用于生物质超临界水热气化的反应器的制作方法

技术特征：
1.一种用于在无氧条件下将水性多组分混合物压缩到25至35兆帕的超临界水热气化的反应器(1)，其包括围绕第一压力空间(15)的可加压密封的内壳(2)，在内壳(2)中的分离区(3)，其包括热交换器wt1(9)，用于将压缩的水性多组分混合物加热到高达550摄氏度，以及分离器a1，用于从压缩的水性多组分混合物中分离可回收材料，在内壳(2)中的加热区(4)，用于在分离可回收材料后将压缩的水性多组分混合物加热到600至700摄氏度，所述加热区(4)包括合成气体管道(11)，在内壳(2)中的停留区(5)，用于将压缩的水性多组分混合物加热到600至700摄氏度后进行超临界水热气化，所述停留区(5)包括合成气体管道(11)，其中分离区(3)、加热区(4)和停留区(5)被排列成直立的柱状，围绕内壳(2)的外壳(6)，并且第二压力空间(16)在内壳(2)和外壳(6)之间，其中，合成气体管道(11)在加热区(4)的一部分或在整个加热区(4)中与内壳(2)形成环形间隙，加热区(4)的环形间隙的至少部分直径小于30mm，其中，在加热区(4)的环形间隙周围区域的第二压力空间(16)中布置一个或多个加热元件，用于将加热区(4)中的压缩的水性多组分混合物加热到600至700摄氏度。2.根据权利要求1所述的反应器(1)，其中加热区(4)的环形间隙的至少部分直径为15mm或更小。3.根据权利要求1至2中任一项所述的反应器(1)，包括在分离区(3)中的热交换器wt2(12)，用于将压缩的水性多组分混合物加热到300至400摄氏度；分离器a2，用于分离有价值的材料组分wf2；用于将压缩的水性多组分混合物加热到400至550摄氏度的热交换器wt1(9)；和分离器a1，用于分离有价值的材料组分wf1。4.根据权利要求3所述的反应器(1)，包括在分离区(3)中的热交换器wt3(13)，用于将压缩的水性多组分混合物加热到200至300摄氏度，以及分离器a3，用于分离有价值的材料组分wf3。5.根据前述权利要求中任一项所述的反应器(1)，其中合成气体管道(11)在停留区(5)的一部分中与内壳(2)形成环形间隙，停留区(5)的环形间隙的至少部分具有至少150mm的直径，并且其中合成气体管道(11)在停留区(5)中具有至少一个开口，用于将气化产物(＝超临界水，溶解在其中的合成气体)从停留区(5)的环形间隙引入合成气体管道(11)。6.根据前述权利要求中任一项所述的反应器(1)，包括在加热区(4)中的热交换器wt4(10)、旁路和旁路阀，所述热交换器wt4(10)和旁路连接至合成气体管道(11)和热交换器wt1(9)，并且通过旁通阀，能够调节流经热交换器wt4(10)进入热交换器wt1(9)的气化产物的比例以及流经旁路进入热交换器wt1(9)的气化产物的比例。7.根据前述权利要求中任一项所述的反应器(1)，其中外壳(6)能够以压力密闭的方式关闭，并且第二压力空间(16)包括可压缩的惰性气体或可压缩的液体以及至少一层热绝缘的材料。8.根据前述权利要求中任一项所述的反应器(1)，其中内壳(2)、热交换器wt1(9)、如果有热交换器wt2(12)则和热交换器wt2、如果有热交换器wt3(13)则和热交换器wt3(13)、如果有热交换器wt4(10)则和热交换器wt4(10)、分离器a1、如果有分离器a2和分离器a3以及合成气体管道(11)则和分离器a2和分离器a3以及合成气体管道(11)的壁厚为10毫米或更
小，最好为5毫米或更小。9.根据前述权利要求中任一项所述的反应器(1)，其中热交换器wt1(9)、如果有热交换器wt2(12)则和热交换器wt2(12)、如果有热交换器wt3(13)则和热交换器wt3(13)、如果有热交换器wt4(10)则和热交换器wt4(10)是枕形板热交换器。10.一种工厂，其包括反应器(1)、与反应器(1)的第一压力空间(15)相连的产品管道和反应物管道、与反应物管道相连的高压泵、与反应物管道相连的粉碎设备和稀释设备、以及与第二压力空间(16)和气体存储器相连的气体管道。11.根据权利要求1至9中任一项所述的反应器(1)的用途，a)用于从水性多组分混合物中生产氢气和甲烷，以及b)在必要时，用于从水性多组分混合物中分离并在必要时回收选自磷酸盐、铵、金属盐、沙、金属的可回收材料，c)在必要时，用于从水性多组分混合物中生产肥料，d)用于水的处理或净化。

技术总结
本发明涉及一种在无氧条件下超临界水热气化水性多组分混合物的反应器1。本发明还涉及一种用于操作该反应器1的系统，一种操作该反应器1的方法，以及该反应器1的用途。根据本发明的反应器1与许多现有系统兼容，结构紧凑，可被设置为易于使用，并能经济地制造和操作。因此，根据本发明的反应器1首次实现了生物质、污水污泥和其他有机废物在超临界水中的水热气化的多样化商业使用。气化的多样化商业使用。气化的多样化商业使用。


技术研发人员：K-H
受保护的技术使用者：IGAS能源有限责任公司
技术研发日：2021.07.15
技术公布日：2023/5/18