一种水热碳化生产线

本发明属于水热碳化设备领域，具体涉及一种水热碳生产线。

背景技术：

1、水热碳化过程中生成的产物主要有以下几种形态：

2、固态产物：包括炭黑和炭球等。炭黑通常呈黑色颗粒状，具有高碳含量和独特的多孔结构，可用作吸附材料、催化剂载体等。炭球则是球状的固体颗粒，具有较高的孔隙度和比表面积，适用于土壤改良、能源存储等领域。

3、液态产物：主要为水溶性的有机酸、糖类和酚类等。这些化合物可以用作生物质燃料、生物肥料、化学品合成原料等。

4、气态产物：包括水蒸气、二氧化碳、甲烷等。这些气体可以在反应过程中被释放出来，其中甲烷具有可燃性，可用作能源来源。

5、在现有的水热碳化反应中，由于圆柱形的反应釜优秀的承压能力而被广泛应用，然而，圆柱形的反应釜亦有其弊端，如卸料时绝大多数情况下仅能采用被动卸料方式，极易发生因堵塞产生的卸料故障，并且不易于扩大反应物的反应面积，并且在反应完成后，需要等待冷却时间，并列式放置反应釜，圆柱形反应釜需要更大的空间位置。

6、在水热碳化的应用方面，污泥的处理已日趋成熟，实际上水热碳化工艺可应用于城市生活垃圾处理等其他领域。

技术实现思路

1、技术问题：本发明所要解决的技术问题是提供一种新的水热碳化反应器，便于卸料、脉冲加压并且能够增加反应物的反应面积；基于这种反应器，研制一款能够连续生产的水热碳化生产线。

2、技术方案：本发明还提供了一种水热碳化生产线，包括反应器，还包括：

3、研磨结构，将用于反应的物料进行研磨；将反应物料进行研磨成细颗粒，增加反应接触面积提高反应速率，优化成品品质。

4、碳水分离机构，用于反应完成后的碳水分离；反应完成后，固液混合物中，固体为碳化成品，液体为水和其他 有机质，因此需要将水与这些有机质进行逐步分离。

5、过滤机构，用与将经过碳水分离后的物料固液分离；过滤机构用于将碳化成品固态物质与有机溶液进行分离。

6、生产线包括依次连接的研磨机构、反应器、碳水分离机构、过滤机构。

7、反应器，包括本体、进料口以及出料口，反应器还包括：

8、输送绞龙，设置于反应器的底部，用于向出料口推送固体沉淀，反应过程中输送绞龙反向转动，卸料时输送绞龙正向转动；

9、注水口，用于加入反应介质；注水口设置脉冲加压装置，通过脉冲注水加速其压力达到指定值，从而加快反应速度；

10、催化剂入口，用于加入酸性催化剂，提升反应速率；

11、泄压阀，将反应器内压力维持在一定范围，随着温度上升，反应器内压力逐渐上升，可通过泄压阀进行泄压，维持压力稳定。

12、温度监测模块，采集反应器内温度数据；精确供热。

13、压力检测模块，采集反应器内压力数据；压力检测模块的数据用于两部分，第一：如果压力过大，则开启泄压阀进行泄压到指定值后关闭泄压阀；第二，如果在运行过程中，压力骤降，即压力减小速率过快，则表示反应釜发生泄漏，应立即切断供热源、打开泄压阀进行快速泄压，放置泄漏创面扩增。

14、搅拌浆，用于反应过程中的搅拌；

15、加强机构，用于加固整个反应器的强度；

16、加热夹套，用于布设加热管线。

17、本体为长方体构造，四边采用弧面连接，长方形构造底部加设输送绞龙，便于卸料，四边弧面连接提高其承压性能。

18、还包括气体收集机构，气体收集机构，气体收集机构与泄压阀连接；气体收集机构包括吸收罐以及存储罐。反应过程中产生的气体通过吸收罐吸收多余的水分及二氧化碳，吸收罐中可采用氢氧化钙溶液作为吸收介质，并且吸收罐表层设置换热器对吸收罐进行散热，余热回收作为出料仓的预热源。

19、加热夹套内布设导热油管或加热线圈。为便于反应结束后，冷却过程中的余热利用，优选采用导热油管进行加热，导热油循环管道主管道连接导热油炉与反应器，主管道上连接支管，分别连通储料仓壁和/或碳水分离机构。

20、龙骨机构包括设置于本体内表面上的互相连接的龙骨结构，还包括内部反应器相对面的拉杆机构。由于反应器本体为长方形，其前视面与后视面相互平行，在高压状态下极易鼓胀变形，因此在这两个面之间设置若干根拉杆，对反应器起到加强作用。拉杆顶部呈倒“v”型结构。

21、进料口与出料口设置有控制阀，控制阀的阀套为球形，阀套内设置有原型板体作为阀板，阀板底部设置有加强龙骨。由于反应器的进出料均为固液混合物，因此管径需要设计较大，因此采用此特殊设计的蝶阀作为控制阀，球形的阀套能够提升阀件的承压性能和密封性能，阀板厚度大于阀轴，便于在阀板上边缘处加装密封材料，阀板底部设置加强龙骨增加其强度。

22、进一步地，研磨机机构通过提升机连接储料仓，储料仓仓壁设置有加热夹套对物料进行预热；

23、储料仓下设置至少一个出料口，每个出料口连接一个反应器。

24、进一步地，碳水分离机构设置有加热装置，以及负压风机，负压风机连接气体收集机构。通过负压风机形成负压，降低水的分馏温度，便于将水分离。

25、进一步地，过滤机构选用板式压滤机或陶瓷膜过滤器。鉴于陶瓷膜过滤器的封闭性优于板式压滤器，因此优先选择陶瓷膜过滤器。

26、本发明的有益效果为：本体为长方体构造，四边采用弧面连接，长方形构造底部加设输送绞龙，便于卸料，四边弧面连接提高其承压性能。该形状不仅能够有效增加反应釜内受热面积，而且长方形的构造便于并列布置，在冷却间隔进行并列反应器的不间断生产，进而使导热油炉不停炉，避免了启停所造成的高能耗；

27、由于反应器本体为长方形，其前视面与后视面相互平行，在高压状态下极易鼓胀变形，因此在这两个面之间设置若干根拉杆，对反应器起到了加强作用；

28、由于反应器的进出料均为固液混合物，因此管径需要设计较大，因此采用此特殊设计的蝶阀作为控制阀，球形的阀套能够提升阀件的承压性能和密封性能，阀板厚度大于阀轴，便于在阀板上边缘处加装密封材料，阀板底部设置加强龙骨增加其强度；

29、导热油循环管道主管道连接导热油炉与反应器，主管道上连接支管，分别连通储料仓壁和/或碳水分离机构。实现了整个系统内的热流转，节约能源；

30、压力检测模块的数据用于两部分，第一：如果压力过大，则开启泄压阀进行泄压到指定值后关闭泄压阀；第二，如果在运行过程中，压力骤降，即压力减小速率过快，则表示反应釜发生泄漏，应立即切断供热源、打开泄压阀进行快速泄压，放置泄漏创面扩增。提高了生产安全性。

技术特征：

1.一种水热碳化生产线，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种水热碳化生产线，其特征在于，所述研磨机机构通过提升机连接储料仓，所述储料仓仓壁设置有加热夹套（8）对物料进行预热；

3.如权利要求2所述的一种水热碳化生产线，其特征在于，所述碳水分离机构设置有加热装置，以及负压风机，所述负压风机连接所述气体收集机构。

4.如权利要求1-3任意一项所述的一种水热碳化生产线，其特征在于，所述过滤机构选用板式压滤机或陶瓷膜过滤器（13）。

技术总结本发明是申请号：202410159466X，名称为：一种水热碳化反应器、生产线、水热碳化方法及其在生活垃圾处理中的应用的分案申请；本发明属于水热碳化设备领域，具体涉及一种水热碳生产线。该生产线采用特制的水热碳化反应器、高效能的热流转以及反应器阵列式的连接方式提高了水热碳化的反应效能。技术研发人员：白永辉,王焦飞,赵罡,何志鹏,祁振辉,王成香受保护的技术使用者：宁夏大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5