生物质预处理的方法及系统与流程

本发明涉及生物质的预处理，特别涉及一种生物质预处理的方法及系统。

背景技术：

1、蒸汽爆破即汽爆(steam explosion)，是应用蒸汽弹射原理实现的爆炸过程对生物质进行预处理的一种技术。由于其既避免了化学处理的二次污染问题，又解决了生物处理效率低的问题，是生物质转化领域最有前景的预处理技术。

2、目前传统的生物质预处理采用的汽爆方法，是将压力蒸汽通入汽爆腔(或罐体)，使得汽爆腔内的物料快速升温升压，并保压一定时间后进行快速泄压形成汽爆，从而使汽爆腔的物料产生膨化达到生产目的。但是，现有的汽爆生产均需经过较长的升温升压保压的时间，因此生产节拍较慢，生产效率较低。并且，物料由于经过较长时间高温高压下的处理，容易产生碳化，导致产品最终白度较低。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于至少解决现有技术中所存在的不足，而提供一种生物质预处理的方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

2、一种生物质预处理的方法，包括：

3、提供至少一加热单元，各加热单元分别接收生物质原料；

4、向各加热单元内通入蒸汽，对生物质原料进行加热加压直至达到第一预定压力，其中，加热单元内的温度低于常规汽爆过程的预定汽爆温度；

5、加热单元内的生物质原料在第一保压时间内保持第一预定压力，得到初级物料，其中，第一保压时间不小于常规汽爆过程的预定保压时间；

6、提供一汽爆单元，其中一个加热单元泄压，该泄压的加热单元内的至少部分初级物料输送至汽爆单元；

7、向汽爆单元内通入蒸汽，以对初级物料进行加热加压直至达到第二预定压力，并进行保压后，瞬间释放压力使初级物料完成汽爆反应，得到成品物料，其中，初级物料在汽爆单元内的处理时间小于生物质原料在常规汽爆过程中的预定处理时间；

8、各加热单元和汽爆单元能够同时工作。

9、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

10、提供一输送单元，用以连接加热单元和汽爆单元，通过输送单元将初级物料分批次地输送至汽爆单元内。

11、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

12、任一加热单元内的所有初级物料输送至汽爆单元后，向该加热单元内重新添加生物质原料，并重新进行加热加压、保压；

13、当汽爆单元对其中一个加热单元内的所有初级物料依次完成汽爆反应并输出成品物料后，另一完成保压的加热单元泄压，且其内部的至少部分初级物料被输送至汽爆单元；

14、如此往复，使汽爆单元不间歇地进行汽爆工作，并且初级物料在汽爆单元内的处理时间始终小于预定处理时间。

15、在其中一个实施例中，其中一个加热单元向汽爆单元提供初级物料的同时，至少有另一个加热单元处于对生物质原料进行加热加压、保压或者完成保压的步骤中。

16、在其中一个实施例中，初级物料在汽爆单元内的保压时间为第二保压时间，第二保压时间小于第一保压时间。

17、在其中一个实施例中，对生物质原料进行加热加压的步骤在110℃至180℃的温度范围内和在0.15mpa至1.2mpa的压力范围内的加热单元中进行。

18、在其中一个实施例中，对汽爆单元内的初级物料进行加热加压的步骤在160℃至220℃的温度范围内和在0.7mpa至2.2mpa的压力范围内的汽爆单元中进行。

19、本发明的另一个目的在于，提供一种生物质预处理系统，包括：

20、至少一个加热单元，各加热单元分别用于接收生物质原料，并将生物质原料加热加压至第一预定压力，且在第一保压时间内保持第一预定压力以形成初级物料，加热单元内的温度低于常规汽爆过程的预定汽爆温度，第一保压时间不小于常规汽爆过程的预定保压时间；以及

21、汽爆单元，设置于加热单元的下游，各加热单元依次将各自内部的至少部分初级物料输送至汽爆单元中，汽爆单元用于将初级物料加热加压至第二预定压力，并进行保压后，瞬间释放压力使初级物料完成汽爆反应而形成成品物料，初级物料在汽爆单元内的处理时间小于生物质原料在常规汽爆过程中的预定处理时间。

22、在其中一个实施例中，生物质预处理系统还包括输送单元，分别连接加热单元和汽爆单元，输送单元用于将初级物料分批次地输送至汽爆单元。

23、在其中一个实施例中，加热单元包括：

24、加热容器本体，其内部设有至少一个料桶，各个所述料桶分别用于容纳一个批次的生物质原料；以及

25、传输线，设置于加热容器本体内，传输线的一端与输送单元连接，传输线用于将各个料桶依次传输至输送单元，以使输送单元能够将各个料桶依次输送至汽爆单元。

26、由上述技术方案可知，本发明至少具有如下优点和积极效果：

27、本发明中，利用加热单元对生物质原料进行加热加压保压处理而形成初级物料，再利用汽爆单元对初级物料进一步进行加热加压保压处理，之后瞬间释放压力使初级物料完成汽爆反应而得到成品物料。整个生物质预处理过程中，由于在加热单元中采用较低的温度处理生物质原料，之后原料再进入汽爆单元中完成汽爆反应，因此可以减少原料在汽爆单元内的升温升压保压时间，加快汽爆单元的工作节拍，提高汽爆反应效率。此外，由于减少了原料在较高温度下的处理时长，从而降低了原料的碳化程度，降低了高温加热对产品白度的不利影响。由于能够采用多个加热单元同时先行处理大量的生物质原料再依次进入到汽爆单元进行汽爆，从而有利于生物质预处理的整体生产效率和生产节拍的提升。

技术特征：

1.一种生物质预处理的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的生物质预处理的方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的生物质预处理的方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求1所述的生物质预处理的方法，其特征在于，其中一个所述加热单元向所述汽爆单元提供所述初级物料的同时，至少有另一个所述加热单元处于对所述生物质原料进行加热加压、保压或者完成保压的步骤中。

5.根据权利要求1至4任一项所述的生物质预处理的方法，其特征在于，所述初级物料在所述汽爆单元内的保压时间为第二保压时间，所述第二保压时间小于所述第一保压时间。

6.根据权利要求1至4任一项所述的生物质预处理的方法，其特征在于，对所述生物质原料进行加热加压的步骤在110℃至180℃的温度范围内和在0.15mpa至1.2mpa的压力范围内的所述加热单元中进行。

7.根据权利要求1至4任一项所述的生物质预处理的方法，其特征在于，对所述汽爆单元内的所述初级物料进行加热加压的步骤在160℃至220℃的温度范围内和在0.7mpa至2.2mpa的压力范围内的所述汽爆单元中进行。

8.一种生物质预处理系统，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的生物质预处理系统，其特征在于，还包括输送单元，分别连接所述加热单元和所述汽爆单元，所述输送单元用于将所述初级物料分批次地输送至所述汽爆单元。

10.根据权利要求9所述的生物质预处理系统，其特征在于，所述加热单元包括：

技术总结
本发明涉及一种生物质预处理的方法及系统。该方法包括提供至少一加热单元和一汽爆单元。向加热单元内通入蒸汽对生物质原料进行加热加压直至达到第一预定压力，加热单元内的温度低于常规汽爆过程的预定汽爆温度，生物质原料在第一保压时间内保持第一预定压力，得到初级物料。向汽爆单元内通入蒸汽对初级物料进行加热加压直至达到第二预定压力，并进行保压后瞬间释放压力使初级物料完成汽爆反应，初级物料在汽爆单元内的处理时间小于生物质原料在常规汽爆过程中的预定处理时间。由于在加热单元内初步处理了生物质原料，之后原料再进入汽爆单元中完成汽爆反应，从而减少了汽爆单元内的处理时间，降低了原料的碳化程度，提升了产品白度。

技术研发人员：刘锐楷,陈祥社
受保护的技术使用者：中集竹链科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13