CN101961621B - 秸秆优化水热处理的进料方法 - Google Patents
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Abstract
一种生物能源技术领域的秸秆优化水热处理的进料方法，通过将秸秆碎料与淀粉混合浆料混合后输送至反应釜，实现秸秆优化水热处理的进料。本发明能简便使秸秆连续进料，方法简单合理，运行费用少，劳动强度低。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种生物能源技术领域的方法，具体是一种秸秆优化水热处理的进料方法。
背景技术
农作物秸秆是当今世界上仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源。直接焚烧秸秆，不仅释放大量气体严重污染环境、杀灭土壤微生物，而且造成能源资源的重大浪费。由于近些年能源的短缺，用秸秆等废弃物制造能源引起了广泛的关注，不仅降低了成本、增加了产能的新途径等，而且减轻了处理秸秆所造成的环境问题。作为农业大国，中国的秸秆年产量在7亿t左右。以廉价的农业废弃物秸秆作为原料转变成能源是一项非常有价值的研究。
秸秆水解成还原糖进而发酵制备燃料乙醇是目前的技术开发热点，高温高压水解是秸秆制备燃料乙醇的一种常用糖化预处理技术。秸秆的高温高压糖化预处理的自动化进料难度大，但对于工程的自动化运行程度影响很大。
目前国内主要利用秸秆自动进料粉碎机，物料进入粉碎室，在高速旋转的锤片打击和筛板摩擦作用下，物料逐渐被粉碎，并在离心力和气流作用下，穿过底部出料口排出，秸秆通过粉碎机粉碎后，秸秆残渣经人工、传送带、风力等运输到下一个设备。但是这些设备和方法依靠重力作用向下出料，不能实现向高温高压反应釜中进料。
秸秆的密度小、体积大、且不具有流动性，无法采用机械泵向高温高压反应釜中连续进料。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN201167492，公开了一种秸秆自动进料粉碎机，由自动破碎仓、雷风式破碎装置、粉碎室、风机、卸粉器组成，解决了长秸秆粉碎费时费力和由于风机损坏引起粉碎室剧烈震动易损坏主轴的弊端。
但是该现有技术，秸秆的粉碎在仪器设备中的残留会对其正常运行产生一定的影响，并且仅仅对于粉碎机进行了功能上的改进，使其自动化性能提高，没有从秸秆粉碎后的原料进行考虑解决问题。在秸秆原料的处理上只有粉碎后通过传动带等装置进行运输，还没有文献公开报道对秸秆原料进行特殊预处理后以提高自动化性能。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种秸秆优化水热处理的进料方法，从秸秆原料入手，对其进行特殊的处理后，能简便使秸秆连续进料，方法简单合理，运行费用少，劳动强度低。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明通过将秸秆碎料与淀粉或淀粉混合浆料混合后输送至反应釜，实现秸秆优化水热处理的进料。
所述的秸秆碎料是指：用粉碎机将秸秆粉碎得到的秸秆碎料，该碎料的细度为10～60目；
所述的淀粉混合浆料是指：将植物淀粉与水混合并加热制备得到的流体，其中：植物淀粉占淀粉混合浆料的质量分数为8％～12％。
所述的加热是指：在75～85℃下加热5～20min。
所述的秸秆碎料与淀粉混合浆料中植物淀粉的质量比为1∶0.6～1.25。
所述的输送至反应釜是指：采用高压螺杆泵直接注入到反应温度低于350℃且压力低于12Mpa反应釜中。
所述的植物淀粉是指：采用玉米淀粉、红薯淀粉、木瓜淀粉或小麦面粉。
本发明的优点在于：利用植物淀粉与水混合后经加热，氢键断裂，进行重新整合，生成具有粘性物质。再将秸秆碎料加入后，使得秸秆混合物具有流动性和粘性，方便于自动化进料，适用于工程化推广。
本发明的这种秸秆高温高压水热处理的进料方法可连续混合进料。方法简单合理，设备成本低，运行费用少，工人劳动强度大为降低。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
(1)将秸秆通过LK-400B高速粉碎机粉碎为细料，目数为10目。
(2)将小麦面粉与水混合，小麦面粉溶液的质量分数为8％，在不断搅拌的情况下，经水浴加热装置在75℃下加热20min，使溶液成为具有粘性的液体。按秸秆细料与面粉1∶0.8的比例，将此秸秆与上述液体混合，经搅拌，混合物具有流动性并带有一定粘性，测得粘度为38000cP。
(3)将上述混合物通过高压螺杆泵直接输送到320℃、压力11Mpa高温水解反应釜中。
实施例2
(1)将秸秆通过LK-400B高速粉碎机粉碎为细料，目数为20目。
(2)将小麦面粉与水混合，小麦面粉溶液的质量分数为12％，在不断搅拌的情况下，经水浴加热装置在80℃下加热5min，使溶液成为具有粘性的液体。按秸秆细料与面粉1∶1.14的比例，将此秸秆与上述液体混合，经搅拌，混合物具有流动性并带有一定粘性，测得粘度为146000cP。
(3)将上述混合物通过高压螺杆泵直接输送到350℃、压力12Mpa高温水解反应釜中。
实施例3
(1)将秸秆通过LK-400B高速粉碎机粉碎为细料，目数为60目。
(2)将玉米淀粉与水混合，玉米溶液的质量分数为12％，在不断搅拌的情况下，经水浴加热装置在75℃下加热8min，使溶液成为具有粘性的液体。按秸秆细料与玉米淀粉1∶0.7的比例，将此秸秆与上述液体混合，经搅拌，混合物具有流动性并带有一定粘性，测得粘度为9800cP。
(3)将上述混合物通过高压螺杆泵直接输送到250℃、压力9Mpa高温水解反应釜中。
实施例4
(1)将秸秆通过LK-400B高速粉碎机粉碎为细料，目数为10目。
(2)将红薯淀粉与水混合，红薯溶液的质量分数为10％，在不断搅拌的情况下，经水浴加热装置在75℃下加热8min，使溶液成为具有粘性的液体。按秸秆细料与红薯淀粉1∶0.85的比例，将此秸秆与上述液体混合，经搅拌，混合物具有流动性并带有一定粘性，测得粘度为27000cP。
(3)将上述混合物通过高压螺杆泵直接输送到350℃、压力12Mpa高温水解反应釜中。
Claims (7)
1.一种秸秆优化水热处理的进料方法，其特征在于，通过将秸秆碎料与淀粉混合浆料混合后输送至反应釜，实现秸秆优化水热处理的进料；所述的输送至反应釜是指：采用高压螺杆泵直接注入到反应温度低于350℃且压力低于12MPa反应釜中。
2.根据权利要求1所述的秸秆优化水热处理的进料方法，其特征是，所述的秸秆碎料是指：用粉碎机将秸秆粉碎得到的秸秆碎料。
3.根据权利要求1或2所述的秸秆优化水热处理的进料方法，其特征是，所述的秸秆碎料的细度为10-60目。
4.根据权利要求1所述的秸秆优化水热处理的进料方法，其特征是，所述的淀粉混合浆料是指：将植物淀粉与水混合并加热制备得到的流体，其中：植物淀粉占淀粉混合浆料的质量分数为8％～12％。
5.根据权利要求4所述的秸秆优化水热处理的进料方法，其特征是，所述的加热是指：在75～85℃下加热5～20min。
6.根据权利要求4所述的秸秆优化水热处理的进料方法，其特征是，所述的秸秆碎料与淀粉混合浆料中植物淀粉的质量比为1∶0.6～1.25。
7.根据权利要求4或6所述的秸秆优化水热处理的进料方法，其特征是，所述的植物淀粉是指：采用玉米淀粉、红薯淀粉或木瓜淀粉。
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