Система и способ для переработки биомассы - RU2017112964A
Код документа: RU2017112964A
Формула
1. Способ переработки биомассы системой (100), включающей теплоэлектроцентраль (102), интерфейс (114) для подачи биогаза в установку (104) по производству автомобильного топлива, интерфейсы (114) к системе центрального отопления (106a) и электрической сети (106b), а также гидролитическое устройство (108), варочное устройство (110), сушилку (116) и теплоутилизационную установку (112), которые функционально связаны для переноса тепла, промежуточных продуктов и конечных продуктов процесса, причем способ включает:
a) прием исходной биомассы в гидролитическое устройство (108);
b) подачу биомассы, переработанной гидролитическим устройством (108), в варочное устройство (110);
c) подачу биогаза, полученного в варочном устройстве (110), в установку (104) по производству автомобильного топлива;
d) регенерацию тепла из гидролитического устройства (108);
e) сушку биомассы, переработанной варочным устройством (110), за счет тепла, регенерированного из гидролитического устройства (108);
f) регенерацию тепла из сушилки (116);
g) подачу тепла, регенерированного из сушилки (116), в гидролитическое устройство (108) для его использования при подогреве принимаемой исходной биомассы;
h) подачу тепла, регенерированного из сушилки (116), в центральное отопление (106a);
i) снабжение производства электроэнергии топливом в виде высушенной биомассы из сушилки (116).
2. Способ по п. 1, в котором перерабатывают множество последовательных партий биомассы, а гидролиз осуществляют на множестве последовательных фаз для каждой из партий биомассы, так что предыдущую фазу гидролиза одной партии нагревают теплом, регенерируемым из последующей фазы гидролиза другой партии.
3. Способ по любому из пп. 1 или 2, в котором гидролиз осуществляют на множестве последовательных фаз, определяемых температурами, причем температуры фаз увеличиваются от первой фазы к последней фазе.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором перерабатывают множество последовательных партий биомассы, а гидролиз осуществляют на множестве последовательных фаз для каждой из партий биомассы, причем упомянутые последовательные фазы включают первую фазу, нагреваемую теплом, регенерированным из теплоэлектроцентрали (102), вторую фазу, нагреваемую теплом, регенерированным из второй фазы гидролиза, и третью фазу, нагреваемую избыточным теплом, регенерированным из теплоэлектроцентрали (102), причем упомянутое избыточное тепло утилизируют из теплоэлектроцентрали (102) до турбины для выработки электроэнергии.
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором биомассу стерилизуют гидролитическим устройством (108) за счет тепла из теплоэлектроцентрали (102).
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором регенерируют тепло от партии биомассы, переработанной гидролитическим устройством, и следующую партию биомассы нагревают за счет этого тепла, регенерируемого из переработанной гидролитическим устройством партии, причем переработанную гидролитическим устройством биомассу охлаждают и подают в варочное устройство.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором партию биомассы перерабатывают варочным устройством и измеряют массу партии и влажность биогаза, выпускаемого из варочного устройства, для определения окончания варки биомассы.
8. Способ по любому из предшествующих пунктов, включающий:
регенерацию тепла из теплоэлектроцентрали (102) после турбины для производства электроэнергии; и
подачу регенерированного тепла в сушилку (116).
9. Способ по любому из предшествующих пунктов, включающий:
получение водяного пара из партии биомассы, обрабатываемой сушилкой (116), и подачу водяного пара на нагрев следующей партии биомассы, поступающей в сушилку (116).
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором переработанную варочным устройством биомассу сушат посредством цикла сушки, включающего части механической сушки и термической сушки, и пропорции части механической сушки и части термической сушки в цикле сушки определяют на основании уровня влажности биомассы, высушенной термической сушилкой, и/или доступного термической сушилке тепла.
11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором производят автомобильное топливо, тепло и электроэнергию на теплоэлектроцентрали, запитываемой высушенной биомассой, и/или теплом и электроэнергией, получаемыми из внешнего источника энергии.
12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере часть высушенной биомассы гранулируют для снабжения топливом теплоэлектроцентрали (102).
13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором получают избыточное тепло и подают его в систему центрального отопления (106a).
14. Система (100) для переработки биомассы, включающая теплоэлектроцентраль (102), интерфейс (114) для подачи биогаза в установку по производству автомобильного топлива, интерфейсы (106) к системе центрального отопления (106a) и электрической сети (106b), а также гидролитическое устройство (108), варочное устройство (110), сушилку (116) и теплоутилизационную установку (112), которые функционально связаны для переноса тепла и промежуточных и конечных продуктов процесса, причем система (100) предназначена:
a) принимать исходную биомассу в гидролитическое устройство (108);
b) подавать биомассу, переработанную гидролитическим устройством (108), в варочное устройство (110);
c) подавать биогаз, полученный в варочном устройстве (110), в установку (104) по производству автомобильного топлива;
d) регенерировать тепло из гидролитического устройства (108);
e) сушить биомассу, переработанную варочным устройством (110), за счет тепла, регенерированного из гидролитического устройства (108);
f) регенерировать тепло из сушилки (116);
g) подавать тепло, регенерированное из сушилки (116), в гидролитическое устройство (108) для его использования при гидролизе биомассы;
h) подавать тепло, регенерированное из сушилки (116), в центральное отопление;
i) снабжать производство электроэнергии топливом в виде высушенной биомассы из сушилки (116).
15. Система (100) по п. 14, причем система включает селектор для выбора одного или более рабочих параметров системы на основании типа биомассы.
16. Система (100) по любому из пп. 14 или 15, в которой селектор определяет характеристики теплового потока между по меньшей мере одной из частей системы и партиями биомассы, перерабатываемой системой.
17. Система (100) по любому из пп. 14-16, включающая датчик влажности, датчик массы, датчик pH и/или датчик давления, датчик температуры, функционально связанные с одним или более из гидролитического устройства (108), теплоутилизационной установки (112), варочного устройства (110), сушилки (116) и интерфейсов (106, 114), для контроля соответствующих пределов в партиях биомассы, перерабатываемой системой.
18. Система (100) по любому из пп. 14-17, включающая паровой колпак, подсоединенный к выпускному клапану гидролитического устройства (108), так что из процесса гидролиза можно регенерировать тепло.
19. Система (100) по любому из пп. 14-18, включающая контроллер, подсоединенный к гидролитическому устройству (108), теплоутилизационной установке (112), варочному устройству (110), сушилке (116) и интерфейсам (106, 114) для эксплуатации системы, при этом гидролитическое устройство (108) включает в себя выпускающий биомассу клапан для переноса обработанной биомассы из гидролитического устройства (108) и тепловыпускной клапан для регенерации тепла из гидролитического устройства (108), причем контроллер и гидролитическое устройство (108) предназначены для:
открытия тепловыпускного клапана;
открытия выпускающего биомассу клапана после открытия тепловыпускного клапана.
20. Система (100) по п. 19, в которой выпускающий биомассу клапан открывается после определения снижения уровня давления внутри гидролитического устройства (108).
21. Система (100) по любому из пп. 14-20, в которой по меньшей мере одно из гидролитического устройства (108), теплоутилизационной установки (112), варочного устройства (110) и сушилки (116) является термоизолированным, например, минеральной ватой.
22. Система (100) по любому из пп. 14-21, включающая средства для осуществления способа по любому из пп. 1-13.
