用于稠漿料壓力控制的自清潔裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明披露了用于使用可伸縮閥的陣列在高壓下處理諸如木質纖維素生物質和它的成分的稠固液漿料等粘性流體的自清潔裝置與方法。
【專利說明】用于稠漿料壓力控制的自清潔裝置和方法相關申請的交叉引用
[0001]本申請要求于2011年5月4日提交的美國申請?zhí)?1/482，449、2012年2月6日提交的美國申請?zhí)?3/366，651、2012年4月2日提交的美國申請?zhí)?3/437，264的優(yōu)先權，這些申請通過引用將其全部披露內容結合在此。
【技術領域】
[0002]本發(fā)明大體涉及用于處理粘性流體的裝置和方法。更具體地說，本發(fā)明涉及用于在高壓下處理粘性流體(例如，木質纖維素生物質和它的成分的稠漿料)的自清潔裝置和方法。
【背景技術】
[0003]背壓控制對于維持過程條件很關鍵。然而，對于固液漿料，閥和孔的阻塞是一個難題。此外，背壓控制閥不能足夠快速地反應并且完全地重新密封從而防止?jié)B漏(bleed-through).必須使過程壓力變化最小化，從而維持過程控制。因此，開發(fā)一種用于在高壓下處理諸如木質纖維素生物質和它的成分的稠固液漿料等結垢(fouling)流體的、使阻塞最小化的、有效且可靠的手段將是有利的，這些結垢流體包括但不限于用可壓縮的超臨界或近臨界流體處理的結垢流體。本發(fā)明的方法的裝置針對于這些以及其他重要的目的。
發(fā)明概述
[0004]在一個實施例中，本發(fā)明針對用于在壓力下處理一種結垢流體的自清潔裝置，該自清潔裝置包括:
一條通路，該通路具有至少兩級；
位于所述至少兩級中的每一者中的一個可伸縮閥；以及 一個任選的截止閥，該截止閥位于所述通路中；
其中當所述可伸縮閥部分地關閉從而允許所述級之間的一個壓降時，所述可伸縮閥在所述通路中形成一條曲折的路徑；并且
其中所述可伸縮閥中的至少一個能夠在其他所述可伸縮閥部分地關閉時處在一個打開位置。
[0005]在另一個實施例中，本發(fā)明針對用于在木質纖維素生物質的處理中減少結垢的方法，該方法包括:
在一個裝置中在壓力下提供一種結垢流體，該裝置包括:
一條通路，該通路具有至少兩級；
位于所述至少兩級中的每一者中的一個可伸縮閥；以及 一個任選的截止閥，該截止閥位于所述通路中；
其中當所述可伸縮閥部分地關閉從而允許所述級之間的一個壓降時，所述可伸縮閥在所述通路中形成一條曲折的路徑；并且使所述可伸縮閥中的至少一個在其他所述可伸縮閥部分地關閉時縮回至打開位置，從而形成一個打開的可伸縮閥，以便清潔所述打開的可伸縮閥并且控制所述裝置中的壓力。
[0006]在再另一個實施例中，本發(fā)明針對用于在木質纖維素生物質的處理中控制背壓的方法，該方法包括:
在一個裝置中在壓力下提供一種結垢流體，該裝置包括:
一條通路，該通路具有至少兩級；
位于所述至少兩級中的每一者中的一個可伸縮閥；以及 一個任選的截止閥，該截止閥位于所述通路中；
其中當所述可伸縮閥部分地關閉從而允許所述級之間的一個壓降時，所述可伸縮閥在所述通路中形成一條曲折的路徑；并且
使所述可伸縮閥中的至少一個在其他所述可伸縮閥部分地關閉時縮回至打開位置，從而形成一個打開的可伸縮閥，以便清潔所述打開的可伸縮閥并且控制所述裝置中的壓力。
[0007]在又一個實施例中，本發(fā)明針對用于處理結垢流體的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
至少一個在此描述的自清潔裝置；以及 曲折路徑管線；
其中所述管線在所述至少一個自清潔裝置的上游。
附圖簡要說明
[0008]被包括以幫助進一步理解本發(fā)明的附圖，結合在本說明書中并構成本說明書一部分，圖示了本發(fā)明的各個實施例，并且與說明書一起用于闡明本發(fā)明的原理。在附圖中:
[0009]圖1A為在本發(fā)明的一個實施例中使用六個可伸縮刀閘閥的示意圖。
[0010]圖1B為在本發(fā)明的一個實施例中使用六個可伸縮刀閘閥的示意圖。
[0011]圖2為在本發(fā)明的一個實施例中使用十個可伸縮閥的示意圖。
發(fā)明的詳細說明
[0012]在本披露各處以及上文中所使用的以下術語，除非另外指明，否則應理解為具有如下含義。
[0013]如在此所使用的，除非上下文另外清楚地指明，否則單數(shù)形式“一個/ 一種(a/an)”、以及“該”包括復數(shù)對象。
[0014]盡管本發(fā)明能夠體現(xiàn)為不同形式，但若干實施例的以下說明是基于這樣的理解作出的:本披露應被認為是本發(fā)明的例示，并且不意欲將本發(fā)明限制于所述的特定實施例。提供標題僅僅是為了方便的目的，而不應被解釋為以任何方式限制本發(fā)明。在任何標題下描述的實施例可以與在任何其他標題下描述的實施例結合。
[0015]在本申請中所說明的不同數(shù)量值中使用的數(shù)字值，除非明確地另外指明，否則這些數(shù)字值是作為近似值來說明，就好像在所述范圍內的最小和最大值之前都有一個詞“大約”。以此方式，可以使用與所述值的些許不同的值從而達到與所述值大體上相同的結果。而且，范圍的披露意在表示連續(xù)范圍，該連續(xù)范圍包括在最小和最大值之間所列舉的每一個值，以及可以由這樣的值形成的任何范圍。此處還披露了可以由所列舉的數(shù)字值除以任何其他所列舉的數(shù)字值而形成的任何和全部的比率(以及任何這樣的比率的范圍)。因此，技術人員將理解，許多這樣的比率、范圍，以及比率的范圍可以明確地從此處呈現(xiàn)的數(shù)字值中導出，并且在所有例子中，這樣的比率、范圍，以及比率的范圍代表本發(fā)明的不同實施例。[0016]超臨界流體是在高于該流體的臨界溫度的溫度下并且在高于該流體的臨界壓力的壓力下的流體。超臨界流體存在于該流體的“臨界點”或該點之上，臨界點為液相和汽(氣)相可以與彼此均衡存在的最高溫度和壓力的點。高于臨界壓力和臨界溫度，液相和氣相之間的區(qū)別就消失。超臨界流體大致上在具有氣體的滲透性質的同時具有液體的溶劑性質。因此，超臨界流體萃取具有高滲透性以及優(yōu)良的溶劑化的好處。
[0017]已報告的臨界溫度和壓力包括:對于純水，臨界溫度為約374.2°C，臨界壓力為約221巴；對于二氧化碳，臨界溫度為約31°C，臨界壓力為約72.9個大氣壓(約1072psig)。近臨界水的溫度為約300°C或更高，并且低于水的臨界溫度(374.2°C)，且近臨界水的壓力足夠高從而能確保所有流體處于液相。亞臨界水的溫度低于約300°C，并且壓力足夠高從而能確保所有流體處于液相。亞臨界水的溫度可以大于約250°C并且小于約300°C，并且在許多情況下亞臨界水的溫度在約250°C與約280°C之間。術語“熱壓縮水”在此用于與處在臨界狀態(tài)或高于臨界狀態(tài)的水互換使用，或者在此被定義為近臨界或亞臨界，或高于約50°C但低于亞臨界溫度的任何其他溫度(優(yōu)選地，至少約IO(TC)并且處于使得水處于液態(tài)的壓力下。
[0018]如在此所使用的，“超臨界”流體(例如，超臨界水、超臨界CO2等)是指如果以純形式存在于一組給定的溫度和壓力條件下就會成為超臨界狀態(tài)的流體。例如，“超臨界水”是指存在于至少約374.2°C的溫度以及至少約221巴的壓力之下的水，不論水是否為純水，或是否以混合物形式存在(例如，水和乙醇、水和CO2等等)。因此，例如，“亞臨界水和超臨界二氧化碳的混合物”是指高于二氧化碳的臨界點但低于水的臨界點的溫度和壓力下的水和二氧化碳的混合物，不論該超臨界相是否包含水并且不論水相是否包含任何二氧化碳。例如，亞臨界水和超臨界CO2的混合物的溫度可以為約250°C至約280°C，并且壓力可以為至少約225 巴。
[0019]如此處所使用的，“連續(xù)的”是指在持續(xù)時間內不間斷的過程，或者僅僅中斷、暫?；蛑兄瓜鄬τ谠撨^程的持續(xù)時間很短暫的一段時間。當在沒有中斷或者沒有實質性的中斷，或者生物質的處理未在分批處理中完成的情況下將所述生物質注入到該裝置中時，所述生物質的處理是“連續(xù)的”。
[0020]如在此所使用的，“木質纖維素生物質或它的組成部分”是指包含來自多種來源的纖維素、半纖維素和木質素的植物生物質，這些來源包括(不限于)(I)農業(yè)廢物(包括玉米秸桿以及甘蔗渣)、(2)專用能源作物、(3)木廢料(包括鋸木廠和造紙廠的丟棄物)，以及(4)城市廢物和它們的組成部分，這些組成部分包括(不限于)木質纖維素生物質自身、木質素、C6糖類(包括纖維素、纖維二糖、C6低聚糖、C6單糖，以及C5糖類(包括半纖維素、C5低聚糖，以及C5單糖)。
[0021]如在此所使用的，“通路”是指任何一般橫截面的空腔，包括用于傳輸材料的不同的橫截面。
[0022]如在此關于閥所使用的，“打開的”表示該閥允許至少部分流體通過通路。如在此關于閥所使用的，“關閉的”表示該閥不允許流體通過通路。如在此分別關于“打開的”或“關閉的”閥所使用的，“部分的”或“部分地”表示該閥不處在其完全打開或完全關閉位置，并且因此允許至少一些流體通過通路?！安糠值卮蜷_”和“部分地關閉”可以互換使用。
[0023]如在此所使用的，“結垢流體”是指包括在該壓力和/或溫度條件下的粘性流體以及固液漿料的流體，這些流體粘在它們接觸的設備的表面上，從而導致小通路和孔中的結垢。
[0024]如在此所使用的，“曲折的”是指具有超過一個扭曲、彎曲或轉向的路徑。
[0025]如上所論述，背壓控制對于維持過程條件很關鍵。然而，對于固液漿料，閥和孔的阻塞是一個難題。此外，背壓控制閥不能足夠快速地反應并且完全地重新密封從而防止?jié)B漏。必須使過程壓力變化最小化從而維持過程控制。在系統(tǒng)的液壓裝置中，一個泵向流體添加機械能從而增加它的壓力。沿管道、閥、反應器以及其他組件的流體的摩擦建立了壓降。例如，通過恒定直徑管道的一些壓力損失是固定的。例如，通打開程度變化的閥(閥打開程度越大=壓力損失越小)的一些壓力損失是變化的。所以壓降可以由該閥的打開或關閉來控制。曲折的管線路徑只不過是在 更短的長度內增加壓降的一種方式。通過使管線路徑變得曲折(許多轉向、扭曲，等等)，壓降更大可以在管線系統(tǒng)中設計壓降，但一旦它們安裝好之后，壓降就固定了(因為管道不能移動)。系統(tǒng)中的部分阻塞物也會形成壓降，如果該部分阻塞物被消除，那么這個壓降就是暫時的。因此，控制系統(tǒng)的摩擦是本發(fā)明的裝置和方法抵消由漿料在系統(tǒng)某處的阻塞與停留而導致的突然或暫時的壓力變化的辦法。如果該流體為水，那么系統(tǒng)中的壓力損失將十分穩(wěn)定，并且后面的控制閥可能會被設置在一個位置并且從不被接觸到。在漿料的情況下，由于漿料(結塊)連貫性的變化、粘度的變化、溫度的變化等等，系統(tǒng)中的壓力損失會波動。所需要的是允許閥的位置不斷調節(jié)從而優(yōu)化通過這些閥上的壓降的一種裝置和方法。部分打開的(或部分關閉的)可伸縮閥，尤其是為材料流在曲折路徑中建立的以交替方式安排的可伸縮閥，可建立壓降?？缮炜s閥可以完全打開，由此清潔閥和閥孔，并且防止通路中的固體堆積，尤其是當處理粘性流體和漿料時。因此，本發(fā)明的裝置和方法利用可伸縮閥，通過形成閥陣列來提供背壓控制從而克服與背壓控制相關聯(lián)的問題。
[0026]因此，在一個實施例中，本發(fā)明針對用于在壓力下處理一種結垢流體的自清潔裝置，該自清潔裝置包括:
一條通路，該通路具有至少兩級；
位于所述至少兩級中的每一者中的一個可伸縮閥；以及 一個任選的截止閥，該截止閥位于所述通路中；
其中當所述可伸縮閥部分地關閉從而允許所述級之間的一個壓降時，所述可伸縮閥在所述通路中形成一條曲折的路徑；并且
其中所述可伸縮閥中的至少一個在其他所述可伸縮閥部分地關閉時能夠處在一個打開位置。
僅當為材料流形成曲折路徑的主可伸縮閥打開從而進行清潔時才使用的可伸縮閥可替代地被稱為“冗余”可伸縮閥。在此考慮了特定的可伸縮閥可以僅僅專門在其他可伸縮閥打開從而進行清潔時使用。然而，在此還考慮了所有可伸縮閥可以在不同時間被認為是冗余閥。本發(fā)明的裝置可以有利地用于在生物質的分化和/或纖維素水解之后處理/輸送固液漿料。
[0027]圖1A示意性地示出該自清潔裝置的一個實施例，該自清潔裝置在通路2的六級(分別為4a、4b、4c、4d、4e和4f)中使用六個可伸縮刀閘閥la、lb、lc、Id、Ie和If。在該圖中，四個可伸縮刀閘閥la、lb、Ic和Id處在部分打開位置，從而為材料流建立曲折路徑，而兩個可伸縮刀閘閥Ie和If處在完全打開位置。在圖1B中，刀閘閥Ic和Id完全打開從而清潔它們，同時刀閘閥Ie和If部分關閉從而接管前兩個刀閘閥的工作。實際上，四個可伸縮刀閘閥la、lb、le和If現(xiàn)在處在部分打開位置，從而為材料流建立曲折路徑，而其余兩個可伸縮刀閘閥Ic和Id處在完全打開位置。可以存在用于完全截止的一個單獨的截止閥，此處示為錐閥3。
[0028]圖2為在本發(fā)明的一個實施例中使用十個可伸縮閥的示意圖。級I至級8 (5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g和5h，其中級I對應于5a而級8對應于5h)建立了初始壓力減低，而級A和級B (分別為6a和6b)允許對具有十個可伸縮閥的總共十級進行管線內(in-line)清潔。材料流開始于級I并且在級B之后結束。級A和級B為冗余閥，當其余閥部分關閉時，它們允許打開并清潔系統(tǒng)中任何兩個閥(包括級A和級B)。
[0029]在另一個實施例中，本發(fā)明針對用于在木質纖維素生物質的處理中減少結垢的方法，該方法包括:
在一個裝置中在壓力下提供一種結垢流體，該裝置包括:
一條通路，該通路具有至少兩級；
位于所述至少兩級中的每一者中的一個可伸縮閥；以及 一個任選的截止閥，該截止閥位于所述通路中；
其中當所述可伸縮閥部分地關閉從而允許所述級之間的一個壓降時，所述可伸縮閥在所述通路中形成一條曲折的路徑；
使所述可伸縮閥中的至少一個在其他所述可伸縮閥部分地關閉時縮回至打開位置，從而形成一個打開的可伸縮閥，以便清潔所述打開的可伸縮閥并且控制所述裝置中的壓力。
[0030]在再另一個實施例 中，本發(fā)明針對用于在木質纖維素生物質的處理中控制背壓的方法，該方法包括:
在一個裝置中在壓力下提供一種結垢流體，該裝置包括:
一條通路，該通路具有至少兩級；
位于所述至少兩級中的每一者中的一個可伸縮閥；以及 一個任選的截止閥，該截止閥位于所述通路中；
其中當所述可伸縮閥部分地關閉從而允許所述級之間的一個壓降時，所述可伸縮閥在所述通路中形成一條曲折的路徑；并且
使所述可伸縮閥中的至少一個在其他所述可伸縮閥部分地關閉時縮回至打開位置，從而形成一個打開的可伸縮閥，以便清潔所述打開的可伸縮閥并且控制所述裝置中的壓力。
[0031]在又一個實施例中，本發(fā)明針對用于處理粘性流體的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
至少一個在此描述的自清潔裝置；以及
曲折路徑管線；
其中所述管線在所述至少一個自清潔裝置的上游。
[0032]在特定實施例中，該可伸縮閥選自由刀閘閥、針閥、錐閥、球閥、瓣閥、和它們的組合組成的群組。
[0033]可伸縮閥的數(shù)量取決于所處理的材料的粘度、速度、壓力、通路直徑、材料的結垢特性，等等。在特定實施例中，存在三個可伸縮閥至約十個可伸縮閥。在特定優(yōu)選實施例中，存在六個可伸縮閥。在特定優(yōu)選實施例中，存在八個可伸縮閥。本領域普通技術人員將理解，可伸縮閥的數(shù)量將取決于可供使用的具體設備。
[0034]在特定實施例中，所述可伸縮閥中的至少一個在其他所述可伸縮閥部分地關閉時能夠處在一個打開位置。
[0035]在此考慮了可伸縮閥(至少有兩個，但也可能有許多個額外的可伸縮閥)會同時并連續(xù)地打開和關閉(從而設備將不需要使任何一個閥離線來清潔單個閥，清潔過程將持續(xù)進行且維持了適當?shù)膲毫Α?br> [0036]可伸縮閥的陣列可以處于大量的不同安排中(例如，相鄰的可伸縮閥被定向成相互成約0°至約180°，并且可以沿陣列而不同)。在特定實施例中，可伸縮閥的陣列形成曲折路徑以供材料流通過通路。優(yōu)選地，相鄰的可伸縮閥被定向成相互成約180°，從而使每個閥的壓力損失最大化，并使總的閥的數(shù)量最小化。
[0037]在特定實施例中，處理的步驟包括在壓力下輸送所述結垢流體。
[0038]在特定實施例中，所述結垢流體的粘度為至少約10，OOOcP。在特定實施例中，所述結垢流體的粘度為至少約15，OOOcP。
[0039]在特定實施例中，所述結垢流體是分級的木質纖維素漿料，該分級的木質纖維素漿料包括:
一個固體級分，該固體級分包括:
木質素；以及 纖維素；以及
一個液體級分，該液體級分包括:` 可溶的C5糖類；以及 水。
[0040]在特定實施例中，所述結垢流體是漿料，該漿料包括:
一個固體級分，該固體級分包括:
木質素；以及
一個液體級分，該液體級分包括:
可溶的C6糖類；以及 水。
[0041]在特定實施例中，通路為大體上圓柱形的。然而，其他形狀和橫截面也是可能的。
[0042]在特定實施例中，存在至少一個截止閥，該截止閥可以用于完全截止通路中的流。該截止閥可以處在通路中的任何位置，包括在可伸縮閥的陣列內、在可伸縮閥的陣列之前，或在可伸縮閥的陣列之后、通路的遠端處(流方向上最近的出口)。優(yōu)選地，它位于通路的遠端處。合適的截止閥包括(但不限于)錐閥、球閥、刀閘閥、針閥或瓣閥，其中所述閥可以在完全關閉位置用于停止通路內的流。
[0043]本發(fā)明的裝置中的壓降將取決于所處理的具體材料。在特定實施例中，在所述裝置中的壓降為約50巴至約250巴。
[0044]優(yōu)選地，本發(fā)明的方法連續(xù)地運行，盡管它們可以作為分批或半分批處理來運行。
[0045]在特定實施例中，分級的木質纖維素生物質漿料是通過使所述木質纖維素生物質與一種第一反應流體接觸來制備，該第一反應流體包括熱壓縮水以及，任選地，二氧化碳；其中當所述木質纖維素生物質包括軟木時，所述第一反應流體進一步包括酸；并且其中所述第一反應流體處于至少約100°c的溫度下，處于足以將所述第一反應流體維持在液態(tài)的壓力下。該酸可以是無機酸或有機酸，或就地形成的酸。無機酸包括(但不限于):硫酸、磺酸、磷酸、磷酸、硝酸、亞硝酸、鹽酸、氫氟酸、氫溴酸、氫碘酸。有機酸包括(但不限于):脂肪族羧酸(例如乙酸和甲酸)、芳香羧酸(例如苯甲酸和水楊酸)、二羧酸(例如草酸、鄰苯二甲酸、癸二酸和己二酸)、脂肪酸(例如油酸、棕櫚酸和硬脂酸)、芳香脂肪酸(例如苯基硬脂酸)以及氨基酸。在特定實施例中，該酸優(yōu)選地為硫酸、鹽酸、磷酸、硝酸、或它們的組合。就地形成酸的氣體化合物包括(但不限于)so2。
[0046] 盡管已經(jīng)披露了本發(fā)明的優(yōu)選形式，但本領域普通技術人員將明白，可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出不同的改變和修改，這些改變和修改將實現(xiàn)本發(fā)明的某些優(yōu)點。因此，本發(fā)明的范圍將完全由所附權利要求書所確定。
[0047]當在此針對諸如分子量的物理性質，或諸如化學式的化學性質而使用范圍時，打算包括其中的范圍具體實施例的所有的組合以及子組合。
[0048]在本文檔中引用或描述的各個專利、專利申請以及公開特此通過引用將它們的全文結合在此。
[0049]本領域普通技術人員將理解，可以對本發(fā)明的優(yōu)選實施例做出多種改變和修改，并且可以在不偏離本發(fā)明的精神的情況下做出這樣的改變和修改。因此，所附權利要求書打算涵蓋屬于本發(fā)明的真實精神和范圍內的所有這樣的等效變化。
【權利要求】
1.一種用于在壓力下處理一種結垢流體的自清潔裝置，其包括: 一條通路，該通路具有至少兩級； 位于所述至少兩級中的每一者中的一個可伸縮閥；以及 一個任選的截止閥，該截止閥位于所述通路中； 其中當所述可伸縮閥部分地關閉從而允許所述級之間的一個壓降時，所述可伸縮閥在所述通路中形成一條曲折的路徑；并且 其中所述可伸縮閥中的至少一個在其他所述可伸縮閥部分地關閉時能夠處在一個打開位置。
2.如權利要求1所述的自清潔裝置， 其中所述可伸縮閥是刀閘閥、針閥、錐閥、球閥、瓣閥、或它們的組合。
3.如權利要求1所述的自清潔裝置， 其中所述截止閥是錐閥、球閥、刀閘閥、針閥或瓣閥。
4.如權利要求1所述的自清潔裝置， 其中存在三個可伸縮閥至約十個可伸縮閥。
5.如權利要求4所述的自清潔裝置， 其中所述可伸縮閥中的至少一個在其他所述可伸縮閥部分地關閉時能夠處在一個打開位置。
6.如權利要求1所述的自清潔裝置， 其中相鄰的可伸縮閥被定向成相互成約180°。
7.如權利要求1所述的自清潔裝置， 其中所述處理為在壓力下輸送所述結垢流體。
8.如權利要求1所述的自清潔裝置， 其中所述結垢流體的粘度為至少約10，OOOcP0
9.如權利要求1所述的自清潔裝置， 其中所述結垢流體的粘度為至少約15，OOOcP0
10.如權利要求1所述的自清潔裝置， 其中所述結垢流體是分級的木質纖維素漿料，該分級的木質纖維素漿料包括: 一個固體級分，該固體級分包括: 木質素；以及 纖維素；以及 一個液體級分，該液體級分包括: 可溶的C5糖類；以及 水。
11.如權利要求1所述的自清潔裝置， 其中所述結垢流體是一種漿料，該漿料包括: 一個固體級分，該固體級分包括: 木質素；以及 一個液體級分，該液體級分包括: 可溶的C6糖類；以及水。
12.如權利要求1所述的自清潔裝置， 其中所述通路為大體上圓柱形的。
13.如權利要求1所述的自清潔裝置， 其中在所述裝置中的所述壓降為約50巴至約250巴。
14.一種用于在木質纖維素生物質的處理中減少結垢的方法，該方法包括: 在一個裝置中在壓力下提供一種結垢流體，該裝置包括: 一條通路，該通路具有至少兩級； 位于所述至少兩級中的每一者中的一個可伸縮閥；以及 一個任選的截止閥，該截止閥位于所述通路中； 其中當所述可伸縮閥部分地關閉從而允許所述級之間的一個壓降時，所述可伸縮閥在所述通路中形成一條曲折的路徑；并且 使所述可伸縮閥中的至少一個在其他所述可伸縮閥部分地關閉時縮回至打開位置，從而形成一個打開的可伸縮閥，以便清潔所述打開的可伸縮閥并且控制所述裝置中的壓力。
15.如權利要求14所述的方法， 其中所述方法是連續(xù)的。
16.如權利要求14所述的方法， 其中所述可伸縮閥是刀閘閥、針閥、錐閥、球閥、瓣閥、或它們的組合。
17.如權利要求14所述的方法， 其中所述截止閥是錐閥、球閥、刀閘閥、針閥或瓣閥。
18.如權利要求14所述的方法， 其中存在三個可伸縮閥至約十個可伸縮閥。
19.如權利要求18所述的方法， 其中所述可伸縮閥中的至少一個在其他所述可伸縮閥部分地關閉時能夠處在一個打開位置。
20.如權利要求14所述的方法， 其中相鄰的可伸縮閥被定向成相互成約180°。
21.如權利要求14所述的方法， 其中所述結垢流體的粘度為至少約10，OOOcP0
22.如權利要求14所述的方法， 其中所述結垢流體的粘度為至少約15，OOOcP0
23.如權利要求14所述的方法， 其中所述結垢流體是分級的木質纖維素漿料，該分級的木質纖維素漿料包括: 一個固體級分，該固體級分包括: 木質素；以及 纖維素；以及 一個液體級分，該液體級分包括: 可溶的C5糖類；以及 水。
24.如權利要求23所述的方法， 其中所述分級的木質纖維素生物質漿料是通過使所述木質纖維素生物質與一種第一反應流體接觸來制備，該第一反應流體包括熱壓縮的水以及，任選地，二氧化碳； 其中當所述木質纖維素生物質包括軟木時，所述第一反應流體進一步包括酸；并且其中所述第一反應流體處于至少約100°C的溫度下，處于足以將所述第一反應流體維持在液態(tài)的壓力下。
25.如權利要求14所述的方法， 其中所述結垢流體是一 種漿料，該漿料包括: 一個固體級分，該固體級分包括: 木質素；以及 一個液體級分，該液體級分包括: 可溶的C6糖類；以及 水。
26.如權利要求14所述的方法， 其中所述通路為大體上圓柱形的。
27.如權利要求14所述的方法， 其中在所述裝置中的所述壓降為約50巴至約250巴。
28.一種用于在木質纖維素生物質的處理中控制背壓的方法，該方法包括: 在一個裝置中在壓力下提供一種結垢流體，該裝置包括: 一條通路，該通路具有至少兩級； 位于所述至少兩級中的每一者中的一個可伸縮閥；以及 一個任選的截止閥，該截止閥位于所述通路中； 其中當所述可伸縮閥部分地關閉從而允許所述級之間的一個壓降時，所述可伸縮閥在所述通路中形成一條曲折的路徑；并且 使所述可伸縮閥中的至少一個在其他所述可伸縮閥部分地關閉時縮回至打開位置，從而形成一個打開的可伸縮閥，以便清潔所述打開的可伸縮閥并且控制所述裝置中的壓力。
29.如權利要求28所述的方法， 其中所述方法是連續(xù)的。
30.如權利要求28所述的方法， 其中所述可伸縮閥是刀閘閥、針閥、錐閥、球閥、瓣閥、或它們的組合。
31.如權利要求28所述的方法， 其中存在三個可伸縮閥至約十個可伸縮閥。
32.如權利要求31所述的方法， 其中所述可伸縮閥中的至少一個在其他所述可伸縮閥部分地關閉時能夠處在一個打開位置。
33.如權利要求28所述的方法， 其中相鄰的可伸縮閥被定向成相互成約180°。
34.如權利要求28所述的方法， 其中所述結垢流體的粘度為至少約10，OOOcP0
35.如權利要求28所述的方法， 其中所述結垢流體的粘度為至少約15，OOOcP0
36.如權利要求28所述的方法， 其中所述結垢流體是分級的木質纖維素漿料，所述分級的木質纖維素漿料包括: 一個固體級分，該固體級分包括: 木質素；以及 纖維素；以及 一個液體級分，該液體級分包括: 可溶的C5糖類；以及 水。
37. 如權利要求28所述的方法， 其中所述分級的木質纖維素生物質漿料是通過使所述木質纖維素生物質與一種第一反應流體接觸來制備，該第一反應流體包括熱壓縮的水以及，任選地，二氧化碳； 其中當所述木質纖維素生物質包括軟木時，所述第一反應流體進一步包括酸；并且其中所述第一反應流體處于至少約100°c的溫度下，處于足以將所述第一反應流體維持在液態(tài)的壓力下。
38.如權利要求28所述的方法， 其中所述結垢流體是一種漿料，該漿料包括: 一個固體級分，該固體級分包括: 木質素；以及 一個液體級分，該液體級分包括: 可溶的C6糖類；以及 水。
39.如權利要求28所述的方法， 其中所述通路為大體上圓柱形的。
40.如權利要求28所述的方法， 其中在所述裝置中的所述壓降為約50巴至約250巴。
41.一種用于處理粘性流體的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 至少一個如權利要求1所述的自清潔裝置；以及 曲折路徑管線； 其中所述管線在所述至少一個自清潔裝置的上游。
42.如權利要求41所述的方法， 其中所述粘性流體包括木質纖維素生物質或它的組成部分。
【文檔編號】C02F11/00GK103492324SQ201280019881
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年5月4日 優(yōu)先權日:2011年5月4日
【發(fā)明者】米歇爾·A·西馬德, 斯科特·W·薩默爾 申請人:瑞恩麥特克斯股份有限公司