SE1450788A1 - Arrangemang för ett hydrolysförfarande - Google Patents
Arrangemang för ett hydrolysförfarande Download PDFInfo
- Publication number
- SE1450788A1 SE1450788A1 SE1450788A SE1450788A SE1450788A1 SE 1450788 A1 SE1450788 A1 SE 1450788A1 SE 1450788 A SE1450788 A SE 1450788A SE 1450788 A SE1450788 A SE 1450788A SE 1450788 A1 SE1450788 A1 SE 1450788A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- biomass
- steam
- separation
- separation unit
- liquid
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
- B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
- B04C5/18—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations with auxiliary fluid assisting discharge
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D19/00—Degasification of liquids
- B01D19/0063—Regulation, control including valves and floats
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D19/00—Degasification of liquids
- B01D19/0068—General arrangements, e.g. flowsheets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/02—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising gravity
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
-
- 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
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
- B04C5/22—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed with cleaning means
-
- 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
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
- C12M45/06—Means for pre-treatment of biological substances by chemical means or hydrolysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
- C12M45/20—Heating; Cooling
Abstract
En ångavskiljningsenhet för avskiljande av ånga från Iignocellulosahaltigt bio-massamaterial i ett hydrolysförfarande innefattande ett behandlingskärl innefat-tande ett avskiljande avsnitt och ett avsnitt för tillvaratagande av biomassa. Detavskiljande avsnittet är anordnat med minst ett inlopp för att ta emot åtminstonepartiellt hydrolyserat biomassamaterial blandat med ånga och minst ett reglerut-lopp för utsläppande av ångan från kärlet. Ett avsnitt för tillvaratagande av bio-massa anordnat för att åtminstone partiellt vara fyllt med vätska under drift och in-kopplat till det avskiljande avsnittet för att tillvarata biomassamaterialet efteravskiljande från ånga, varvid avsnittet för tillvaratagande av biomassa innefattarett blandningselement för blandning av biomassamaterialet med vätska ochminst en reglerventil för utsläppande av biomassamaterial blandat med vätska.Ett system för hydrolys av Iignocellulosahaltigt biomassamaterial innefattande en sådan avskiljningsenhet presenteras även. Fig.1
Description
10
20
25
30
Tekniskt område
Föreliggande uppfinning avser en avskiljningsenhet för ett system för hydrolys av
lignocellulosahaltigt biomassamaterial. Exempelvis kan avskiljningsenheten en-
ligt föreliggande uppfinning lämpligen användas i ett högtemperaturförfarande för
hydrolys av lignocellulosahaltigt biomassamaterial. Föreliggande uppfinning
avser även ett system för hydrolys av lignocellulosahaltigt biomassamaterial
innefattande en avskiljningsenhet.
Uppfinninqens bakqrund
I system för hydrolys av biomassamaterial såsom lignocellulosahaltigt bio-
massamaterial används idag ångavskiljningsenheter, såsom cykloner, för att
avskilja ångan från biomassamaterialet, som exempelvis kan vara resterfrån
jordbruksproduktion, gräs och rester från skogsrelaterad produktion. Efter steget
med ångavskiljning matas biomassamaterialet till efterföljande bearbetningssteg,
exempelvis med hjälp av en proppskruv. Utrustningen nedströms om ångav-
skiljningsenheten kan exempelvis innefatta ett spädningssteg, exempelvis ett
spädningskärl eller en spädningsskruv, vari biomassamaterialet spädes. Så-
lunda utföres förfarandet i steg vilka erfordrar organ för att mata biomassa-
materialet mellan de olika stegen.
I sådana förfaranden och sådan utrustning kan det även vara svårt att tillhanda-
hålla ett tillfredsställande trycklås, vilket är speciellt uppenbart när biomassa-
materialet saknar inre struktur och har låg nätverksstyrka. Om trycklåset är alltför
svagt, finns det en risk för så kallad blow-back (backflöde pga. tryckskillnad),
vilket i sin tur kan medföra skador på utrustningen och störningar av förfarandet.
Följaktligen föreligger det ett behov av förbättrad utrustning för ångavskiljning för
användning i system för hydrolys av lignocellulosahaltigt biomassamaterial.
Sammanfattninq av uppfinningen
Ett ändamål för föreliggande uppfinning är att tillhandahålla förbättrad utrustning
för avskiljande av ånga från biomassa i ett system för hydrolys av lignocellu-
losahaltig biomassa.
15
20
25
30
Ett annat ändamål för föreliggande uppfinning är att tillhandahålla förbättrad
utrustning för avskiljande av ånga från biomassa för användning i ett hög-
temperaturförfarande för hydrolys av Iignocellulosahaltig biomassa.
Ytterligare ett ändamål för föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en för-
bättrad avskiljningsenhet med förmåga att avskilja ånga i kombination med späd-
ning av åtminstone partiellt hydrolyserat biomassamaterial.
Ett annat ändamål för föreliggande uppfinning är att tillhandahålla förbättrad
utrustning för avskiljande av ånga från biomassa och spädning av biomassa som
harförmåga att tillhandahålla ett trycklås för biomassamaterial som har låg
nätverksstyrka.
I sammanhanget för föreliggande uppfinning avser termen ”proppskruvmatare”
en matare innefattande en skruv eller liknande roterande organ som har förmåga
att mata eller transportera lignocellulosahaltigt material genom mataren vid ökad
eller bibehållen densitet och som ger upphov till en väsentligen gas- och fluidtät
propp av det lignocellulosahaltiga materialet i riktning mot änden på mataren.
Exempelvis minskar enligt en utföringsform av en sådan proppskruvmatare en
tvärsektionsarea i det cirkelformiga höljet i mataren och skruvdiametern i
matningsriktningen för att därigenom ge upphov till ett minskande utrymme mel-
lan skruven och höljet och sålunda leda till en väsentligen gas- och fluidtät propp
av det lignocellulosahaltiga materialet i riktning mot änden på mataren. Enligt en
annan utföringsform av en proppskruvmatare är tvärsektionsarean i det cirkel-
formiga höljet i mataren konstant medan skruvdiametern och skruvaxeln ökar i
matningsriktningen vilket därigenom ger upphov till ett minskande utrymme mel-
lan skruven och höljet och sålunda leder till en väsentligen gas- och fluidtät propp
av det lignocellulosahaltiga materialet i riktning mot änden på mataren. Såsom är
uppenbart för fackmannen finns det andra utföringsformer av matare som upp-
fyller detta ändamål och sålunda innefattas i definitionen av termen
”proppskruvmatare”.
Vidare avser i sammanhanget för föreliggande uppfinning termen ”trycklås” en
trycksäker barriär eller ett trycksäkert lås som möjliggör olika tryck på respektive
sida av barriären.
20
25
30
Enligt en första aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålles en ångavskilj-
ningsenhet för avskiljande av ånga från Iignocellulosahaltigt biomassamaterial i
ett hydrolysförfarande innefattande ett kärl innefattande en avskiljande del eller
ett avskiljande avsnitt och en del eller ett avsnitt för tillvaratagande av biomassa.
Det avskiljande avsnittet är anordnat med minst ett inlopp för att ta emot
åtminstone partiellt hydrolyserat biomassamaterial blandat med ånga och minst
ett reglerutlopp för utsläppande av ångan från kärlet. Avsnittet för tillvaratagande
av biomassa är fyllt åtminstone partiellt med vätska under drift och anordnat för
att tillvarata biomassamaterialet efter avskiljande från ånga, varvid avsnittet för
tillvaratagande av biomassa innefattar ett blandningselement för blandning av
biomassamaterialet med vätska och minst en reglerventil för utsläppande av
biomassamaterial blandat med vätska.
Sålunda är föreliggande uppfinning baserad på idén att använda vätska för späd-
ning av biomassa i en kombinerad ångavskiljnings- och spädningsenhet för att
åstadkomma ett trycklås i enheten. Med andra ord uppnår ångavskiljningsen-
heten enligt föreliggande uppfinning en kombinerad ångavskiljning och spädning
varvid spädningsvätskan även fungerar som ett trycklås i avskiljningsenheten.
Att spädningsvätskan även används som ett trycklås medför att biomassamate-
rial som har olika viskositetsgrader kan bearbetas utan risk för blow-back.
Trycklåsfunktionen tillhandahålles även för material med benägenhet att fastna
(som har låg nätverksstyrka).
Systemet enligt föreliggande uppfinning avser en avskiljningsenhet och ett sys-
tem för hydrolys av Iignocellulosahaltigt biomassamaterial som exempelvis
innefattar träbaserad råvara såsom träflis, sågspån, flisade eller i hammarkvarn
malda skogsrester, jordbruksavfall såsom bagasse, sockerrörshalm, vetehalm,
majsstjälkar och majsblad, majskolvar och rester av oljepalmsfrukt (så kallade
tomma fruktklasar). Andra typer av biomassamaterial innefattar gräs, vass och
energisockerrör.
Enligt utföringsformer av föreliggande uppfinning är minst en reglerventil
arrangerad för att reglera en vätskenivå i avsnittet för tillvaratagande av bio-
maSSa.
Enligt utföringsformer av föreliggande uppfinning innefattar avsnittet för tillvara-
15
20
25
tagande av biomassa en reglerventil för tillsats av vätska för att reglera flödet av
vätskan.
Enligt utföringsformer av föreliggande uppfinning är reglerventilen för tillsats av
vätska arrangerad för att reglera vätskenivån i avsnittet för tillvaratagande av
biomassa.
Enligt utföringsformer av föreliggande uppfinning är kärlets reglerutlopp för ut-
släppande av ångan en tryckreglerventil.
Enligt utföringsformer av föreliggande uppfinning är den minst ena reglerventilen
och/eller reglerventilen för tillsats av vätska arrangerad(e) för att reglera vätske-
nivån i avsnittet för tillvaratagande av biomassa för att åstadkomma ett trycklås.
Enligt utföringsformer av föreliggande uppfinning är kärlet avlångt i vertikal rikt-
ning och inloppet är anordnat på ett sådant sätt att biomassan och ångan går in i
kärlet tangentiellt i den övre delen av kärlet.
Enligt utföringsformer av föreliggande uppfinning är avsnittet för tillvaratagande
av biomassa anordnat under det avskiljande avsnittet på ett sådant sätt att
biomassa som rör sig nedåt i det avskiljande avsnittet faller in i avsnittet för till-
varatagande av biomassa.
Enligt utföringsformer av föreliggande uppfinning är blandningselementet för
blandning av biomassamaterialet med vätska en omrörare.
Enligt utföringsformer av föreliggande uppfinning innefattar det avskiljande
avsnittet ett roterbart element anordnat för att bortskaffa biomassamaterial från
väggarna i det avskiljande avsnittet under det att elementet roterar.
Enligt utföringsformer av föreliggande uppfinning är det roterbara elementet en
roterbar skrapa arrangerad för att bortskaffa biomassamaterial som avsatts på
väggarna i kärlet.
Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning är det avskiljande avsnittet
anordnat för att möjliggöra för massamaterialet i biomassan att falla fritt nedåt till
avsnittet för tillvaratagande av biomassa under påverkan av tyngdkraften.
Enligt ytterligare en aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålles ett system
15
20
25
för ett hydrolysförfarande innefattande minst en reaktor för att åtminstone partiellt
hydrolysera Iignocellulosahaltigt biomassamaterial, varvid den minst ena reak-
torn innefattar organ för tillsats av ånga. En ångavskiljningsenhet enligt den
första aspekten av föreliggande uppfinning är inkopplad för att ta emot det
åtminstone partiellt hydrolyserade materialet från den minst ena reaktorn.
Ytterligare lämpliga utföringsformer av anordningen enligt föreliggande uppfin-
ning och ytterligare fördelar med föreliggande uppfinning visas av den detalje-
rade beskrivningen av utföringsformer.
Kort beskrivning av ritning
Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas såsom exempel mer i detalj
med hjälp av utföringsformer och med hänvisning till bifogade ritning, på vilken:
Fig. 1 är en schematisk vy av en avskiljningsenhet enligt en utföringsform av
föreliggande uppfinning;
Fig. 2 är en schematisk vy av ett system innefattande en avskiljningsenhet enligt
en utföringsform av föreliggande uppfinning; och
Fig. 3 är en schematisk vy av ett system innefattande en avskiljningsenhet enligt
en utföringsform av föreliggande uppfinning.
Detaljerad beskrivning av lämpliga utföringsformer
På ritningen betecknas liknande eller motsvarande element med samma hän-
visningssiffror.
För ändamålet med denna beskrivning avser termen longitudinell den riktning
längs vilken en kropp, en del eller ett element har sin största utsträckning. Vidare,
när termen longitudinell används i samband med skruvaxlar, motsvarar den
longitudinella axeln skruvens rotationsaxel.
Med hänvisning först till fig. 1 diskuteras de allmänna principerna för avskiljnings-
enheten enligt föreliggande system. Avskiljningsenheten enligt föreliggande
uppfinning kan användas i ett system för hydrolys av biomassa. Biomassa-
materialet innefattar lignocellulosahaltiga biomassamaterial, exempelvis trä-
baserad råvara såsom träflis, sågspån, flisade eller i hammarkvarn malda
20
25
30
skogsrester, jordbruksavfall såsom bagasse, sockerrörshalm, vetehalm, majs-
stjälkar och majsblad, majskolvar och rester av oljepalmsfrukt (så kallade tomma
fruktklasar). Andra typer av biomassamaterial innefattar gräs, vass och energi-
sockerrör.
Exempelvis kan avskiljningsenheten enligt föreliggande uppfinning lämpligen
användas i ett högtemperaturförfarande för hydrolys av biomassa såsom rester
från jordbruksproduktion, gräs och resterfrån skogsrelaterad produktion.
Fig. 1 åskådliggör schematiskt en avskiljningsenhet 2 för avskiljande av ånga
från biomassamaterial i ett hydrolysförfarande enligt föreliggande uppfinning
innefattande ett kärl 7 innefattande en avskiljande del eller ett avskiljande avsnitt
10 anordnat med minst ett inlopp 11 för att ta emot biomassamaterial blandat
med ånga och minst ett reglerutlopp 12 för utsläppande av ångan. Enligt ut-
föringsformer av föreliggande uppfinning är det avskiljande avsnittet 10 en
tryckcyklon. Det avskiljande avsnittet 10 är avlångt i vertikal riktning och inloppet
11 är anordnat på ett sådant sätt att den inkommande strömmen av biomassa
och ånga går in i det avskiljande avsnittet 10 tangentiellt i den övre delen av
avsnittet 10. Enligt utföringsformer av föreliggande uppfinning har den inkom-
mande strömmen av biomassamaterial och ånga en halt av olöslig fast substans
på cirka 20-70 % och lämpligen 45-60 %.
I utföringsformer av föreliggande uppfinning utventileras ångan uppåt via en
reglerventil 12, såsom en tryckreglerventil. Biomassamaterialet rör sig nedåt
längs väggen i kärlet 7. Tryckcyklonen kan köras vid ett tryck av 2-50 bar och vid
en temperatur av 130-265 °C.
Kärlet 7 innefattar vidare en del eller ett avsnitt 14 för tillvaratagande av bio-
massa fyllt åtminstone partiellt med vätska och anordnat för att tillvarata bio-
massamaterialet efter avskiljandet från ånga. Avsnittet 14 för tillvaratagande av
biomassa är anordnat vid en undre del av behandlingskärlet 7 och lämpligen
under det avskiljande avsnittet 10 på ett sådant sätt att biomassa som rör sig
nedåt i det avskiljande avsnittet 10 faller in i avsnittet 14 för tillvaratagande av
biomassa. Sålunda är det avskiljande avsnittet 10 anordnat för att möjliggöra för
biomassamaterialet att falla fritt ned till avsnittet 14 för tillvaratagande under
påverkan av tyngd kraften.
20
25
30
Vätskenivån fungerar som ett trycklås mellan kärlet 7 med det avskiljande avsnit-
tet 10 och utsläppet, vilket möjliggör trycksättning av kärlet 7.
Det biomassamaterial som rör sig nedåt genom det avskiljande avsnittet 10
tillvaratas i avsnittet 14 för tillvaratagande av biomassa. I utföringsformer av
föreliggande uppfinning är avsnittet 14 för tillvaratagande av biomassa anordnat
med en trattliknande form eller en avsmalnande form eller liknande för att
tillvarata biomassamaterialet som rör sig nedåt i det avskiljande avsnittet 10.
Avsnittet 14 för tillvaratagande av biomassa innefattar ett blandningselement 15
för blandning av biomassamaterialet med vätska och minst en reglerventil 16 för
utsläppande av biomassamaterial blandat med vätska och reglering av vätske-
nivån. I avsnittet 14 för tillvaratagande av biomassa blandas det tillvaratagna
biomassamaterialet in i vätskan. I utföringsformer av föreliggande uppfinning
används en omrörare 15 för att blanda in biomassamaterialet i vätskan. I ut-
föringsformer av föreliggande uppfinning har den ström av biomassamaterial
som utsläppes från avsnittet för tillvaratagande av biomassa en halt av olöslig
fast substans på cirka 5-20 %.
Avsnittet 14 för tillvaratagande av biomassa är lämpligen alltid fyllt med vätska.
Enligt utföringsformer av föreliggande uppfinning innefattar det avskiljande av-
snittet 10 ett roterbart element 17 anordnat för att bortskaffa biomassamaterial
från väggarna i kärlet under det att elementet roterar. Exempelvis är det roterbara
elementet 17 en roterbar skrapa arrangerad för att bortskaffa avsättningar (av-
lagringar) av biomassamaterial på väggarna i kärlet. I utföringsformer av förelig-
gande uppfinning är den roterbara skrapan ett roterande gängat element eller
roterande paddlar.
Enligt utföringsformer av föreliggande uppfinning innefattar avsnittet 14 för
tillvaratagande av biomassa en reglerventil 19 för tillsats av vätska för att reglera
flödet av vätskan in i avsnittet 14 för tillvaratagande av biomassa.
Den minst ena reglerventilen 16 och/eller reglerventilen 19 för tillsats av vätska
kan användas för att reglera nivån av vätskan i avsnittet 14 för tillvaratagande av
biomassa för att åstadkomma ett trycklås. Ventilerna 16 och 19 samarbetar
tillsammans med reglerventilen 12 för ångutlopp för att åstadkomma ettjuster-
20
25
30
bart ångtryck i det inre av avsnittet 10 för avskiljande av ånga.
Med hänvisning nu till fig. 2 kommer ett system för ett hydrolysförfarande innefat-
tande ångavskiljaren enligt föreliggande uppfinning att diskuteras. Minst en
reaktor 32 för att åtminstone partiellt hydrolysera lignocellulosahaltigt biomassa-
material innefattande organ 34 för tillsats av ånga är arrangerad för att
åtminstone partiellt hydrolysera biomassamaterialet. Exempelvis kan den minst
ena reaktorn 32 vara två reaktorer anordnade i ett hydrolysförfarande i två steg,
såsom kommer att beskrivas i det följande med hänvisning till fig. 3. En ångav-
skiljningsenhet 2 enligt föreliggande uppfinning och beskriven i det föregående
med hänvisning till fig. 1 är inkopplad för att ta emot det åtminstone partiellt
hydrolyserade materialet från den minst ena reaktorn 32. I denna utföringsform
av ett system är den minst ena reaktorn 32 inkopplad till ångavskiljningsenheten
2 via en andra ångavskiljare 38. I denna utföringsform kan tryckcyklonen köras
vid ett tryck av 2-8 bar och vid en temperatur av 130-180 °C.
Med hänvisning nu till fig. 3 beskrives ett system 100 för behandling av ligno-
cellulosahaltigt biomassamaterial i ett hydrolysförfarande vari föreliggande upp-
finning kan vara implementerad. I detta såsom exempel givna system är en för-
beredande ångning det första steget och slutsteget är en slurry av fullständigt
hydrolyserad biomassa. Sålunda tas biomassamaterialet emot i systemet i ett
steg 102 med förberedande ångning. Kärlet för förberedande ångning fungerar
såsom en buffert för biomassan och tillhandahåller exempelvis en kvarhåll-
ningstid på 10 minuter.
Det andra steget är en proppskruvmatare 104. Allt eftersom biomassan förflyttas
framåt genom proppskruvmataren 104, sammanpressas biomassan och avvatt-
nas. Det sammanpressade materialet bildar en fast propp som fungerar såsom
en trycktätning.
Biomassamaterialet matas därefter till ett system för tvåstegshydrolys enligt
föreliggande uppfinning, dvs. biomassamaterialet matas till en första reaktoren-
het 106.
Efter den första reaktorenheten 106 matas biomassamaterialet vidare till ett
arrangemang 120 för matning och avvattning av lignocellulosahaltigt material i ett
20
25
30
hydrolysförfarande mellan den första reaktorenheten 106, vari materialet hydro-
lyseras partiellt, och en andra reaktorenhet 114, vari det partiellt hydrolyserade
materialet hydrolyseras ytterligare.
Den första reaktorenheten 106 arbetar vid ett första tryck och den andra
reaktorenheten arbetar vid ett andra tryck som är högre än det första trycket.
Lämpligen är den första reaktorenheten 106 anordnad för att arbeta i ett tem-
peraturintervall mellan 140 °C och 220 °C, lämpligen över 180 °C, med en
behandlingstid i ett intervall mellan 1 sekund och 20 minuter, lämpligen mindre
än 5 minuter. Vidare är den första reaktorenheten 10 anordnad för att arbeta vid
ett tryck inom ett intervall av 5-20 bar, lämpligen mer än 10 bar, och företrädesvis
inom ett intervall av 13-16 bar. Den andra reaktorenheten 114 är anordnad för att
arbeta i ett temperaturintervall mellan 225 °C och 300 °C, lämpligen över 235 °C,
med en behandlingstid i ett intervall mellan 1 sekund och 10 minuter, lämpligen
mindre än 1 minut. Vidare är den andra reaktorenheten 114 anordnad för att
arbeta vid ett tryck inom ett intervall av 25-50 bar, lämpligen minst 30 bar, och
företrädesvis inom ett intervall av 35-45 bar.
Arrangemanget innefattar en första proppskruvmatare 108 anordnad för att ta
emot det partiellt hydrolyserade materialet från den första reaktorenheten 106
och anordnad för att sammanpressa, avvattna och transportera materialet, varvid
den första skruvmataren är anordnad för att arbeta vid ett tryck av minst det första
trycket.
Spädningsorgan 110 är inkopplad för att ta emot material från den första
proppskruvmataren 108 och innefattar ett vätskeinlopp för att ta emot tvättvätska,
varvid spädningsorganet är anordnad för att bibehålla eller öka trycket.
Ett proppkrossningsorgan kan vara inkopplad mellan den första proppskruv-
mataren 108 och spädningsorganet 110 för att krossa proppen och tillhandahålla
en trycktätning om proppen går förlorad. Det är även möjligt att tillsätta ånga
och/eller syra till biomassan.
En andra proppskruvmatare 112 är anordnad för att ta emot det spädda mate-
rialet och är anordnad för att sammanpressa, avvattna och transportera
materialet till den andra reaktorenheten 112, varvid den andra skruvmataren är
15
20
25
anordnad för att köras vid ett tryck av minst det första trycket.
Lämpligen tillföres filtratet från både den första och den andra proppskruvmata-
ren, 108 och 112, vilket filtrat är rikt på hemicellulosasocker, till en värmeväxlare
(ej visad) innan det tillvaratas för vidare bearbetning.
Proppkrossningsorgan 113 kan vara inkopplad mellan den andra propp-
skruvmataren 112 och den andra reaktorenheten 114 för att krossa proppen och
tillhandahålla en trycktätning om proppen går förlorad. Det är även möjligt att
tillsätta ånga och/eller syra till biomassan i spädningsorganet 110.
Efter den andra reaktorenheten 114 överföres det bearbetade biomassa-
materialet till en ångavskiljningsenhet 2, exempelvis en ångavskiljare enligt
föreliggande uppfinning. Ångavskiljningsenheten 2 kan vara en cyklon vari ångan
och biomassamaterialet, eller hydrolysslurryn, från den andra reaktorenheten
114 går in i kärlet tangentiellt längs väggen. Biomassamaterialet faller längs
väggen i riktning mot bottnen och ånga avskiljes medelst flashning och rör sig
uppåt. Trycket i kärlet regleras med en reglerventil på ångutloppet. Det avskilda
materialet utsläppes genom bottnen via en utblåsningsventil. Ångan kan tillvara-
tas och användas i steget 102 med förberedande ångning.
Efter spädning tillvaratas utmatningen av biomassamaterial från ångavskiljaren 2
i en utblåsningstank 116 som fungerar som en buffert mellan reaktordelen i för-
farandet och de följande stegen för avskiljande och tvättning. Den fasta återsto-
den, som främst innehåller lignin, kan exempelvis överföras till ytterligare
raffinering eller användas för att producera pellets.
Uppfinningen ska inte anses vara begränsad till de åskådliggjorda utföringsfor-
merna, utan kan modifieras och förändras på många sätt av fackmannen, utan
att man går utanför omfånget för de bifogade patentkraven.
Claims (15)
1. Ångavskiljningsenhet (2) för avskiljande av ånga från Iignocellulosahaltigt biomassamaterial i ett hydrolysförfarande innefattande: ett kärl (7) innefattande ett avskiljande avsnitt (10) anordnat med minst ett inlopp (1 1) för att ta emot åtminstone partiellt hydroiyserat biomassa- material blandat med ånga och minst ett reglerutlopp (12) för utsläppande av ångan från kärlet (7); och varvid kärlet (7) vidare innefattar ett avsnitt (14) för tillvaratagande av biomassa anordnat för att vara fyllt åtminstone partiellt med vätska under drift och för att tillvarata biomassamaterialet efter avskiljande från ånga, varvid avsnittet (14) för tillvaratagande av biomassa innefattar ett bland- ningselement (15) för blandning av biomassamaterialet med vätska och minst en reglerventil (16) för utsläppande av biomassamaterial blandat med vätska.
2. Avskiljningsenhet enligt patentkrav 1, varvid den minst ena reglerventilen (16) är anordnad för att reglera en vätskenivå i avsnittet (14) för tillvaratagande av biomassa.
3. Avskiljningsenhet enligt patentkrav 1 eller 2, varvid avsnittet (14) för tillvaratagande av biomassa innefattar en reglerventil (1 9) för tillsats av vätska för att reglera flödet av vätskan.
4. Avskiljningsenhet enligt patentkrav 3, varvid reglerventilen (19) för tillsats av vätska är arrangerad för att reglera vätskenivån i avsnittet (14) för tillvara- tagande av biomassa.
5. Avskiljningsenhet enligt något av föregående patentkrav, varvid reglerut- loppet (12) i kärlet (10) för utsläppande av ångan är en tryckreglerventil (12).
6. Avskiljningsenhet enligt patentkrav 5, varvid den minst ena reglerventilen (16) och/eller reglerventilen (19) för tillsats av vätska är anordnad(e) för att reglera nivån av vätskan i avsnittet (14) för tillvaratagande av biomassa för att åstadkomma ett trycklås. 20 25 30
7. Avskiljningsenhet enligt något av föregående patentkrav, varvid kärlet (7) är avlångt i vertikal riktning och inloppet (11) är anordnat på ett sådant sätt att biomassan och ångan går in i kärlet (7) tangentiellt i den övre delen av kärlet (7).
8. Avskiljningsenhet enligt något av föregående patentkrav varvid avsnittet (14) för tillvaratagande av biomassa är anordnat under det avskiljande avsnittet (10) på ett sådant sätt att biomassa som rör sig nedåt i det avskiljande avsnittet (10) faller in i avsnittet (14) för tillvaratagande av biomassa.
9. Avskiljningsenhet enligt något av föregående patentkrav, varvid blandníngselementet (15) för blandning av biomassamaterialet med vätska är en omrörare (15).
10. Avskiljningsenhet enligt något av föregående patentkrav, varvid det avskil- jande avsnittet (10) innefattar ett roterbart element (17) anordnat för att bort- skaffa biomassamaterial från väggarna i det avskiljande avsnittet (10) under det att elementet roterar (17).
11. Avskiljningsenhet enligt patentkrav 10, varvid det roterbara elementet är en roterbar skrapa (17) anordnad för att bortskaffa biomassamaterial som av- satts på väggarna i kärlet (7).
12. Avskiljningsenhet enligt patentkrav 11, varvid den roterbara skrapan (17) kan vara ett roterbart gängat element eller ett roterbart element innefattande minst en paddel.
13. Avskiljningsenhet enligt något av föregående patentkrav, varvid det avskil- jande avsnittet (10) är anordnat för att möjliggöra för massamaterialet i bio- massan att falla fritt nedåt till avsnittet (14) för tillvaratagande av biomassa under påverkan av tyngd kraften.
14. System (100) för ett hydrolysförfarande innefattande: minst en reaktor (32, 36) för att åtminstone partiellt hydrolysera ligno- cellulosahaltigt biomassamaterial, varvid den minst ena reaktorn (32, 36) innefattar ett organ (34) för tillsats av ånga; och en ångavskiljningsenhet (2) enligt något av föregående patentkrav inkopp- lad för att ta emot det åtminstone partiellt hydrolyserade materialet från den minst ena reaktorn (32, 36).
15. System enligt patentkrav 14, varvid den minst ena reaktorn (32, 36) är inkopplad till ångavskiljningsenheten (2) via en andra ångavskiljare (38).
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1450788A SE538725C2 (sv) | 2014-06-26 | 2014-06-26 | Ångavskiljningsenhet och system för hydrolysförfarande innefattande en ångavskiljningsenhet |
PCT/SE2015/050732 WO2015199605A1 (en) | 2014-06-26 | 2015-06-24 | A steam separation unit for a system for hydrolysis of lignocellulosic biomass material |
BR112016026908-0A BR112016026908B1 (pt) | 2014-06-26 | 2015-06-24 | Unidade de separação de vapor, e, sistema para um processo de hidrólise. |
EP15811976.8A EP3160653B1 (en) | 2014-06-26 | 2015-06-24 | A steam separation unit for a system for hydrolysis of lignocellulosic biomass material |
US15/321,613 US10625190B2 (en) | 2014-06-26 | 2015-06-24 | Steam separation unit for a system for hydrolysis of lignocellulosic biomass material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1450788A SE538725C2 (sv) | 2014-06-26 | 2014-06-26 | Ångavskiljningsenhet och system för hydrolysförfarande innefattande en ångavskiljningsenhet |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE1450788A1 true SE1450788A1 (sv) | 2015-12-27 |
SE538725C2 SE538725C2 (sv) | 2016-11-01 |
Family
ID=54938541
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE1450788A SE538725C2 (sv) | 2014-06-26 | 2014-06-26 | Ångavskiljningsenhet och system för hydrolysförfarande innefattande en ångavskiljningsenhet |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10625190B2 (sv) |
EP (1) | EP3160653B1 (sv) |
BR (1) | BR112016026908B1 (sv) |
SE (1) | SE538725C2 (sv) |
WO (1) | WO2015199605A1 (sv) |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2086701A (en) * | 1933-08-30 | 1937-07-13 | Dreyfus Henry | Hydrolysis of cellulose |
US2108567A (en) * | 1935-02-11 | 1938-02-15 | Scholler Heinrich | Method of and apparatus for the saccharification of substances containing cellulose |
US2739086A (en) * | 1952-06-14 | 1956-03-20 | Tennessee Coal & Iron Division | Method and apparatus for hydrolyzing cellulosic materials |
US2858213A (en) * | 1956-04-20 | 1958-10-28 | Condi Engineering Corp | Wood chip digestion |
US3523911A (en) * | 1969-02-26 | 1970-08-11 | Harald F Funk | Method of separating components of cellulosic material |
SE359331B (sv) * | 1970-03-17 | 1973-08-27 | Kamyr Ab | |
CH585794A5 (sv) * | 1974-12-03 | 1977-03-15 | Sulzer Ag | |
DK139742B (da) * | 1975-06-18 | 1979-04-09 | Niro Atomizer As | Centrifugalseparator til separering af væske og gas. |
ZA803180B (en) * | 1979-03-01 | 1981-11-25 | Stoic Combustion Ltd | Dust cyclone |
FI810523L (fi) * | 1980-02-23 | 1981-08-24 | Franz Johann Reitter | Foerfarande och anlaeggning foer kontinuerlig hydrolys av cellulosahaltig vaext-biosubstans foer utvinning av socker |
US4329158A (en) | 1980-06-13 | 1982-05-11 | Air Products And Chemicals, Inc. | Air fractionation by pressure swing adsorption |
SE512845C2 (sv) * | 1998-09-23 | 2000-05-22 | Valmet Fibertech Ab | Cyklon för separering av en blandning av ånga och partiklar |
ATE267909T1 (de) | 1999-07-06 | 2004-06-15 | Voith Paper Patent Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum ausbringen von störstoffen aus einem hydrozyklon |
US6428591B1 (en) * | 2000-09-01 | 2002-08-06 | Fluid-Quip, Inc. | Pressurized cyclone including agitator assembly |
US6997973B2 (en) * | 2003-12-02 | 2006-02-14 | Huber Engineered Woods Llc | Cyclone with plug prevention |
SE0502667L (sv) * | 2005-12-02 | 2006-09-05 | Kvaerner Pulping Tech | System och förfarande för ångbasning av flis i samband med tillverkning av kemisk cellulosamassa |
US8057639B2 (en) * | 2008-02-28 | 2011-11-15 | Andritz Inc. | System and method for preextraction of hemicellulose through using a continuous prehydrolysis and steam explosion pretreatment process |
EP2310418B1 (en) * | 2008-07-16 | 2016-03-30 | Renmatix, Inc. | Method of extraction of furfural and glucose from biomass using one or more supercritical fluids |
BRPI1007109A2 (pt) * | 2009-04-20 | 2018-02-20 | Greenfield Ethanol Inc | "pré- tratamento de biomassa lignocelulósica através da remoção de compostos inibitórios" |
IN2012DN00685A (sv) | 2009-06-26 | 2015-08-21 | Cobalt Technologies Inc | |
US8518336B2 (en) * | 2010-01-25 | 2013-08-27 | Mid-Atlantic Technology, Research & Innovation Center, Inc. | Cascading planar baffle reactor |
BRPI1005516B1 (pt) * | 2010-09-03 | 2019-12-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | aparelho de decomposição de biomassa |
MX2013007721A (es) | 2010-12-30 | 2013-11-04 | Ivanhoe Energy Inc | Metodo, sistema y aparato para la separacion en el procesamiento de materias primas. |
CN102247938A (zh) * | 2011-04-01 | 2011-11-23 | 山东万盛环保科技发展有限公司 | 水解用旋风分离器 |
US8877012B2 (en) * | 2012-10-24 | 2014-11-04 | Andritz Inc. | Piping system from reactor to separator and method to control process flow |
SE538262C2 (sv) * | 2014-06-26 | 2016-04-19 | Valmet Oy | Arrangemang för matning och tvättning av lignocellulosahaltigt material och system för tvåstegsanalys innefattandearrangemanget |
-
2014
- 2014-06-26 SE SE1450788A patent/SE538725C2/sv unknown
-
2015
- 2015-06-24 US US15/321,613 patent/US10625190B2/en active Active
- 2015-06-24 EP EP15811976.8A patent/EP3160653B1/en active Active
- 2015-06-24 BR BR112016026908-0A patent/BR112016026908B1/pt active IP Right Grant
- 2015-06-24 WO PCT/SE2015/050732 patent/WO2015199605A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE538725C2 (sv) | 2016-11-01 |
WO2015199605A1 (en) | 2015-12-30 |
BR112016026908A2 (sv) | 2017-08-15 |
BR112016026908B1 (pt) | 2022-05-24 |
EP3160653A4 (en) | 2018-02-21 |
EP3160653B1 (en) | 2019-03-27 |
EP3160653A1 (en) | 2017-05-03 |
US20170157546A1 (en) | 2017-06-08 |
US10625190B2 (en) | 2020-04-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10047408B2 (en) | Arrangement and system for a treatment process | |
US5198074A (en) | Process to produce a high quality paper product and an ethanol product from bamboo | |
US4427453A (en) | Two stage continuous hydrolysis of plant biomass to sugars | |
US4432805A (en) | Method for continuous saccharification of cellulose of plant raw material | |
CA2732084C (en) | Method for low water hydrolysis or pretreatment of polysaccharides in a lignocellulosic feedstock | |
US11236403B2 (en) | Method for treating lignocellulosic biomass by impregnation and steam explosion | |
US6936110B2 (en) | Grain fractionation | |
RU2717097C2 (ru) | Способ и устройство для образования фракции лигнина, лигниновая композиция и ее применение | |
CA2941083C (en) | Method for processing a cellulosic feedstock at high consistency | |
US4025356A (en) | Method for continuous hydrolysis of pentose containing material and apparatus for implementing the method | |
US10625190B2 (en) | Steam separation unit for a system for hydrolysis of lignocellulosic biomass material | |
US20160138218A1 (en) | Process and apparatus for biomass cleaning in lignocellulosic biorefineries | |
US2838481A (en) | Method for continuous processing of tall oil and the like | |
JP7402816B2 (ja) | リグノセルロースのバイオマスを処理する方法 | |
US2084250A (en) | Process for the production of starch | |
US3688345A (en) | Method for processing fibrous stalks | |
CN108484798A (zh) | 一种甲醇介导疏水高效分离与回用碱性溶液及其溶解半纤维素的方法 | |
US3044541A (en) | Continuous digesting and extracting apparatus | |
US10676760B2 (en) | Method for producing ethanol and ethanol producing system | |
CN105294867A (zh) | 一种代血浆中间体的制备方法 | |
US341282A (en) | schuman | |
US1006312A (en) | Process of treating potatoes. | |
US318309A (en) | Manufacture of grape-sugar and glucose | |
GB190624035A (en) | Improved Process of Treating Potatoes for Obtaining Starch and a Nutritive Food-stuff. | |
JP2018524279A (ja) | 粗製リグニンを洗浄する方法及び装置、可溶性炭水化物含有画分、固体画分及びそれらの使用 |