Experimental study of an extruder-feeder for biomass direct liquefaction

Authors


Abstract

A new type of feeding system by an extruder-feeder was utilized to pump high concentrations of slurries into an advanced biomass liquefaction reactor operating at pressures of up to 25 MPa and temperatures of up to 400°C. The operability of such an extruder-feeder and the design criteria for this type of unit operation are described, and operational data are reported. Three types of extruder-feeders were used, and many different types of feedstocks were tested. The extruder-feeder proved to be effective in the biomass direct liquefaction process and could prove applicable in many other processes where high concentrations of solids are to be pumped, thus reducing drastically the size of the plant and the need for recycle of large amounts of liquid carriers for the solids.

Typical experimental data and results of the flow rates and pressure generation for the various extruder-feeders and their operational conditions for several feedstocks are reported. The theoretical models developed for plasticating extruders were found to be acceptable also for the extruder-feeder of biomass feedstock, applying appropriate drag and pressure flow coefficients.

Abstract

On a utilisé un nouveau système d'alimentation-extrusion pour pomper des concentrations élevées de boues dans un réacteur de liquéfaction de biomass perfectionné et fonctionnant à des pressions allant jusqu'à 25 MPa et des températures jusqu'à 400°C. On décrit les capacités de fonctionnement de tels systèmes ainsi que les critères de conception s'appliquant à ce type d'opération fondamentale et on présente les données de fonctionnement. Trois systèmes d'alimentation-extrusion différents ont été utilisés et de très nombreux produits d'alimentation testés. Le système s'est avéré efficace dans le procédé de liquéfaction directe de la biomasse et pourrait ětre applicable dans beaucoup d'autres procédés nécessitant le pompage d'importantes concentrations de solides, permettant ainsi de réduire considérablement la taille de l'installation et le besoin de recyclage de quantités importantes de transporters liquides pour les solides.

On présente des données expérimentales typiques et des résultats sur les débits et la génération de pression pour les différents systèmes d'alimentation-extrusion et les conditions de fonctionnement sont décrites pour plusieurs produits d'alimentation. On a trouvé que les modèles théoriques mis au point les extrudeuses de plastification convenaient également au système d'alimentation-extrusion de biomasse, en appliquant les coefficients de traǐnée et de circulation forcée appropriés.

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