaciju biomase u hidrougalj, u kom se gubici energije značajno smanjuju u fazama izuzimanja dobijenog hidrouglja.
Svi navedeni ciljevi i prednosti se postižu prema pronalasku kroz proces prema patentnom zahtevu 1 za transformisanje biomase u hidrougalj pomoću pogona, koji sadrži:
- prvi reaktor, drugi reaktor, treći reaktor u koji se biomasa može unositi spolja i hidrougalj se može izuzeti iz pogona ka spolja;
- četvrti reaktor, peti reaktor i šesti reaktor u kom se transformacija biomase u hidrougalj može desiti na temperaturi procesa između 180 °C i 250 °C, na pritisku procesa koji odgovara ili je veći od pritiska isparavanja vode na temperaturi procesa, to jeste između 10 bara i 50 bara, u vremenskom rasponu koji je jednak vremenu reakcije između 3 i 8 sati;
- izmenjivač toplote putem kog su prvi reaktor, drugi reaktor, treći reaktor skupno povezani sa četvrtim reaktorom, petim reaktorom i šestim reaktorom.
U pogonu su prvi reaktor, drugi reaktor, treći reaktor, četvrti reaktor, peti reaktor i šesti reaktor takođe međusobno direktno povezani.
Posebno, proces prema pronalasku u početnom stanju uključuje da:
- prvi reaktor je pun hidrouglja, vode procesa i gasa stvorenog tokom reakcije (nadalje se ove tri supstance, kao celina, definišu kao „proizvodi procesa“) i doveden pod pritisak u iznosu pritiska procesa i na temperaturi izuzimanja između 30 °C i 50 °C;
- drugi reaktor je pun biomase i vode ili tečnosti formirane nizvodno od procesa, recirkulisane delimično ili u potpunosti (nadalje se ove supstance, kao celina, definišu kao „sirovina“) i doveden pod pritisak u iznosu pritiska procesa; - treći reaktor je prazan i doveden pod pritisak u iznosu pritiska procesa;
- četvrti reaktor je pun proizvoda procesa, doveden pod pritisak u iznosu pritiska procesa, te je na temperaturi reakcije;
- peti reaktor je prazan i doveden pod pritisak u iznosu pritiska procesa.
- šesti reaktor je pun sirovine, doveden pod pritisak na temperaturi procesa i delimično zagrejan na temperaturu između 160 °C i 210 °C;
Ovaj proces obezbeđuje prvi ciklus u kom se, istovremeno,:
- prvi reaktor, uzastopno, izoluje od ostatka pogona, dekompresuje na atmosferski pritisak, ispražnjava od proizvoda procesa sadržanih u njemu, puni sirovinom, i naposletku dovodi pod pritisak u iznosu pritiska procesa;
- proizvodi procesa sadržani u četvrtom reaktoru prenose u treći reaktor koji prolazi kroz izmenjivač toplote u kontrastruji u odnosu na sirovinu koja prolazi kroz izmenjivač toplote koja se prenosi iz drugog reaktora u peti reaktor, da bi se toplota prenela sa proizvoda procesa na sirovinu;
- vazduh koji se nalazi u trećem reaktoru i petom reaktoru prenosi u drugi i četvrti reaktor, respektivno;
- u šestom reaktoru, sirovina dovodi do temperature reakcije, u kojoj se dešava reakcija kao i transformacija u hidrougalj i u druge proizvode procesa.
Povoljno, proces prema pronalasku može da obezbedi da se na kraju prvog ciklusa izvršava drugi ciklus u kom se, istovremeno, rad prvog reaktora u prvom ciklusu izvršava od strane trećeg reaktora, rad drugog reaktora u prvom ciklusu vrši od strane prvog reaktora, rad trećeg reaktora u prvom ciklusu vrši od strane drugog reaktora, rad četvrtog reaktora u prvom ciklusu vrši od strane šestog reaktora, rad petog reaktora u prvom ciklusu vrši od strane četvrtog reaktora i rad šestog reaktora u prvom ciklusu vrši od strane petog reaktora.
Osim toga, proces prema pronalasku može da obezbedi da se na kraju drugog ciklusa izvršava treći ciklus u kom se, istovremeno, rad prvog reaktora u prvom ciklusu vrši od strane drugog reaktora, rad drugog reaktora u prvom ciklusu vrši od strane trećeg reaktora, rad trećeg reaktora u prvom ciklusu vrši od strane prvog reaktora, rad četvrtog reaktora u prvom ciklusu vrši od strane petog reaktora, rad petog reaktora u prvom ciklusu vrši od strane šestog reaktora i rad šestog reaktora u prvom ciklusu vrši od strane četvrtog reaktora.
Kroz proces prema pronalasku moguće je dobiti hidrougalj i druge proizvode procesa efikasnije nego u predmetnoj oblasti.
Ova efikasnost se postiže odvajanjem tri karakteristična vremena termohemijskog procesa transformacije biomase u prisustvu vruće vode pod pritiskom, naime:
1. vreme unošenja i izuzimanja proizvoda procesa (vreme 1);
2. vreme procesuiranja (generalno, ali ne isključivo 3 do 8 sati) (vreme 2);
3. vreme razmene toplote između ulazećih sirovina i izlazećih proizvoda procesa (vreme 3).
Zapravo, sa procesom prema pronalasku moguće je obezbediti kontinuiran rad pogona, u smislu snabdevanja i izuzimanja (vreme 1), bez obzira na vreme procesuiranja (vreme 2) i bez obzira na vreme koje je potrebno da izmenjivač toplote završi razmenu toplote u kontrastruji (vreme 3).
Shodno, visoka efikasnost razmene toplote koja se može postići odvajanjem vremena razmene toplote (vreme 3) od druga dva karakteristična vremena sistema podrazumeva jasno smanjenje operativnih troškova direktno povezanih sa snabdevanjem toplotne energije neophodne za dovođenje, tokom svakog ciklusa, sirovine sa temperature okoline na temperaturu procesa.
Na ovaj način, izmenjivač toplote ima sve vreme potrebno za potpunu razmenu toplote (vreme 3), ne utičući minimalno ni na vreme reakcije (vreme 2), ni na vreme unošenja/izuzimanja (vreme 1).
U poređenju sa konvencionalnim predmetnim tehničkim rešenjima koja implementiraju termohemijski proces za transformaciju biomase, proces prema izumu omogućava dobijanje mnogo povoljnijih operativnih troškova i manjeg rasipanja energije.
Povoljno, u procesu prema pronalasku, promene u nivou unutar pogona mogu se kontrolisati putem ekspanzione posude.
Ciljevi i prednosti pronalaska se takođe ostvaruju pomoću pogona prema patentnom zahtevu 6 za transformisanje biomase u hidrougalj, koji sadrži:
- prvi reaktor, drugi reaktor, treći reaktor u koje se sirovina unosi spolja i proizvodi procesa se iz pogona izuzimaju ka spolja;
- četvrti reaktor, peti reaktor i šesti reaktor u kojima se transformacija biomase u proizvode procesa odvija na temperaturi procesa između 180 °C i 250 °C, na pritisku procesa koji odgovara ili je veći od pritiska isparavanja vode na temperaturi procesa, to jeste između 10 bara i 50 bara, u vremenskom rasponu koji je jednak vremenu reakcije, generalno, ali ne isključivo, između 3 i 8 sati;
- izmenjivač toplote kroz koji su prvi reaktor, drugi reaktor, treći reaktor skupno povezani sa četvrtim reaktorom, petim reaktorom i šestim reaktorom;
prvi reaktor, drugi reaktor, treći reaktor, četvrti reaktor, peti reaktor i šesti reaktor su takođe međusobno direktno povezani.
Pored toga, pogon prema pronalasku može uključivati pumpu za unošenje/izuzimanje, koja je pogodna za unošenje sirovine ili izuzimanje proizvoda procesa u najmanje jednom od prvog reaktora, drugog reaktora, trećeg reaktora, četvrtog reaktora, petog reaktora i šestog reaktora.
Povoljno, pumpa za snabdevanje može biti uključena, pogodna za vršenje dovođenja pod pritisak u najmanje jednom od prvog reaktora, drugog reaktora, trećeg reaktora, četvrtog reaktora, petog reaktora i šestog reaktora.
Pored toga, u pogon prema pronalasku može da bude uključena ekspanziona posuda, pogodna za upravljanje promenama nivoa unutar pogona.
Povoljno, najmanje jedan od prvog reaktora, drugog reaktor, trećeg reaktora može biti rezervoar, kako bi se smanjili troškovi celog pogona.
Dalje karakteristike i detalji pronalaska mogu se bolje razumeti iz sledeće specifikacije koja je data kao neograničavajući primer, kao i iz priloženih crteža, naznačenih time što:
Slika 1 je šematski pogled na pogon za transformaciju biomase u hidrougalj, pogon napravljen prema pronalasku;
Slika 2 je dijagram koji ilustruje rad pogona na Slici 1;
Slika 3 je sažeti tumač znakova koji objašnjava znakove koji se nalaze na dijagramu na Slici 2.
U odnosu na priložene slike, referentni broj 10 označava pogon za transformisanje biomase u hidrougalj.
Pogon 10 prema pronalasku sadrži šest reaktora 12, 14, 16, 18, 20, 22 koji imaju isti kapacitet i povezani međusobno i sa izmenjivačem toplote 24, kao i sa gasnom (vazdušnom) ekspanzionom posudom 26.
Konkretno, pogon 10 uključuje prvi reaktor 12, drugi reaktor 14 i treći reaktor 16 u kom se dešava unošenje i izuzimanje sirovine i proizvoda procesa između pogona i spoljašnosti, respektivno, kao i četvrti reaktor 18, peti reaktor 20 i šesti reaktor 22 u kom se odvija reakcija, to jeste transformacija sirovine u proizvode procesa.
U četvrtom reaktoru 18, petom reaktoru 20 i šestom reaktoru 22, uslovi reagovanja materijala su isti kao oni obezbeđeni u predmetnoj oblasti, u kojima se proizvodnja ne dešava u neprekidnom režimu, temperatura je 220 °C, pritisak je 20 bara, i vreme reakcije je oko 3 sata.
Naravno, temperatura procesa može da se razlikuje od 220 °C, to jeste, temperatura može da bude između 180 °C i 250 °C, pritisak može da se razlikuje od 20 bara, ali u svakom slučaju, mora da odgovara ili da bude viši od pritiska isparavanja vode na temperaturi procesa, i vreme može da bude duže od 3 sata.
Izmenjivač toplote 24 radi u kontrastruji i sa visokom efikasnošću.
Celi pogon 10, to jeste, svih šest reaktora 12, 14, 16, 18, 20, 22 i izmenjivač toplote 24, uvek se drže pod pritiskom reakcije, to jeste, pritiskom od 20 bara.
Svim varijacijama nivoa upravlja se gasnom (vazdušnom) ekspanzionom posudom 26.
Unošenje i izuzimanje materijala, sirovina i proizvoda procesa se vrši pod atmosferskim pritiskom, izolujući jedan reaktor, posebno prvi reaktor 12, drugi reaktor 14 i treći reaktor 16 koji su prema režimu predmetnog otelotvorenja reaktori odgovorni za unošenje i izuzimanje materijala.
Ponovno dovođenje pod pritisak se vrši pojedinačno putem pumpe za snabdevanje 32 u odsustvu gasa (vazduha), time kompresujući samo tečnost.
Uopšteno govoreći, procedura rada postrojenja 10 obezbeđuje niz neprekidnih ciklusa i svaki ciklus traje 3 sata.
Međutim, vreme reakcije može da se razlikuje od 3 sata i određuje se u zavisnosti od vrste sirovine i/ili hemijsko-fizičkih karakteristika proizvoda procesa, to jeste generalno, ali ne isključivo, 3 do 8 sati.
U jednom od poslednja tri reaktora, i konkretno rotacijom četvrtog reaktora 18, petog reaktora 20 i šestog reaktora 22, odvija se reakcija transformacije biomase u hidrougalj.
Posebno, u svakom od reaktora 18, 20, 22 u kom se reakcija i posledična transformacija biomase u hidrougalj dešava rotacijom, u prvoj fazi ciklusa, u ograničenom vremenu, materijal se dovodi do nominalne temperature, to jeste na 220 °C, materijal izaziva pokretanje izmenjivača toplote 24, i zatim se odvija reakcija.
U jednom od prva tri reaktora, i posebno rotacijom prvog reaktora 12, drugog reaktora 14 i trećeg reaktora 16, materijal se izuzima i unosi spolja, konkretno sirovina se unosi i procesni proizvodi se izuzimaju.
Posebno, svaki od reaktora 12, 14, 16 u kome se izuzimanje i unošenje odvija rotacijom, prvo se izoluje od ostatka pogona 10 i unutrašnji pritisak se spušta dok ne bude jednak atmosferskom pritisku. Prvo, iz reaktora se izuzimaju proizvodi procesa i zatim se u isti unosi sirovina. Uneseni materijal se dovodi do nominalnog pritiska reakcije, to jeste 20 bara, i naposletku, dotični reaktor se ponovo dovodi u komunikaciju sa ostatkom pogona 10.
Preostala četiri reaktora vrše razmenu toplote prenosom toplote sa smeše sastavljene od procesnih proizvoda, na kraju reakcije, koja je na kraju ciklusa, na dolazeću sirovinu, koja je na početku ciklusa. Reaktori se prazne i pune dva po dva kroz prenos materijala u ravnomernom pritisku, to jeste nominalnom pritisku reakcije od 20 bara.
Ovde je rad pogona 10 u prvom ciklusu detaljno opisan u odnosu na Slike 2 i 3.
U početnom stanju prvog ciklusa, prvi reaktor 12 je pun proizvoda procesa spremnih za izuzimanje i doveden je pod pritisak. Drugim rečima, proizvodi procesa su uneseni u prvi reaktor 12 na temperaturi od 40 °C i pod pritiskom od 20 bara.
Drugi reaktor 14 je pun sirovine, i doveden je pod pritisak i stoga je pod pritiskom od 20 bara.
Treći reaktor 16 je prazan i doveden pod pritisak i stoga je pod pritiskom od 20 bara.
Četvrti reaktor 18 je pun proizvoda procesa na kraju reakcije i stoga je na temperaturi od 220 °C i pritisku od 20 bara.
Peti reaktor 20 je prazan i doveden pod pritisak i stoga je pod pritiskom od 20 bara.
Šesti reaktor 22 je pun sirovine, delimično zagrejan, do temperature od oko 200 °C, pod pritiskom i stoga je pod pritiskom od 20 bara.
U prvom ciklusu se dešavaju sledeće operacije:
Proizvodi procesa sadržani u četvrtom reaktoru 18 se prosleđuju unutar izmenjivača toplote 24 u kontrastruji radi prenosa toplote na sirovinu sadržanu u drugom reaktoru 14; na taj način se proizvodi procesa prenose u treći reaktor 16 i sirovina se prenosi u peti reaktor 20.
Pritisak unutar pet reaktora 14, 16, 18, 20, 22 (to jeste svim reaktorima osim prvog reaktora 12) održava se konstantnim, to jeste na 20 bara, i šest reaktora je povezano paralelno.
Vazduh sadržan u trećem reaktoru 16 i petom reaktoru 20 koji su prethodno bili prazni, ispušta se u drugi reaktor 14 i četvrti reaktor 18, respektivno, iz kojih je ispražnjen materijal, respektivno.
Reakcija sirovine se dešava u šestom reaktoru 22. drugim rečima, sirovina, koja se u početku zagreva delimično, dovodi se do temperature reakcije, to jeste na 220 °C.
Izuzimanje i unošenje materijala dešava se u prvom reaktoru 12.
Upravo se prvi reaktor 12 izoluje od ostatka pogona 10 i zatim dekompresuje na atmosferski pritisak putem prvog ventila 28. Procesni proizvodi se izuzimaju iz prvog reaktora 12 pri atmosferskom pritisku putem prve pumpe za unošenje/izuzimanje 30. Procenjeno vreme potrebno za operacije izuzimanja je približno polovini ciklusa, to jeste oko 1,5 sati.
Nakon toga se sirovina unosi pri atmosferskom pritisku u isti prvi reaktor 12 pomoću prve pumpe za unošenje/izuzimanje 30. Procenjeno vreme potrebno za operacije utovara je približno polovini ciklusa, to jeste oko 1,5 sati.
Zatim se prvi reaktor 12 dovodi pod pritisak u iznosu nominalnog pritiska postrojenja 10, to jeste na 20 bara, pomoću pumpe za snabdevanje 32.
Naposletku, prvi reaktor 12 se ponovo povezuje sa pogonom 10.
Na kraju prvog ciklusa, prvi reaktor 12 je pun materijala koji treba transformisati, to jeste sirovine, i doveden pod pritisak u iznosu nominalnog pritiska pogona, to jeste 20 bara.
Drugi reaktor 14 je prazan i doveden pod pritisak u iznosu nominalnog pritiska pogona.
Treći reaktor 16 je pun proizvoda procesa spremnih za izuzimanje i doveden je pod pritisak. Posebno, hidrougalj u trećem reaktoru 16 je na temperaturi od 40 °C i pod pritiskom od 20 bara.
Četvrti reaktor 18 je pun početne sirovine, delimično zagrejan na temperaturi od 200 °C i doveden pod pritisak u iznosu nominalne vrednost, to jeste 20 bara.
Peti reaktor 20 je prazan i doveden pod pritisak u iznosu nominalnog pritiska pogona.
Šesti reaktor 22 je pun proizvoda procesa i doveden je pod pritisak u iznosu nominalne vrednosti pritiska.
Nakon toga, drugi ciklus se nastavlja sa izmeštanjem materijala i transformacijama sličnim onima opisanim iznad, ali sa radom različitih reaktora.
U drugom ciklusu, u pogledu prva tri reaktora 12, 14, 16 u kojima se dešava izuzimanje i unošenje materijala, rad prvog reaktora 12 se vrši od strane trećeg reaktora 16 rad drugog reaktora 14 se vrši od strane prvog reaktora 12, i rad trećeg reaktora 16 se vrši od strane drugog reaktora 14.
U pogledu druga tri reaktora 18, 20, 22 u kojima se dešava reakcija sa transformacijom biomase u hidrougalj, rad četvrtog reaktora 18 se vrši od strane šestog reaktora 22 rad petog reaktora 20 se vrši od strane četvrtog reaktora 18, i rad šestog reaktora 22 se vrši od strane petog reaktora 20.
U trećem ciklusu, u pogledu prva tri reaktora 12, 14, 16 u kojima se dešava izuzimanje i unošenje materijala, rad u prvom ciklusu prvog reaktora 12 se vrši od strane drugog reaktora 14, rad u prvom ciklusu drugog reaktora 14 se vrši od strane trećeg reaktora 16, i rad u prvom ciklusu trećeg reaktora 16 se vrši od strane prvog reaktora 12.
U pogledu druga tri reaktora 18, 20, 22 u kojima se dešava reakcija sa transformacijom biomase u hidrougalj, rad u prvom ciklusu četvrtog reaktora 18 se vrši od strane petog reaktora 20, rad u prvom ciklusu petog reaktora 20 se vrši od strane šestog reaktora 22, i rad u prvom ciklusu šestog reaktora 22 se vrši od strane četvrtog reaktora 18.
Ciklus koji prati treći ciklus je isti kao prvi ciklus koji je prethodno opisan.
Kapacitet reaktora može da se promeni prema potrebama, takođe prema ukupnom broju reaktora. Posebno, povećanjem broja reaktora moguće je:
- povećati produktivnosti za isto vreme razmene toplote (vreme 3), uz održavanje istog kapaciteta reaktora; ili
- smanjiti kapacitet reaktora, istovremeno održavajući istu produktivnost.
Pored toga, mogu se obezbediti i varijante koje treba smatrati uključenim u opseg pronalaska, kako je definisano sledećim patentnim zahtevima. Na primer, moguće je dodati kompresor da bi se vratio pritisak ekspanzione posude u slučaju gubitka pritiska.
Štaviše, u zavisnosti od sadržaja vlage u biomasi, može biti potrebno dodati vodu ili recirkulisati delimično ili potpuno tečnost koja se formira nizvodno tokom procesa.
Prema pronalasku, prvi reaktor 12, drugi reaktor 14 i treći reaktor 16, kao što je prethodno opisano, mogu biti zamenjeni rezervoarima sa posledičnom uštedom troškova.
U tom slučaju, izbacivanje proizvoda procesa, prenesenih iz reaktora u rezervoar putem izmenjivača, dešava se iskorišćavanjem pada pritiska između reaktora i atmosfere, koji prosleđuje proizvode procesa kroz odgovarajuću dijafragmu.
Pored toga, potrebno je aktivirati kompresor da bi se održao nominalni pritisak tokom celog vremena ciklusa dok se pritisak otpušta u prolasku kroz dijafragmu.
_____________________

Claims (10)

PATENTNI ZAHTEVI
1. Proces transformacije biomase u hidrougalj pomoću pogona (10), koji sadrži:
- prvi reaktor (12), drugi reaktor (14), treći reaktor (16) u koji sirovina može da se unese spolja i proizvodi procesa mogu da se izuzmu (10) ka spolja;
- četvrti reaktor (18), peti reaktor (20) i šesti reaktor (22) u kom se transformacija biomase u hidrohar može desiti na temperaturi procesa između 180 °C i 250 °C, pri pritisku procesa koji odgovara ili je viši od pritiska isparavanja vode na temperaturi procesa, naime između 15 bara i 30 bara, u vremenskom rasponu jednakom vremenu reakcije između 3 i 8 sati;
- izmenjivač toplote (24) putem kog su prvi reaktor (12), drugi reaktor (14), treći reaktor (16) ukupno povezani sa četvrtim reaktorom (18), petim reaktorom (20) i šestim reaktorom (22);
- prvi reaktor (12), drugi reaktor (14), treći reaktor (16), četvrti reaktor (18), peti reaktor (20) i šesti reaktor (22) su takođe direktno međusobno povezani;
proces u početnom stanju obezbeđuje da je:
- prvi reaktor (12) pun proizvoda procesa, doveden pod pritisak u iznosu pritiska procesa i na temperaturi izuzimanja između 30 °C i 50 °C;
- drugi reaktor (14) pun sirovine i doveden pod pritisak u iznosu pritiska procesa;
treći reaktor (16) prazan i doveden pod pritisak u iznosu pritiska procesa;
- četvrti reaktor (18) pun proizvoda procesa, doveden pod pritisak u iznosu pritiska procesa i na temperaturi reakcije;
- peti reaktor (20) prazan i doveden pod pritisak u iznosu pritiska procesa;
- šesti reaktor (22) pun sirovine, doveden pod pritisak na temperaturi procesa i delimično zagrejan na temperaturu između 160 °C i 210 °C; proces obezbeđuje prvi ciklus u kom se, istovremeno:
- prvi reaktor (12), uzastopno, izoluje od ostatka pogona (10), dekompresuje na atmosferski pritisak, ispražnjava od proizvoda procesa sadržanih u njemu, puni sirovinom i, naposletku, dovodi pod pritisak u iznosu pritiska procesa;
- proizvodi procesa sadržani u četvrtom reaktoru (18) prenose u treći reaktor (16) koji prolazi kroz izmenjivač toplote (24) u kontrastruji u odnosu na sirovinu koja prolazi kroz izmenjivač toplote (24) koja se prenosi iz drugog reaktora (14) u peti reaktor (20), kako bi se toplota prenela sa proizvoda procesa na sirovinu;
- vazduh sadržan u trećem reaktoru (16) i petom reaktoru (20) prenosi u drugi reaktor (14) i četvrti reaktor (18), respektivno;
- u šestom reaktoru (22), sirovina dovodi do temperature reakcije, i dešava se reakcija kao i transformacija u proizvode procesa.
2. Proces prema prethodnom patentnom zahtevu, naznačen time što se na kraju prvog ciklusa vrši drugi ciklus u kom se, istovremeno, rad prvog reaktora (12) tokom prvog ciklusa vrši od strane trećeg reaktora (16), rad drugog reaktora (14) tokom prvog ciklusa vrši od strane prvog reaktora (12), rad trećeg reaktora (16) tokom prvog ciklusa vrši od strane drugog reaktora (14), rad četvrtog reaktora (18) tokom prvog ciklusa vrši od strane šestog reaktora (22), rad petog reaktora (20) tokom prvog ciklusa vrši od strane četvrtog reaktora (18) i rad šestog reaktora (22) tokom prvog ciklusa vrši od strane petog reaktora (20).
3. Proces prema prethodnom patentnom zahtevu, naznačen time što se na kraju drugog ciklusa vrši treći ciklus u kom se, istovremeno, rad prvog reaktora (12) tokom prvog ciklusa vrši od strane drugog reaktora (14), rad drugog reaktora (14) tokom prvog ciklusa vrši od strane trećeg reaktora (16), rad trećeg reaktora (16) tokom prvog ciklusa vrši od strane prvog reaktora (12), rad četvrtog reaktora (18) tokom prvog ciklusa vrši od strane petog reaktora (20), rad petog reaktora (20) tokom prvog ciklusa vrši od strane šestog reaktora (22), rad šestog reaktora (22) tokom prvog ciklusa vrši od strane četvrtog reaktora (18).
4. Proces prema jednom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što se promenama nivoa unutar pogona upravlja pomoću ekspanzivne posude (26).
5. Proces prema jednom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što se biomasi dodaje voda, ili tečnost koja se formira nizvodno tokom procesa, ponovo cirkuliše delimično ili u potpunosti u biomasu.
6. Pogon (10) za transformisanje biomase u hidrougalj, koji sadrži:
prvi reaktor (12), drugi reaktor (14), treći reaktor (16) u koji se sirovina unosi spolja i proizvodi procesa se izuzimaju iz pogona (10) ka spolja;
četvrti reaktor (18), peti reaktor (20) i šesti reaktor (22) u kom se transformacija biomase u hidrougalj odvija na temperaturi procesa između 180 °C i 250 °C, pri pritisku procesa koji odgovara ili je viši od pritiska isparavanja vode na temperaturi procesa, naime između 10 bara i 50 bara, u vremenskom rasponu jednakom vremenu reakcije između 3 i 8 sati;
izmenjivač toplote (24) putem kog su prvi reaktor (12), drugi reaktor (14), treći reaktor (16) skupno povezani sa četvrtim reaktorom (18), petim reaktorom (20) i šestim reaktorom (22);
prvi reaktor (12), drugi reaktor (14), treći reaktor (16), četvrti reaktor (18), peti reaktor (20) i šesti reaktor (22) su takođe direktno međusobno povezani.
7. Pogon (10) prema prethodnom patentnom zahtevu, naznačen time što pumpa za unošenje/izuzimanje (30) sadrži i prilagođena je za unošenje sirovine ili izuzimanje proizvoda procesa u/iz najmanje jednog od prvog reaktora (12), drugog reaktora (14), trećeg reaktora (16), četvrtog reaktora (18), petog reaktora (20) i šestog reaktora (22).
8. Pogon (10) prema patentnom zahtevu 5 ili 6, naznačen time što pumpa za snabdevanje (32) sadrži i prilagođena je za izvršavanje dovođenja pod pritisak u najmanje jednom od prvog reaktora (12), drugog reaktora (14), trećeg reaktora (16), četvrtog reaktora (18), petog reaktora (20) i šestog reaktora (22).
9. Pogon (10) prema jednom od prethodnih patentnih zahteva 5 do 7, naznačen time što ekspanziona posuda (26) sadrži i prilagođen je za upravljanje promenama nivoa unutar pogona.
10. Pogon (10) prema jednom od prethodnih patentnih zahteva 5 do 8, naznačen time što je najmanje jedan od prvog reaktora (12), drugog reaktora (14), trećeg reaktora (16) rezervoar.
RS20240814A 2018-12-20 2019-12-20 Pogon i proces za transformaciju biomase RS65808B1 (sr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102018000020320A IT201800020320A1 (it) 2018-12-20 2018-12-20 Impianto e procedimento per la trasformazione di biomassa
EP19839272.2A EP3898905B1 (en) 2018-12-20 2019-12-20 Plant and process for the transformation of biomass
PCT/IB2019/061188 WO2020129001A1 (en) 2018-12-20 2019-12-20 Plant and process for the transformation of biomass

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RS65808B1 true RS65808B1 (sr) 2024-08-30

Family

ID=65951955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RS20240814A RS65808B1 (sr) 2018-12-20 2019-12-20 Pogon i proces za transformaciju biomase

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20220081633A1 (sr)
EP (1) EP3898905B1 (sr)
CN (1) CN113348232B (sr)
BR (1) BR112021012300A2 (sr)
ES (1) ES2986301T3 (sr)
HR (1) HRP20241005T1 (sr)
HU (1) HUE068499T2 (sr)
IT (1) IT201800020320A1 (sr)
PL (1) PL3898905T3 (sr)
RS (1) RS65808B1 (sr)
WO (1) WO2020129001A1 (sr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT202300017376A1 (it) 2023-08-18 2025-02-18 Hbi S R L Processo ed impianto di carbonizzazione idrotermica

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6709602B2 (en) * 2001-04-23 2004-03-23 General Atomics Process for hydrothermal treatment of materials
DE102010000578A1 (de) * 2010-02-26 2011-09-01 G+R Technology Group Ag Reaktor zur hydrothermalen Karbonisierung von Biomasse und Verfahren zum Betrieb des Reaktors
DE202010018395U1 (de) * 2010-03-24 2016-05-11 Antacor Ltd. Vorrichtung zur Behandlung von Fest-Flüssig-Gemischen
CN103386411B (zh) * 2012-05-10 2016-03-02 北京健坤伟华新能源科技有限公司 一种生物质废物的水热处理方法及其系统
FR3027914B1 (fr) * 2014-11-04 2018-05-04 Terranova Energy Gmbh Procede de carbonisation hydrothermale d'une biomasse, et dispositif s'y rapportant
CN104910946A (zh) * 2015-05-29 2015-09-16 浙江科技学院 一种生物质水热炭化联产生物油的工艺
CN206408168U (zh) * 2016-12-19 2017-08-15 北京首创环境投资有限公司 一种水热反应系统
EP3372657B1 (de) * 2017-03-10 2019-09-25 HTCycle GmbH Vorrichtung zur durchführung einer hydrothermalen karbonisierungsreaktion

Also Published As

Publication number Publication date
CN113348232A (zh) 2021-09-03
CN113348232B (zh) 2024-12-17
HRP20241005T1 (hr) 2024-12-06
EP3898905B1 (en) 2024-05-01
BR112021012300A2 (pt) 2021-12-07
EP3898905A1 (en) 2021-10-27
PL3898905T3 (pl) 2024-09-09
HUE068499T2 (hu) 2024-12-28
IT201800020320A1 (it) 2020-06-20
US20220081633A1 (en) 2022-03-17
WO2020129001A1 (en) 2020-06-25
ES2986301T3 (es) 2024-11-11
EP3898905C0 (en) 2024-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102471093B (zh) 用于生物质的热水解和蒸汽爆炸的方法和设备
JP4699566B1 (ja) バイオマスの水熱分解装置及びその温度制御方法、バイオマス原料を用いた有機原料の製造システム
EP2484437A2 (en) Process of hydrothermal carbonization of biomass and installation for carrying out said process.
US10988704B2 (en) Modular, mobile, and automated solvent extraction and distillation systems, and methods of using the same
CN102417285A (zh) 一种高含固生物污泥连续热水解装置与方法
RS65808B1 (sr) Pogon i proces za transformaciju biomase
CN101346476A (zh) 纤维素系生物物质的糖化分解方法以及糖化分解装置
JP2022513853A5 (sr)
RU2497929C1 (ru) Способ подготовки смеси газообразных углеводородов для транспортировки
WO2020117129A1 (en) Apparatus and method for forming gas hydrates
CN102000445A (zh) 亚临界连续萃取除虫菊生产工艺
WO2011106879A1 (en) Multiple batch organosolv extraction system
CA2704471C (en) System and method for pretreating biomass
JP5911154B2 (ja) バイオマス原料を用いた糖液生産システム及びバイオマス原料を用いた糖液生産方法
CA2997848C (en) Multiple-stream pressurized low polarity water extraction apparatus, system, and methods of use
RU2652369C1 (ru) Способ работы опреснительной установки с многоступенчатыми испарителями и паровым компрессором и установка для его реализации
CN116855274A (zh) 一种石油常减压蒸馏装置及其工艺
EP3852549B1 (en) Plant and method for the extraction of juice from vegetable raw material
JP2012205988A (ja) 改質された植物バイオマスの製造方法及び製造装置、並びにエタノールの製造方法
CN114985434B (zh) 一种有机剩余物水解处理装置后续物质与能量综合利用工艺
US12338411B2 (en) Modular, mobile, and automated solvent extraction and distillation systems, and methods of using the same
CN105272799B (zh) 一种烯烃催化裂解反应系统及方法
CN223774815U (zh) 一种制备6-氨基己腈的装置
NZ777258A (en) Thermal hydrolysis methods and plants
CN216653480U (zh) 一种液体物料的超临界co2萃取装置