CN112774597A - 一种双罐循环水热反应装置及运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双罐循环水热反应装置及运行方法；反应装置由两个反应罐和循环泵组成；所述反应罐内安装有过滤器和加热器、反应罐外安装有隔阀，所述循环泵进出口安装有四个起换向作用的阀门；循环泵通过阀门分别与两个过滤器连接；反应装置的运行原理为：当一个反应罐完成反应后，将其反应介质泵入另一个反应罐；由于过滤器的作用，反应产物仍留在原反应罐；而反应介质则带着自身的热量在另一个反应罐中继续进行反应，这样，能够避免反应介质的反复加热和冷却，从而大幅度节约能量。

Description

一种双罐循环水热反应装置及运行方法
技术领域
本发明涉及水热解反应设备，具体为一种双罐循环水热反应装置及运行方法，应用于园林废弃物制备生物炭的水热反应。
背景技术
使用水热法，以园林废弃物制备生物炭时，除了生成生物炭之外，还生成了很多副产物，这些副产物，大都溶进了水中，从而使得反应介质复杂化。为了不带来干扰因素，作为反应介质的水，通常都是一次性使用。水的成本虽然很低，但水中所含有的热量，则成本很高。
近年的研究表明：进入水中的副产物，非但不影响生物炭的制备，反而有正向的影响。基于这些研究，本申请设计了一个双罐循环的反应装置，能够避免反应介质的反复加热和冷却，从而大幅度节约能量。
发明内容
本发明目的是提供一种应用于园林废弃物制备生物炭的水热反应的设备及方法。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种双罐循环水热反应装置，由两个反应罐和循环泵组成；反应罐内安装有过滤器和加热器、反应罐外安装有隔阀，循环泵进出口安装有四个起换向作用的阀门；循环泵通过阀门分别与两个过滤器连接。
具体为，包括反应罐Ⅰ、反应罐Ⅱ和循环泵；所述反应罐Ⅰ内设有加热器Ⅰ和过滤器Ⅰ；所述反应罐Ⅱ内设有加热器Ⅱ和过滤器Ⅱ；所述循环泵的进口并接有阀门Ⅱ和阀门Ⅲ的一端，所述循环泵的出口并接有阀门Ⅰ和阀门Ⅳ的一端；所述阀门Ⅰ和阀门Ⅱ的另一端并接后通过隔阀Ⅰ连接反应罐Ⅰ内的过滤器Ⅰ；所述阀门Ⅲ和阀门Ⅳ的另一端并接后通过隔阀Ⅱ连接反应罐Ⅱ内的过滤器Ⅱ。
反应装置的运行原理为：当一个反应罐完成反应后，将其反应介质泵入另一个反应罐；由于过滤器的作用，反应产物仍留在原反应罐；而反应介质则带着自身的热量在另一个反应罐中继续进行反应，这样，能够避免反应介质的反复加热和冷却，从而大幅度节约能量。
反应装置按以下步骤运行：
步骤一、启动：将反应原料分别加入到两个反应罐中，并将其中一个加满水，另一个不加水；关闭所有阀门；
步骤二、反应：对有水的反应罐进行加热，至反应完成；
步骤三、定向：通过阀门Ⅰ、阀门Ⅱ、阀门Ⅲ、阀门Ⅳ的控制，确定水流的方向为有水的反应罐流向无水的反应罐；
步骤四、出液：打开两个隔阀，开启循环泵，将有水的反应罐中的水泵入无水的反应罐中，然后，关闭所有阀门；
步骤五、出料、进料：打开已经出水的反应罐，出料，然后进料；
步骤六、重复：按步骤二至步骤四，形成连续生产。
与现有技术相比，本发明所述的双罐循环水热反应装置及运行方法的有益效果是：能够避免反应介质的反复加热和冷却，从而大幅度节约能量。
本发明设计合理，具有很好的实际应用价值。
附图说明
图1表示本发明的结构示意图。
图中：1a-反应罐Ⅰ，1a1-加热器Ⅰ，1a2-过滤器Ⅰ，1a3-隔阀Ⅰ；1b-反应罐Ⅱ，1b1-加热器Ⅱ，1b2-过滤器Ⅱ，1b3-隔阀Ⅱ；2-循环泵，21-阀门Ⅰ，22-阀门Ⅱ，23-阀门Ⅲ，24-阀门Ⅳ。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
一种双罐循环水热反应装置，由两个反应罐和循环泵组成；反应罐内安装有过滤器和加热器、反应罐外安装有隔阀，循环泵进出口安装有四个起换向作用的阀门；循环泵通过阀门分别与两个过滤器连接。
具体为，如图1所示，包括反应罐Ⅰ1a、反应罐Ⅱ1b和循环泵2。反应罐Ⅰ1a内设有加热器Ⅰ1a1和过滤器Ⅰ1a2；反应罐Ⅱ1b内设有加热器Ⅱ1b1和过滤器Ⅱ1b2。循环泵2的进口并接有阀门Ⅱ22和阀门Ⅲ23的一端，循环泵2的出口并接有阀门Ⅰ21和阀门Ⅳ24的一端；阀门Ⅰ21和阀门Ⅱ22的另一端并接后通过隔阀Ⅰ1a3连接反应罐Ⅰ1a内的过滤器Ⅰ1a2；阀门Ⅲ23和阀门Ⅳ24的另一端并接后通过隔阀Ⅱ1b3连接反应罐Ⅱ1b内的过滤器Ⅱ1b2。
反应装置按以下步骤运行：
步骤一、启动：将反应原料分别加入到反应罐Ⅰ1a和反应罐Ⅱ1b中，并将其中一个（反应罐Ⅰ1a）加满水，另一个（反应罐Ⅱ1b）不加水；关闭所有阀门；
步骤二、反应：对有水的反应罐Ⅰ1a进行加热，至反应完成；
步骤三、定向：通过阀门Ⅰ、阀门Ⅱ、阀门Ⅲ、阀门Ⅳ的控制，确定水流的方向为有水的反应罐Ⅰ1a流向无水的反应罐Ⅱ1b；本实施例中，第一次水流是从左侧流向右侧，则阀门控制为：开启阀门Ⅱ22、阀门Ⅳ24，关闭阀门Ⅰ21、阀门Ⅲ23；（当水流是从右侧流左侧时，则相反）；
步骤四、出液：打开隔阀Ⅰ1a3和隔阀Ⅱ1b3，开启循环泵2，将有水的反应罐Ⅰ1a中的水泵入无水的反应罐Ⅱ1b中，然后，关闭所有阀门；
步骤五、出料、进料：打开已经出水的反应罐Ⅰ1a，出料，然后进料；
步骤六、重复：按步骤二至步骤四，形成连续生产。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种双罐循环水热反应装置，其特征在于：包括反应罐Ⅰ（1a）、反应罐Ⅱ（1b）和循环泵（2）；
所述反应罐Ⅰ（1a）内设有加热器Ⅰ（1a1）和过滤器Ⅰ（1a2）；
所述反应罐Ⅱ（1b）内设有加热器Ⅱ（1b1）和过滤器Ⅱ（1b2）；
所述循环泵（2）的进口并接有阀门Ⅱ（22）和阀门Ⅲ（23）的一端，所述循环泵（2）的出口并接有阀门Ⅰ（21）和阀门Ⅳ（24）的一端；所述阀门Ⅰ（21）和阀门Ⅱ（22）的另一端并接后通过隔阀Ⅰ（1a3）连接反应罐Ⅰ（1a）内的过滤器Ⅰ（1a2）；所述阀门Ⅲ（23）和阀门Ⅳ（24）的另一端并接后通过隔阀Ⅱ（1b3）连接反应罐Ⅱ（1b）内的过滤器Ⅱ（1b2）。
2.一种应用于权利要求1所述的双罐循环水热反应装置的运行方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、启动：将反应原料分别加入到两个反应罐中，并将其中一个加满水，另一个不加水；关闭所有阀门；
步骤二、反应：对有水的反应罐进行加热，至反应完成；
步骤三、定向：通过阀门Ⅰ、阀门Ⅱ、阀门Ⅲ、阀门Ⅳ的控制，确定水流的方向为有水的反应罐流向无水的反应罐；
步骤四、出液：打开两个隔阀，开启循环泵，将有水的反应罐中的水泵入无水的反应罐中，然后，关闭所有阀门；
步骤五、出料、进料：打开已经出水的反应罐，出料，然后进料；
步骤六、重复：按步骤二至步骤四，形成连续生产。
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