[发明专利]微藻高压连续塔式液化工艺

说明书

1.技术领域

本发明提供一种微藻高压连续塔式液化工艺，属于生物能源领域。

2.背景技术

将生物质转换成高品位的气体燃料和液体燃料，可以减少对石油、煤等化石燃料的依赖。同时，利用生物质能源，可以减缓CO2排放，成为世界各国化工界研究的热点。生物质直接转化为液体燃料的路线可分为快速热裂解液化和高压液化。快速热裂解液化适应于低含水生物质，如秸秆、锯末等，高压液化适应于高含水生物质。高含水生物质在高压中温的热水中进行热分解反应的过程，无需脱水干燥和粉碎。与高温快速热解工艺一样，生成气体、液体和固体。热解产生的轻组分木醋组分(黄腐酸)溶解在水中，油和固体混合在一起。生物油为主要产品，氧含量小于20％，热值相当高温快速热解油的1.5倍。但由于生物质高压液化研究刚刚处于起步阶段，研究大多为高压釜间歇式操作，难以实现大规模工业化生产。作为天然微藻和CO₂减排的副产物的微藻是重要的高含水生物质资源，建立连续式的微藻高压液化工艺更具有实际意义。

3.发明内容

本发明提供微藻高压连续塔式液化工艺。含微藻的悬浮液通过高压泵加压后，流经换热器先与液化液换热后再经加热炉升温到180-250℃，然后在糊化塔中保温一定时间，使其固体生物质变成可流动的浆体；糊化液通过二次加热炉快速升温到270-350℃，进入液化塔水热液化制取液体燃料；水热液化产物经高压沉降罐分离焦浆并从焦浆出口外排，液化气液经高压沉降罐顶部通过换热器与微藻悬浮液换热后流入三相分离器；液化气液在三相分离器中分为水相、油相和气相，水相从三相分离器下部接高压泵部分循环和外排口部分外排浓缩制取叶面肥、生物汽油或融雪剂等，油相从三相分离器中部生物油出口得到产品，气相从三相分离器顶部的尾气出口排出作为燃料；固相焦浆外排作为活性炭原料或燃料。

微藻糊化塔糊化反应时间为10-50分钟。

微藻液化塔糊水热液化反应时间为10-40分钟。

4.附图说明

附图为本发明的工艺示意图。

附图的图面设明如下：

1-高压泵  2-换热器  3-加热炉  4-糊化塔  5-液化塔  6-高压沉降罐  7-焦浆出口

8-三相分离器  9-外排口  10-生物油出口  11-尾气出口  12-二次加热炉

下面结合附图和实施例来详述本发明的工艺特点。

5.具体实施方式

实施例1，含微藻的悬浮液通过高压泵(1)加压后，流经换热器(2)先与液化液换热后再经加热炉(3)按一定升温曲线升温到180-250℃，然后在糊化塔(4)中保温一定时间，使其固体生物质变成可流动的浆体；糊化液通过二次加热炉(12)按一定升温速率快速升温到270-350℃，进入液化塔(5)水热液化制取液体燃料；水热液化产物经高压沉降罐(6)分离焦浆并从焦浆出口(7)外排，液化气液经高压沉降罐(6)顶部通过换热器(2)与微藻悬浮液换热后流入三相分离器(8)；液化气液在三相分离器(8)中分为水相、油相和气相，水相从三相分离器(8)下部接高压泵(1)部分循环和外排口(9)部分外排浓缩制取叶面肥、生物汽油或融雪剂等，油相从三相分离器(8)中部生物油出口(10)得到产品，气相从三相分离器(8)顶部的尾气出口(11)排出作为燃料；固相焦浆外排作为活性炭原料或燃料。

微藻糊化塔糊化反应时间为30分钟。

微藻液化塔糊水热液化反应时间为25分钟。

生成的生物原油热值在30MJ/Kg左右，含氧10-20％，相对生物质气相快速热解的生物原油热值20MJ/Kg左右要高，含氧要低。

本发明所提供的微藻高压连续塔式液化工艺具有以下突出的优点：(1)能够按反应所需的最佳温度条件控制反应温度，简单合理，反应转化率和回收率高，易于大规模工业化；(2)水在全过程中无需汽化、能耗低；(3)微藻浆态化预处理和高压液化，可以使微藻无需脱水干燥和粉碎等高能耗步骤；(4)微藻全生物质液化制油，油收率高于微藻萃取酯化法的油收率，资源利用率高；(5)产品质量好，氧含量较低，热值高。