CN109937276A - 处理生物质的方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种处理生物质的方法(2)。在步骤(S10)中，将生物质(2)和浸渍液进料到第一反应器单元(10)中，使得用浸渍液浸渍生物质(2)，同时通过输送机构(11)将生物质(2)转移通过第一反应器单元(10)。在另一步骤(S20)中，将浸渍的生物质(2a)从第一反应器单元(10)转移至分离单元(25)中，其中浸渍液的至少一部分在分离单位中与浸渍的生物质(2a)分离。在步骤(S30)中，将分离的浸渍液从分离单元(25)中排出，使得浸渍液的第一部分(26a)再循环回到第一反应器单元(10)中。本发明还涉及用于处理生物质(2)的***。

Description

处理生物质的方法和***

技术领域

本发明一般涉及浸渍***。本发明特别涉及处理生物质的方法以及处理生物质的***。

背景技术

处理生物质在许多不同领域都具有相关性。例如，生物质的浸渍是纸和纸浆工业中的处理工艺，在该工艺中使用浸渍液浸渍生物质，以使生物质和浸渍液之间发生反应。在生物质和浸渍液之间的反应之后，可将浸渍工艺期间不用的过量或残留的浸渍液排出，以阻止浸渍步骤后残留的浸渍液转移到后续步骤。在浸渍步骤期间还需提供均匀浸渍。因此，调节一定量的生物质所需的浸渍液量是重要的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种浸渍生物质的改进方法。

此目的通过独立权利要求的主题实现。进一步的示例性实施方式如从属权利要求和以下描述中所示。

根据本发明的一个方面，提供了一种处理生物质的方法。在该方法的第一步骤中，将生物质和浸渍液进料到第一反应器单元中，以使用浸渍液浸渍生物质，同时通过输送机构将生物质转移通过第一反应器单元。在另一步骤中，将浸渍的生物质从第一反应器单元转移到分离单元，在分离单元中浸渍液的至少一部分从浸渍的生物质分离。在另一步骤中，分离的浸渍液从分离单元排出，仅使分离的浸渍液的第一部分再循环回到第一反应器单元中。

使用这种处理生物质的方法有利地提供了一种更好利用浸渍液的方法，因为已用于浸渍生物质的浸渍液可再循环回到发生生物质浸渍的第一反应器中。换句话说，浸渍液可被重复使用或再循环。这更好地利用滤液和更好地浸渍原料(例如生物质)，用该浸渍液会产生更均匀的生物质浸渍或生物质水解。

将生物质转移通过第一反应器的输送机构可以是螺旋输送器。例如，第一反应器单元是相对于地球表面垂直配置的纵向容器。以这种方式，可用浸渍液填充第一反应器单元直至预定的填充水平，以使整个生物质转移通过浸渍液。这意味着生物质在第一反应器单元内以向上方向转移并通过浸渍液，从而实现生物质与浸渍液的均匀浸渍。在用浸渍液浸渍生物质之后，将生物质输送或转移到分离单元，以使浸渍生物质期间未用的过量浸渍液可在分离单元处排出并再循环回到第一反应器单元中。在第一反应器单元中的浸渍和分离单元中的浸渍液的分离之间，可提供另外的步骤，例如在第二反应器单元中的水解。特别是生物质的水解可在浸渍液的存在下在第二反应器单元中进行。然后可在第二反应器单元的下游部分(例如在第二反应器单元和分离单元之间)稀释该材料。稀释可用浸渍液或不循环回到第一反应器单元中的浸渍液的一部分进行，也可用使用循环回到第一反应器单元中的浸渍液的一部分。

分离的浸渍液被分成不同部分，以便仅使一部分(例如浸渍液的第一部分)再循环回到第一反应器单元中。这意味着浸渍液的第一部分可再循环回到第一反应器单元中，而在分离单元中从浸渍的生物质分离的浸渍液的第二部分被转移到该方法的另一步骤，例如分离单元下游的处理步骤，在下文中将更详细地解释该方面。

分离单元可包括多个不同的分离装置，以提供浸渍液与浸渍的生物质的逐步分离。从浸渍的生物质分离浸渍液由两个不同步骤进行。分离单元可包括螺旋输送器，通过该螺旋输送器，在从浸渍的生物质分离浸渍液期间将浸渍的生物质转移通过分离单元。

另一输送机构(例如螺旋输送器)可集成到***中，以便能将浸渍的生物质从第一反应器单元输送或转移到分离单元中。

根据本发明的一个实施方式，分离单元中浸渍液的分离包括压缩阶段，在该阶段中，通过优选使用螺旋压榨机将浸渍的生物质压缩而从浸渍的生物质中释放浸渍液。

以这种方式，可有效地从浸渍的生物质中提取浸渍液，特别是在前述步骤(如浸渍步骤本身或水解步骤)中未使用的浸渍液。未使用的浸渍液可被定义为浸渍步骤或水解步骤中不与生物质反应的那部分浸渍液。提取的浸渍液可含有在原料(例如生物质)水解中所产生的有机酸如乙酸。有机酸的浓度可取决于提取液部分而变化。浸渍液还可含有作为单糖或低聚糖的糖以及固体材料(如纤维)。

可具有料塞螺旋器的形状的螺旋压榨机提供材料内所需的压力，可使浸渍液从材料(例如浸渍的生物质)内的孔或腔中释放出来。可在分离单元内设定预定压力从而能压缩浸渍的生物质，以便从浸渍的生物质中释放浸渍液。但是，为提供从浸渍的生物质中释放浸渍液所需的压力，本发明不限于螺旋压榨机。

根据本发明的另一实施方式，压缩阶段从浸渍的生物质中释放的浸渍液的第一部分被再循环回到第一反应器单元中，而另一部分(例如在压缩阶段从浸渍的生物质中释放的浸渍液的第二部分)被转移到分离单元下游的处理步骤中。

压缩阶段从浸渍的生物质中释放且被再循环回到第一反应器单元中的那部分浸渍液也可被称为从浸渍的生物质中释放的浸渍液的第一部分。特别是含有大量的酸(例如超过预定含量的酸)和/或少量的糖(例如，少于预定含量的糖)的那部分浸渍液被再循环回到第一反应器单元中。

压缩阶段从浸渍的生物质中释放且被转移到分离单元下游的处理步骤的另一部分的浸渍液也可被称为从浸渍的生物质中释放的浸渍液的第二部分。

也可以不将另一部分(例如从浸渍的生物质中释放的浸渍液的第二部分)转移到分离单元下游的处理步骤中，而是将其用于其他目的或将其简单处理。可将浸渍液的第一部分再循环回到第一反应器单元中的步骤与将浸渍液的第二部分转移到分离单元下游的处理步骤中的步骤同时进行或者二者择一进行。如果在第一阶段(例如排出阶段)中使用重力排出且在第二阶段(例如压缩阶段)使用压缩，浸渍液的第一部分和浸渍液的第二部分之间的比率可在0.5～5之间。将在附图的描述中更详细地描述不同的阶段。如果将生物质在第二反应器单元的下游部分进行稀释，则浸渍液的第一部分和浸渍液的第二部分之间的比率可在0.5～3之间。如果在第二反应器单元的下游没有发生稀释，则浸渍液的第一部分和浸渍液的第二部分之间的比率可在1.5～3之间。

如果使用压缩螺旋器进行分离，浸渍液的第一部分和浸渍液的第二部分之间的比率可高达约20～25。另外，可在除压缩螺旋器之外的不同区域中收集分离的浸渍液(例如滤液)，特别是在没有提供单独的排出阶段或单独的排出螺旋器时。

但是分离单元可包括两个浸渍液从浸渍的生物质中释放的阶段。例如，在第一阶段中，浸渍液的第一部分从浸渍的生物质中释放，而在第二阶段中，浸渍液的第二部分从浸渍的生物质中释放。浸渍液从浸渍的生物质中释放的阶段或位置可确定供给浸渍液不同部分的目标位置。

根据本发明的另一个实施方式，分离单元中浸渍液的分离包括排出阶段，在该排出阶段中优选通过重力排出从浸渍的生物质中排出游离的浸渍液。

这种情况下，在不压缩的情况下从浸渍的生物质中排出游离的浸渍液。应当理解为，本发明意义上的游离的浸渍液意味着在不对生物质进行压缩或者其他的动作的情况下，该液体可从浸渍的生物质中释放出来。换言之，可通过重力效应获得游离的浸渍液，因为这类浸渍液不与生物质进行化学结合。特别是游离的浸渍液通过地球重力的影响从浸渍的生物质中释放出来，以便简单地使该浸渍液从浸渍的生物质中流出或排出。因此，游离的浸渍液也可称为重力排出的浸渍液。然后，可将所排出的游离的浸渍液容纳于排出器皿内。

从浸渍的生物质中所排出的游离的浸渍液与在压缩阶段从浸渍的生物质中所释放的浸渍液不同。换句话说，在分离单元中存在两个阶段，其中在第一阶段中提供游离的浸渍液的排出，而在第二阶段中提供浸渍的生物质的压缩，使得浸渍液从浸渍的生物质挤出。

根据本发明的另一实施方式，将排出阶段从浸渍的生物质中排出的游离的浸渍液(例如重力排出浸渍液)转移到分离单元下游的处理步骤中。

因此，浸渍液的第二部分可以是从浸渍的生物质中释放并被转移到分离单元下游的处理步骤的游离的浸渍液。此外，浸渍液的第一部分可以是在压缩阶段从浸渍的生物质中释放且被再循环回到第一反应器单元中的那部分浸渍液。将在附图的描述中更详细地描述该方面。

根据本发明的另一个实施方式，分离的浸渍液的第一部分的分馏在分馏单元中进行，直至达到再循环浸渍液的预定纯度。

根据本发明的另一个实施方式，分离的浸渍液的第二部分的分馏在分馏单元中进行，例如与分离的浸渍液的第一部分的分馏同时进行，直至达到分离的浸渍液的第二部分的预定纯度。

根据本发明的另一个实施方式，分离的浸渍液的第一部分的过滤在过滤单元中进行，直到达到再循环浸渍液的预定纯度。

根据本发明的另一个实施方式，分离的浸渍液的第二部分的过滤在过滤单元中进行，例如与分离的浸渍液的第一部分的过滤同时进行，直至达到分离的浸渍液的第二部分的预定纯度。

例如可进行过滤以将液体中所存在的固相(例如纤维)从溶解的物质中分离开来。因此可提供用于观测浸渍液的预定纯度的筛分设备、过滤器或其它分离设备，以实现分离后浸渍液的优选的纯度。可将过滤的浸渍液称为滤液或过滤的浸渍液。使用再循环的浸渍液的第一部分或第二部分的表述并不排除在分离后将该再循环的浸渍液进行过滤的情况。

在一些情况下，仅将组合的液流(例如包含固体部分的浸渍液流)与浸渍的生物质分离。然后可将该液流(例如从浸渍的生物质中分离出的浸渍液)直接送到第一反应器单元中或者可先过滤。例如，在过滤单元中可从糠醛中分离糖。可使用过滤膜和/或纳米过滤膜，以将分离单元中的从浸渍的生物质分离之后的分离的浸渍液进行过滤。例如，可以用这种方式从分离的浸渍液中滤出固体和颗粒。从滤液中除去固体材料(如纤维)是重要的，以便提供适当的再循环液而不会堵塞在分离单元和第一反应器单元之间的液体管线。例如，在纳米过滤膜之前实施过滤，可从分离的浸渍液中过滤出粗固体部分。在纳米过滤期间，可将某些分子与浸渍液分离。此外，从滤液中除去糠醛，以避免不需要的糠醛在某些位置处富集，所以是有利的。可例如使用所谓的超滤膜进行过滤。

分离也可被认为是浸渍的生物质的脱水或洗涤。因此，也可将浸渍液与浸渍的生物质分离的分离阶段称为脱水阶段或洗涤阶段。

分离可在加压条件下进行。在这种情况下，也可在第一反应器单元中在加压条件下浸渍生物质。但也可独立于分离单元的加压来调节第一反应器单元内的压力。根据本发明，可获得几种液流，例如送入生物质处理***内的不同步骤的浸渍液流。可不同地(例如通过应用不同的过滤方法)处理每种液流。通常进行过滤以将固体和溶解的物质进行分离，但也可以分几部分分离溶解的物质。

根据本发明的另一方面，在将混合的浸渍液注入第一反应器单元之前，将来自分离单元的再循环的浸渍液的第一部分与来自贮存器的浸渍液混合。

特别是，再循环的浸渍液的第一部分和来自贮存器的浸渍液的混合可在贮存器和第一反应器单元之间的管道中进行。

以这种方式可将再循环的浸渍液与来自贮存器的新鲜的浸渍液进行组合。这也提供了调节进料到第一反应器单元中的浸渍液的某些化学特性的可能性。例如，可将从贮存器供给的浸渍液的量和/或从分离单元再循环的浸渍液的量进行调节。但是在将再循环的浸渍液的第一部分与来自贮存器的浸渍液进行混合之前或之后，可通过于单独的罐中的沉降来进行较高重力颗粒的分离。也可首先将再循环的浸渍液的第一部分进料到贮存器中，以便将新鲜浸渍液与贮存器中的再循环浸渍液进行混合。在这种情况下，贮存器可用于浸渍液中较高重力颗粒的沉降。使用单独的罐或贮存器提供了控制***中浸渍液的组成的可能性，并因此也控制了供入第一反应器单元中的浸渍液的组成。

也可仅将水加入或进料到贮存器中，并使浸渍液再循环，以使第二反应器单元中的水解反应中所形成的有机酸(例如乙酸)再循环。

根据本发明的另一个实施方式，将来自分离单元的再循环的浸渍液的第一部分注入第一反应器单元中，以使再循环的浸渍液的第一部分重新用于第一反应器单元对进料的生物质的浸渍。

重新使用分离单元中所分离的浸渍液有利地降低了成本，因为可以减少例如由贮存器所提供的新鲜浸渍液的量。此外，在第二反应器单元中水解期间所产生的有机酸可被用作化学试剂，尤其是用作浸渍液的化学试剂。换句话说，将再循环回到第一反应器单元中的分离的浸渍液用于第二次浸渍生物质。可将再循环的浸渍液的量和/或来自贮存器的新鲜的浸渍液的量进行调节，以调节反应器单元内的预定填充水平。通过控制新鲜的浸渍液的量和再循环的浸渍液的量来调节进料到第一反应器单元中的浸渍液的化学特性。

根据本发明的另一个实施方式，在将浸渍的生物质转移到分离单元之前，将浸渍的生物质从第一反应器单元进料到第二反应器单元中，其中浸渍的生物质的水解在第二反应器单元内发生。

换句话说，浸渍和水解可在具有不同环境条件的单独的反应器单元中进行。将浸渍的生物质从第一反应器单元转移到水解阶段(例如第二反应器单元)可通过输送机构(例如通过螺旋输送器)提供。而发生水解的第二反应器单元可配置于第一反应器单元和分离单元之间；在所述第一反应器单元中将生物质进行浸渍；在所述分离单元中浸渍液的一部分从浸渍的生物质分离开以再循环回到第一个反应器单元中。

在浸渍的生物质的浸渍和水解期间可发生生物质与浸渍液之间的反应。其中，浸渍液的大部分在浸渍或水解期间不与生物质反应，因此可在分离单元中与浸渍的生物质分离。

根据本发明的另一个实施方式，进行浸渍的生物质从分离单元到第三反应器单元的转移，其中在第三反应器单元内对浸渍的生物质进行蒸汽冲击，具体是蒸汽喷发。

蒸汽喷发是由于快速降压而将水剧烈沸腾或闪蒸成蒸汽。特别是蒸汽喷发导致压力迅速降低，致使材料(例如水解的生物质或浸渍的生物质)结构的闪蒸和破坏。

根据本发明的一个实施方式，浸渍液包含选自酸、催化剂或其混合物的化学试剂。浸渍液也可以是纯水。

在将浸渍液加入第一反应器单元之前将这些化学试剂添加到浸渍液中。因此，所述化学试剂可以是添加到***中的新鲜的化学试剂或者是来自再循环的浸渍液的重新利用的化学试剂。

例如，浸渍液是水溶液、EtOH或其混合物。所述化学试剂选自催化剂、酸、无机酸(优选H₂SO₄)、有机酸(优选乙酸或其混合物)。H₂SO₄是较为理想的化学试剂。例如来自再循环流的包含乙酸的液体是较为理想的化学试剂。

在本发明的上下文中，术语“浸渍液”应被理解为一种包含化学试剂的液体反应物，其中液体反应物可以是水溶液、EtOH或类似混合物，并且化学试剂可包括催化剂、例如H₂SO₄或乙酸或类似混合物之类的酸。液体反应物可包含水或其他溶剂。或者可使用水和溶剂的混合物。液体反应物可来自该方法不同位置所获得的过滤液、液体或者压出液的再循环液。所述液体反应物也可以是蒸汽喷发闪蒸的冷凝物或部分冷凝物、蒸发的副产物、发酵浆料的蒸馏液、或来自脱水阶段的滤液。

根据本发明的另一个实施方式，将浸渍液进料到第一反应器单元直至预定的填充水平，使得进料到第一反应器单元中的至少一部分的生物质在预定的时间段内与浸渍液永久接触。

优选的是整个生物质在预定的时间段内与浸渍液接触。以这种方式，可将整个生物质转移或输送通过浸渍液，以使用浸渍液均匀浸渍生物质。例如，第一反应器单元相对于地球表面垂直配置，将浸渍液填充到第一反应器单元中直到预定的填充水平。将生物质在第一反应器单元的底部进料到第一反应器单元中，并且将浸渍的生物质在第一反应器单元的顶部从第一反应器单元排出。因此，生物质在第一反应器单元内以向上的方向输送，在从顶部将生物质从第一反应器单元排出之前，使得生物质穿过或输送通过浸渍液。

根据本发明的另一个实施方式，第一反应器单元的输送机构是配置有垂直部件的螺旋输送器，特别是在第一反应器单元内垂直，使得浸渍期间生物质沿向上方向输送。

输送机构可包括至少两个螺旋输送器。在本发明的一个优选实施方式中，只有两个螺旋输送器垂直地配置在第一反应器单元内。所述两个螺旋输送器可在第一反应器单元内平行配置。

浸渍期间螺旋输送器提供生物质于向上方向上的连续移动，并确保能提供生物质和浸渍液之间的最小接触时间。浸渍液必须浸渍生物质的时间由材料(例如生物质)的类型、或用于浸渍的浸渍液的类型、或在第一反应器单元内的浸渍液的填充水平决定。

但这些影响参数的调节可由手动执行或***内自动执行。

根据本发明的另一个实施方式，在将生物质进料到第一反应器单元中之前，将生物质在压缩单元中压缩，其中压缩单元特别地包括用于压缩生物质的料塞螺旋器。

在将生物质料塞进料到第一反应器单元中之前，借助于料塞螺旋器提供生物质料塞。因此，生物质可以压实的形式进料到第一反应器单元中。

在本发明的又一个实施方式中，在压缩单元内压缩生物质之前，将生物质在预压缩单元中进行预压缩，其中预压缩单元特别地包括用于预压缩生物质的强制进料螺旋器。

以这种方式，可压缩膨松材料(例如稻草等)。但是进料到第一反应器单元中作为生物质的木质材料或非木质材料间的压缩方式不同，如果使用非木质材料作为生物质，则优选使用预压缩。

根据本发明的另一个实施方式，在将生物质进料到第二反应器单元中之前，将生物质在第二压缩单元中进行压缩，其中第二压缩单元特别地包括用于压缩浸渍的生物质的料塞螺旋器。其中，第二压缩单元可配置在第一反应器单元和第二反应器单元之间。

在本发明的又一个实施方式中，在第二压缩单元内压缩生物质之前，将生物质在第二预压缩单元中进行预压缩，其中第二预压缩单元特别地包括用于将浸渍的生物质进行预压缩的强制进料螺旋器。其中，第二预压缩单元可配置在第一反应器单元和第二反应器单元之间，尤其是配置在第一反应器单元和第二压缩单元之间。

根据本发明的另一个实施方式，在将生物质进料到第三反应器单元中之前，将生物质在第三压缩单元中压缩，其中第三压缩单元特别地包括用于压缩浸渍的生物质的料塞螺旋器。其中，第三压缩单元可配置在第二反应器单元和第三反应器单元之间。

在本发明的又一个实施方式中，在第三压缩单元内压缩生物质之前，将生物质在第三预压缩单元中进行预压缩，其中第三预压缩单元特别地包括用于预压缩浸渍的生物质的强制进料螺旋器。其中，第三预压缩单元可配置在第二反应器单元和第三反应器单元之间，特别是配置在第二反应器单元和第三压缩单元之间。

因此，在每个反应器单元的上游配置至少一个压缩单元和/或预压缩单元。

根据本发明的另一个实施方式，将再循环的浸渍液的第一部分的至少一部分再循环回到第二反应器单元的下游部分，以对来自第二反应器单元的浸渍的生物质的进行稀释。可将该再循环的浸渍液的第一部分进料到第二反应器单元和分离单元之间的输送管线中，其中将浸渍的生物质转移通过输送管线。

根据本发明的另一个实施方式，将再循环的浸渍液的第二部分的至少一部分再循环回到第二反应器单元的下游部分，以对来自第二反应器单元的浸渍的生物质进行稀释。可将该再循环的浸渍液的第二部分进料到第二反应器单元和分离单元之间的输送管线中，其中将浸渍的生物质转移通过输送管线。

根据本发明的另一方面，给出了一种处理生物质的***。该***包括第一反应器单元，在第一反应器单元中，用浸渍液浸渍生物质，同时通过输送机构将生物质转移通过第一反应器单元。用于处理生物质的***还包括用于将浸渍液的至少一部分与浸渍的生物质分离的分离单元。分离的浸渍液从分离单元排出，仅使分离的浸渍液的第一部分再循环回到第一反应器单元中。

分离的浸渍液从分离单元的排出可通过螺旋器进行，该螺旋器压缩浸渍的生物质，使得浸渍液从浸渍的生物质中释放。可将泵集成于分离单元和第一反应器单元之间的用于输送分离的浸渍液的管线中。

用于处理生物质的本发明方法和本发明***可用于从生物质中回收糖的工艺中。该方法和***包括浸渍、水解和分离(例如在分离单元中对浸渍的生物质进行脱水或洗涤，以使浸渍液再循环到配置在水解步骤上游的浸渍步骤)。浸渍液可以例如是酸性液体。在该过程中可回收残留的酸性液体，同时可实现更快速和/或更具选择性的水解，因为该酸性液体在水解过程中起催化剂的作用。

通常，该方法或该工艺包括以下步骤：

在第一步骤中，使用来自脱水步骤(例如分离步骤)的含酸的再循环液体进行生物质的浸渍。在第二步骤中，进行材料(例如生物质)的水解。在第三步骤中，在分离单元中将水解的材料脱水以除去液体。在第四步骤中，被除去的液体(例如浸渍液)通过将液体再循环回到浸渍步骤来进行再循环，在所述浸渍步骤中使用再循环液体浸渍生物质。

附图说明

图1示意性地显示了本发明实施方式的用于处理生物质的***。

图2A显示了本发明实施方式的分离单元。

图2B显示了本发明另一实施方式的分离单元。

图3显示了本发明实施方式的用于处理生物质的方法的流程图。

具体实施方式

图1显示了用于处理生物质2的***1。***1包括第一反应器单元10，该第一反应器单元10用于用浸渍液浸渍生物质2，同时通过输送机构11(例如螺旋输送器)将生物质转移通过第一反应器单元10。在第一反应器单元10中用浸渍液浸渍生物质2，以获得浸渍的生物质2a。分离单元25适于将浸渍液的至少一部分与浸渍的生物质2a分离。分离的浸渍液26a，27a从分离单元25排出，仅使浸渍液的一部分26a再循环回到第一反应器单元10中。

通过压缩单元5将生物质2进料到第一反应器单元10中。预压缩单元6可配置在压缩单元5之前，以使生物质2在于压缩单元5中进一步压缩之前，在预压缩单元6中预压缩。在压缩生物质2之后，将生物质2引入第一反应器单元10中。用浸渍液填充反应器单元10直至预定的填充水平13。反应器单元10可以是相对于地球表面垂直配置的纵向器皿。垂直方向由箭头3表示，并且基本平行于地球表面的水平方向由箭头4表示。生物质2被引入反应器单元10并由输送机构11在垂直方向3上输送，其中在将生物质2输送通过第一反应器单元10期间，生物质2被填充到第一反应器单元10中的浸渍液浸渍。浸渍液可由贮存器40和/或由连接到分离单元25的再循环回路提供。

然后将浸渍的生物质2a进料到配置在第一反应器单元10和第二反应器单元20之间的缓冲容器15中，在第二反应器单元中发生浸渍的生物质2a的水解。

在第二反应器单元20内水解浸渍的生物质2a之后，然后将浸渍的生物质2a转移到分离单元25中。在分离单元25中，浸渍的生物质2a中解离的浸渍液至少部分地与浸渍的生物质2a分开。特别是浸渍液在分离单元25内与浸渍的生物质2a分离。然后将与浸渍的生物质2a分离的浸渍液排出，其中，例如通过再循环管线12a仅将浸渍液的一部分26a再循环回到第一反应器单元10中。可将分离的浸渍液的另一部分27a排出并进料到分离单元25下游的进一步处理步骤S50中。在将分离的浸渍液的第一部分26a送回到反应器单元10之前，可在过滤单元29中对该浸渍液26a进行过滤。例如，在将分离的浸渍液的第一部分26a送回到反应器单元10中之前，可在分馏单元29中对该浸渍液26a进行分馏。进料到分离单元25下游的进一步处理步骤S50的浸渍液的第二部分27a也可在分馏单元29中过滤。在分馏单元或过滤单元29内，可进行浸渍液中的固体颗粒的分离，以对再循环的浸渍液26a的预定纯度以及送到处理步骤S50内的浸渍液的第二部分27a的预定纯度进行调节。在分馏单元29中还可进行存在于分离的浸渍液26a中的化合物的蒸发和浓缩。

在分离单元25内分离过量的浸渍液之后，将浸渍的生物质2a转移到第三反应器单元30中。在第三反应器单元30中，进行浸渍的生物质2a的蒸汽喷发反应。

在通过再循环管线12a将浸渍液进料到第一反应器单元10中之前，可将来自贮存器40的新鲜浸渍液12b和来自分离单元25的再循环的浸渍液26a进行混合。以这种方式可调节进料到第一反应器单元10中的浸渍液的化学特性。因此，将用于从分离单元25供给再循环的浸渍液26a的管线12a以及从贮存器40供给新鲜浸渍液的管线12c进行连接，以将混合的浸渍液经由管线12进料到第一反应器单元10中。

图2A详细显示了分离单元25的实施方式。特别是图2A显示了两阶段的分离单元25，其中提供了排出阶段27和压缩阶段26。将浸渍的生物质2a进料到排出阶段27，在此从浸渍的生物质2a中排出游离的浸渍液27a。也可称为浸渍液的第二部分27a的游离的浸渍液27a然后被转移到分离单元25下游的处理步骤S50中。但是也可将该排出的浸渍液的第二部分27a再循环回到第一反应器单元10中。

然后将浸渍的生物质2a进料到压缩阶段26内，在此浸渍液的第一部分26a通过压缩从浸渍的生物质2a中释放。在压缩阶段26中由螺旋压榨机28提供该压缩。也可在压缩阶段26中从浸渍的生物质2a释放的浸渍液的第一部分26a再循环回到第一反应器单元10中。分离单元25可包括其他阶段，在该阶段中浸渍液可从浸渍的生物质2a中释放。在分离单元25的排出阶段27和压缩阶段26中分离的浸渍液的特性(例如组成)可以不同。特别是，分离的浸渍液26a，27a的特性可确定浸渍液的分离部分26a，27a的目标位置，例如浸渍液的这些部分26a，27a是否被转移到第一反应器单元10中或者被转移到分离单元25下游的处理步骤S50中。

如图2A所示，在分离单元25内压缩阶段26被配置在排出阶段27之前。但也可将排出阶段27配置在压缩阶段26之前。

图2B显示了分离单元25的仅具有一个阶段(特别是具有压缩阶段26)的实施方式。在压缩阶段26中，可将浸渍液的一部分27a从浸渍的生物质2a中排出，而另一部分浸渍液26a通过压缩从浸渍的生物质2a中释放。压缩阶段26因此可生成通过压缩从浸渍的生物质2a释放的浸渍液的第一部分26a以及从浸渍的生物质2a中排出的浸渍液的第二部分27a，其中浸渍液的第一部分26a和浸渍液的第二部分27a被送入或转移到不同的目标位置。

也可将分离单元25称为脱水或洗涤阶段。该分离单元25包括集成到压缩阶段26中的排出阶段。该排出阶段可包括用于排出期间输送浸渍的生物质2a的排出螺旋器，在该排出阶段游离水从浸渍的生物质2a中释放出来。压缩阶段26可包括螺旋压榨机、料塞螺旋器、双辊压榨机或简单压榨机中的一种，使得浸渍液的第一部分26a从浸渍的生物质2a中释放。

在分离单元25包括一个阶段配置的情况下，例如分离单元25仅包括压缩阶段26，而压缩阶段26可包括螺旋压榨机、料塞螺旋器、双辊压榨机或简单压榨机中的一种。此外可提供压缩单元26内的若干区域，在这些区域中浸渍液的不同部分从浸渍的生物质2a中释放。以这种方式，浸渍液的第一部分26a相对于浸渍液的第二部分27a可独立释放。

图3显示了用于处理生物质2的方法的流程图。在该方法的步骤S1中，在压缩单元5内压缩生物质2之前，在预压缩单元6中进行生物质2的预压缩。预压缩单元6可包括用于预压缩生物质2的强制进料螺旋器。在该方法的步骤S2中，在将生物质2进料到第一反应器单元10中之前，在压缩单元5中进行生物质2的压缩。其中压缩单元5包括用于压缩生物质2料塞螺旋器。在该方法的步骤S10中，将生物质2和浸渍液进料到第一反应器单元10中，以使用浸渍液浸渍生物质2，同时通过输送机构11将生物质2转移通过第一反应器单元10。在步骤S11中，在将浸渍的生物质2a转移到分离单元25之前，将浸渍的生物质2a从第一反应器单元10进料到第二反应器单元20中。其中在第二反应器单元20内发生浸渍的生物质2a的水解。在该方法的步骤S20中，将浸渍的生物质2a从第一反应器单元10转移到分离单元25，其中浸渍液的至少一部分26a，27a在分离单元25内与浸渍的生物质2a分离。在该方法的另一步骤S30中，分离的浸渍液26a，27a从分离单元25排出，仅使浸渍液的一部分26a再循环回到第一反应器单元10中。在另一步骤S31中，分离的浸渍液26a，27a的分馏或过滤在分馏单元29或过滤单元29中进行，以调节再循环的浸渍液26a的预定纯度。在另一步骤S32中，将来自分离单元25的再循环的浸渍液26a与来自贮存器40的新鲜浸渍液12b进行混合，然后将混合的浸渍液注入第一反应器单元10。在另一步骤S33中，将再循环的浸渍液26a从分离单元25注入第一反应器单元10中，使得再循环的浸渍液26a重新用于在第一反应器单元10内浸渍进料后的生物质2。在另一步骤S40中，将浸渍的生物质2a从分离单元25转移到第三反应器单元30中，其中在第三反应器单元30内发生对浸渍的生物质2a的蒸汽喷发。在该方法的又一步骤S50中，将在分离单元25中分离的浸渍液的第二部分27a(例如不再循环回到第一反应器单元10中的分离的浸渍液的一部分)转移到分离单元25下游的处理步骤中。

虽然以附图和上述说明对本发明进行了详细说明和描述，但是这些说明和描述应被认为是说明性或示例性的而并非限制性的。本领域技术人员在实践要求权利的发明中，通过对附图、说明书和所附权利要求的研究能够理解和实施所揭示实施方式的其它变体。在权利要求中，术语“包含(包括)”不排除其他的要素，并且不定冠词“一个”或“一种”并不排除复数形式。某些措施在相互不同的从属权利要求中被提出的事实并不意味着这些措施的组合不能被利用。权利要求书中的任何附图标记不应理解为限制本发明的范围。

Claims (15)

1.一种处理生物质的方法，其包括：

将生物质(2)和浸渍液进料到第一反应器单元(10)中，使用所述浸渍液浸渍所述生物质(2)，同时通过输送机构(11)将所述生物质(2)转移通过所述第一反应器单元(10)(S10)；

将浸渍的生物质(2a)从所述第一反应器单元(10)转移到分离单元(25)，在所述分离单元(25)中所述浸渍液的至少一部分从所述浸渍的生物质(2a)分离(S20)；

将分离的浸渍液从所述分离单元(25)排出，以使所述分离的浸渍液的第一部分(26a)再循环回到所述第一反应器单元(10)中(S30)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离单元(25)内浸渍液的分离包括压缩阶段(26)，在该阶段中通过优选使用螺旋压榨机(28)压缩所述浸渍的生物质(2a)将浸渍液从所述的浸渍的生物质(2a)中释放出来。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述压缩阶段(26)中，从所述浸渍的生物质(2a)释放出来的所述浸渍液的第二部分(27a)被转移到所述分离单元(25)下游的处理步骤(S50)中。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述分离单元(25)内浸渍液的分离包括排出阶段(27)，在该阶段中不使用压缩而优选通过重力排出来使游离的浸渍液(27a)从所述浸渍的生物质(2a)中排出。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，将在所述排出阶段(27)内从所述浸渍的生物质(2a)中排出的游离的浸渍液(27a)转移到所述分离单元(25)下游的处理步骤(S50)中。

6.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

将所述分离的浸渍液的第一部分(26a)在分馏单元(29)中进行分馏，直至达到再循环的浸渍液的预定纯度(S31)。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

将来自所述分离单元(25)的所述分离的浸渍液的第一部分(26a)与来自贮存器(40)的浸渍液(12b)混合，然后将混合的浸渍液注入所述第一反应器单元(10)中(S32)。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

将所述再循环的浸渍液的第一部分(26a)从所述分离单元(25)注入所述第一反应器单元(10)中，以使所述再循环的浸渍液的第一部分(26a)在所述第一反应器单元(10)内用于浸渍所述进料的生物质(2)(S33)。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

在将所述浸渍的生物质(2a)转移到所述分离单元(25)之前，将所述浸渍的生物质(2a)从所述第一反应器单元(10)进料到第二反应器单元(20)中，其中在所述第二反应器单元(20)中发生所述浸渍的生物质(2a)的水解(S11)。

10.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

将所述浸渍的生物质(2a)从所述分离单元(25)转移到第三反应器单元(30)中，其中在所述第三反应器单元(30)中发生所述浸渍的生物质(2a)的蒸汽冲击，特别是蒸汽喷发(S40)。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所述浸渍液进料到第一反应器单元(10)中直至预定的填充水平(13)，以使进料到所述第一反应器单元(10)中的所述生物质(2)的至少一部分以永久方式与所述浸渍液接触。

12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一反应器单元(10)的输送机构(11)是配置有竖直部件，尤其是竖直配置在所述第一反应器单元(10)内的螺旋输送器，以使所述生物质(2)在浸渍期间沿向上方向(3)输送。

13.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

在将所述生物质(2)进料到所述第一反应器单元(10)中之前，在压缩单元(5)中压缩所述生物质(2)，其中所述压缩单元(5)包括用于压缩所述生物质(2)的料塞螺旋器(S2)。

14.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

在所述压缩单元(5)中压缩所述生物质(2)之前，在预压缩单元(6)中预压缩所述生物质(2)，其中所述预压缩单元(6)特别地包括用于预压缩所述生物质(2)的强制进料螺旋器(S1)。

15.一种处理生物质的***，包括：

第一反应器单元(10)，使用浸渍液浸渍生物质(2)，同时通过输送机构(11)将所述生物质(2)转移通过所述第一反应器单元(10)；

分离单元(25)，从所述浸渍的生物质(2a)中分离所述浸渍液的至少一部分；

其中，分离的浸渍液从所述分离单元(25)中排出，以使所述分离的浸渍液的第一部分(26a)再循环回到所述第一反应器单元(10)中。