還能夠是 組合式換熱器，其中換熱主要是間接進行的，但是以有限流量將水24噴灑到換熱器13中的 排放氣體流中以冷浸排放氣體23,因此在換熱的后續(xù)間接步驟中更容易地使所有可凝結組 分凝結。
[0032] 如果選擇僅進行直接換熱，則在換熱器下游需要處理更大體積的流體。因此，優(yōu)選 的是換熱至少部分地以間接換熱進行。
[0033] 處理的下一個步驟涉及典型地為"氣球"式的具有可變容積的容器14,所述容器像 其它氣球那樣具有柔軟的壁部并且尺寸設定成使得所述容器能夠接收來自正常操作條件 下運轉的間歇式反應器的排放物的不可凝結氣體的"噴氣"。在圖1中，反應混合物仍然封 閉在反應器11中，因此如圖所示，具有可變容積的容器14基本是空的。
[0034] 現在參照圖2,除了反應器中的壓力剛被釋放、使得反應混合物被排出到壓力釋放 罐12中同時氣體通過換熱器13和管道23、26被吹送到具有可變容積的容器14之外，圖2 與圖1示出的內容相同。在釋放壓力之后的數秒內，容器14如圖2所示通過不可凝結氣體 膨脹。容器14典型地會相對于需求而言尺寸過大，所述需求能夠基于單批量（batch)計算 得出。另外，安全閥能夠確保即使在存在極大量不可凝結氣體時容器14也不會爆裂。對于 每一批量，容器14會在短時間內充滿全部不可凝結氣體量而因此不產生任何顯著過壓，隨 后緩慢地并且以受控的方式經由管道27將氣體釋放到用于氣體后處理的至少一個室15， 從而確保氣體不會在未經處理的情況下逸出到大氣中。在所述至少一個室中，任何易燃組 分可能被燃燒，并且通過對所述室和/或廢氣的適當冷卻可以妥善處理燃燒熱。
[0035] 在多個室15中能夠進彳丁后處理，所述多個室以串聯(lián)、并聯(lián)或者串聯(lián)與并聯(lián)的組合 的形式布置。后處理不是本發(fā)明的重點。對本發(fā)明來說重要的是，就換熱器（多個換熱 器）13中的換熱以及在具有可變容積的容器14中不可凝結氣體的暫時積聚而言所發(fā)生的 內容。這種組合是獨特的并且意味著現在能夠回收之前在這類批量處理中不能妥善處理的 熱能，以便實現具有更低凈能耗的處理，因此實現更具經濟效益的處理。另外，實現了妥善 處理具有有害或者難聞氣味的氣體的額外效果。
[0036] 而且能夠通過將具有可變容積的容器放置在換熱器的上游來降低作用在換熱器 上的負載，還能夠降低被釋放的氣體通過換熱器的流量。其不利之處在于，所有"未清潔"組 分仍會存在于氣體中并且這些未清潔組分中的一部分會附著到具有可變容積的容器14的 壁部。
[0037] 對于尺寸要求，用于所討論的目的的典型的反應器能夠具有10m3的容積和25巴 的壓力，壓力釋放會產生高達約250m3的需要妥善處理的氣體。實踐中，氣體量會略少，這 是因為一部分反應器容積由生物質占據并且因為在突然的壓力釋放之前能夠小心地排放 一部分壓力。通過對處理的適當控制，在持續(xù)大約5秒的一個快速壓力波動中排放的體積 可以減小至約70m3。水的蒸發(fā)的比熱為242KJ/mole或者13. 45MJ/kg。如果所述70m3的體 積中的50%是水蒸氣（大約lkg/m3)，如果所有可用蒸汽均會凝結，則用于換熱器中的傳熱 的實時需要總計為：
[0038] 35kg/5sekX13. 45MJ/kg= 95MW
[0039] 所述處理能夠被自然地控制，使得這種實時需要更大或者更小，附圖給出了大小 要求的示例，但也顯示出成功控制這種富含能量的"沖擊"所面臨的挑戰(zhàn)。如果凝結能力不 足，會出現壓力增大。暫緩并且通過凝結單元逸出的前提條件是凝結能力大到使壓降不會 過度增加。
[0040] 因引入/自行產生揮發(fā)性氣體造成的蒸汽沖擊的減小的部分意味著不可凝結氣 體的沖擊增加到每噸生物質25m3至150m3的體積或者增加到每秒30m3。相對于反應器尺 寸，這必須被認為是很大的無用體積。這種壓力沖擊很大并且必須被收集，然后作為連續(xù)流 繼續(xù)。在這種低壓條件下于短時間內收集大量氣體是一項艱巨的任務，根據本發(fā)明，通過具 有可變容積的容器來解決所述任務。
[0041] 還必對水和氣體進行后處理。一旦根據本發(fā)明進行所述處理，便根據已知技術進 行后處理。
[0042] 示例
[0043] 如果所希望的反應器是10m3并且供應有5m3的生物質（木肩或類似物），那么其 對應于一噸的質量體。
[0044] 對于每噸質量體，反應器中水分的變化：
[0045]
[0047] 所需蒸汽量：
[0048]
[0049]另外，需要蒸汽來提供所希望的蒸汽壓力。
[0050] 填充水平50%意味著用蒸汽填充大約70%的容積以提供蒸汽壓力，并且在10巴 的下降/排放壓力條件下，反應器中會有75kg蒸汽。
[0051] 用于獲得蒸汽壓力所需蒸汽量：
[0052] 75% 的容積 *10bar*lkg/m3= 75kg
[0053] 由此，能夠計算噴氣的體積和不可凝結氣體的體積。
[0054] 對于每噸被供應的質量體
[0055]

[0059] 這意味著對于典型的容積和180°C至235°C的操作范圍，可凝結體積是反應器容 積的25至35倍，不可凝結氣體對應于反應器中的質量損失、在反應器容積的0至30倍的 范圍內。根據反應器中的壓力/時間/溫度，在質量損失變?yōu)樗筒豢赡Y氣體時，兩種體 積均略微改變。示例表明瞬時沖擊很大。
【主權項】
1. 一種由生物質制備燃料的方法，其中，生物質在用蒸汽和空氣加壓的反應器（11) 中、在150°C至300°C的溫度范圍內受到熱處理，其中釋放熱處理結束時的壓力，其特征在 于，壓力釋放時蒸汽和其它氣體的體積增加量暫時積聚在具有可變容積的容器（14)中，所 述蒸汽和其它氣體在至少一個換熱器（13)中換熱，使得可凝結氣體在所述至少一個換熱 器（13)中凝結并且釋放其凝結熱。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在換熱器（13)的下游處使用至少一個具 有可變容積的容器（14)。3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述換熱器（13)中所吸收的熱量至少 部分地用于預熱供水。4. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述可凝結氣體作為與所述氣體（26)分 離的凝結物（25)被收集。5. 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，在排放之前凈化所述凝結物（25)。6. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣體在被排放之前經過至少一個凈 化步驟（15)。7. 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少一個凈化步驟（15)包括借助從 燃燒室和氣道回收的熱量燃燒可燃組分。8. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物質包括纖維素材料，并且突然進 行壓力釋放的至少一部分以便使纖維素的纖維分離。9. 根據權利要求8所述的方法，其特征在于，在足以軟化木質素的時間內、在200°C和 240 °C的范圍內進行熱處理。10. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，使用飽和蒸汽。11. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，使用過熱蒸汽。12. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，隨后干燥經熱處理的生物質。13. 根據權利要求1或者12所述的方法，其特征在于，使經熱處理的生物質成球丸。14. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在1至30分鐘的時間內進行所述熱處 理。15. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，使用含水量在10%和60%之間的生物 質。16. -種用于由生物質制備燃料的設備，其中，所述生物質在用蒸汽和空氣加壓的反應 器（11)中、在150°C至300°C的溫度范圍內受到熱處理，其中釋放熱處理結束時的壓力，所 述設備包括：用于進行所述熱處理的反應器（11)和在所述熱處理之后接收材料的壓力釋 放罐（12)，其特征在于，所述設備還包括：用于離開壓力釋放容器的氣體的至少一個換熱 器（13)和用于暫時積聚從所述壓力釋放罐（12)排放的未凝結的氣體的至少一個具有可變 容積的容器（14)。
【專利摘要】一種用于由生物質制備燃料的方法和設備，其中，所述生物質在用蒸汽和空氣加壓的反應器(11)中、在150℃至300℃的溫度范圍內受到熱處理，其中釋放熱處理結束時的壓力。因壓力釋放產生的蒸汽和其它氣體的體積增加量暫時積聚在可變容積的容器(14)中，同時所述蒸汽和其它氣體在至少一個換熱器(13)中經歷換熱，使得可凝結氣體在所述至少一個換熱器中凝結并且釋放其凝結熱。
【IPC分類】B01D53/44, B01D53/75, C10L5/36, C10L9/08, C10L5/44
【公開號】CN105143418
【申請?zhí)枴緾N201480022388
【發(fā)明人】R·布呂斯萊托, W·普呂克哈恩
【申請人】拉巴弗拉默技術公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2014年2月19日
【公告號】CA2908667A1, EP2958978A1, WO2014129910A1