CN103045656B - 一种汽爆秸秆物料的收集及能量综合利用工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于纤维乙醇生产工艺蒸汽爆破预处理技术领域，公开了一种汽爆秸秆物料的收集及能量综合利用工艺，具体步骤如下：（1）经过粉碎的秸秆通过机械装置送入爆破容器；（2）爆破容器中通入压力为1.2—4.0MPa的高压蒸汽；（3）对爆破容器保压10—120min；（4）打开爆破容器使物料喷出，实现物料和蒸汽分离；（5）将步骤（4）所得的蒸汽进入减压舱，含有有机分子的蒸汽从减压舱顶部排出，进入冷凝器；（6）步骤（5）所得蒸汽通过冷凝器后成液体，液体送污水处理工序，尾气进入吸收塔，进行后续尾气吸收。本发明使蒸汽爆副产物得到科学收集和利用，且对尾气热能充分利用，易推广使用。

Description

一种汽爆秸秆物料的收集及能量综合利用工艺
技术领域
本发明属于纤维乙醇生产工艺蒸汽爆破预处理技术领域，特别涉及一种汽爆秸秆物料的收集及能量综合利用工艺。
背景技术
在纤维乙醇生产工艺中，秸秆纤维质原料需要进行预处理，才能进一步处理转化为乙醇。蒸汽爆破预处理具有处理工艺简单和能耗低的优点而被采用。蒸汽爆破过程中，因高温产生甲酸、乙酸、糠醛等多种有机物质，部分物质存在于爆破后的余汽中。如果将爆破后残余的蒸汽直接排放，则会产生环境污染和能源浪费的问题。如何解决秸秆原料预处理过程中存在的环境污染问题和如何降低能源消耗，是纤维乙醇生产过程中秸秆预处理工艺的关键问题之一。因此，设计一种结构简单、工艺可靠、经济性好的蒸汽爆破秸秆产物收集和能量综合利用工艺，是推动第二代生物乙醇工业化发展的迫切需要。中图分类号X382，文章编号0517—6611(2007)22—06883—02，公开了一篇《一种秸秆生产乙醇的预处理方法分析》，对现有秸秆预处理技术进行分析和对比，认为蒸汽爆破和生物方法对秸秆进行预处理较为经济和可行，是未来发展的方向，其中蒸汽爆破法较适合当前纤维素乙醇的产业化发展要求。不过并未提出一个系统的工艺方法。CN 102774588 A公开了一种以纤维乙醇副产品为主要原料生产沼气的方法，利用纤维乙醇生产副产品为主要要原料，以淀粉乙醇糟液为辅料发酵生产沼气。综合利用了纤维乙醇和淀粉乙醇废水，降低了纤维乙醇废水处理成本，又充分利用了淀粉废液的营养，对纤维乙醇发展提供了重要的依据。
发明内容
     本发明目的在于提供一种易于操作、设备运行稳定、适用于所有农作物秸秆等生物质原料的汽爆秸秆物料的收集及能量综合利用工艺。
    本发明采用以下技术方案来实现上述目的，其具体步骤如下：
（1）经过粉碎的秸秆通过机械装置送入爆破容器；
（2）所述爆破容器中通入压力为1.2—4.0 MPa的高压蒸汽；
（3）对所述爆破容器保压10—120min；
（4）打开所述爆破容器使物料喷出，实现物料和蒸汽分离；
（5）将步骤（4）所得的蒸汽进入减压舱，含有有机分子的蒸汽从减压舱顶部排出，进入冷凝器；
（6）步骤（5）所得蒸汽通过所述冷凝器后成液体，所述液体送到污水处理工序，产生的尾气进入吸收塔；
（7）所述尾气中有害物质被吸收塔中的水充分吸收，排出符合减排要求的残余气体。
本发明所述粉碎的秸秆为粉碎至20—100 mm的作物秸秆。
本发明所述粉碎的秸秆为粉碎至40—80 mm的作物秸秆。
本发明所述爆破容器中通入压力为2.2—3.0 MPa的高压蒸汽。
本发明对所述爆破容器保压时间为40—90min。
本发明对所述爆破容器保压时间为60—70min。
本发明所述机械装置为皮带传送机或者装载机。
本发明所述蒸汽爆破容器的数量为一个或一组。
本发明所述冷凝器中的冷却剂设置为水，吸收热量后温度提升，转入工厂其他工序利用。
本发明将粉碎至20—100 mm的作物秸秆通过机械装置送入蒸汽爆破容器中，蒸汽爆破容器的数量为1个或1组，通入高压蒸汽，使蒸汽爆破容器中压力为1.2—4.0 MPa，并保压10 —120 min，喷放物料；含有有机物质甲酸、乙酸和糠醛等小分子物质的蒸汽经过减压舱进入冷却器，被冷却成液体后，送到污水处理工序，极大减少了有害物质的含量，其中有机质可被利用转化；所述冷凝器中的冷却剂，这里指水，温度被提升，可以转入工厂其他工序利用，并且所述冷凝水通过处理可以作为生产沼气原料；剩余的尾气经管道进入吸收塔，有害物质被充分吸收，排出部分符合减排要求，积累一端时间后所述吸收塔中液体进入污水处理工段净化；本发明所述粉碎的秸秆为粉碎至40—80 mm，进行汽爆处理，有害物质含量更少，易于酶解，效果更好；对所述爆破容器保压时间设定为40—90min或者60—70min，可以根据作物秸秆状况选择，普适性更好。通过以上工艺措施，不但使蒸汽爆副产物得到科学收集，而且有效利用了汽爆后物质，同时通过提升冷却剂温度对尾气热能进行充分利用。与现有的蒸汽爆破爆工艺相比，该工艺解决了汽爆尾气直接排放造成污染和能源浪费的问题，而且爆破产生的有机物质被充分利用，该工艺设计合理，操作简便，运行可靠，设备维修方便，而且具有高效、节能等优点，比较容易普遍推广使用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步地说明：
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式     
具体实施例1
     如图1所示，本发明采用以下技术方案来实现上述目的，其具体步骤如下：
（1）将经过粉碎至20—100 mm的秸秆通过皮带传送机5送入爆破容器1；
（2）所述爆破容器1中通入压力为1.2—4.0 MPa的高压蒸汽；
（3）对所述爆破容器1保压10—120min；
（4）打开所述爆破容器1使物料喷出，实现物料和蒸汽分离；
（5）将步骤（4）所得的蒸汽进入减压舱2，含有有机分子的蒸汽从减压舱2顶部排出，进入冷凝器3；
（6）步骤（5）所得蒸汽通过所述冷凝器3后成液体，所述液体送到污水处理工序，产生的尾气进入吸收塔4；
（7）所述尾气中有害物质被吸收塔4中的水充分吸收，排出符合减排要求的残余气体。
本发明所述蒸汽爆破容器1的数量为一个。
本发明所述冷凝器3中的冷却剂设置为水，温度提升，转入工厂其他工序利用。
具体实施例2
     如图1所示，本发明采用以下技术方案来实现上述目的，其具体步骤如下：
（1）经过粉碎至40—80 mm的秸秆通过装载机送入爆破容器1；
（2）所述爆破容器1中通入压力为1.2—4.0 MPa的高压蒸汽；
（3）对所述爆破容器1保压10—120min；
（4）打开所述爆破容器1使物料喷出，实现物料和蒸汽分离；
（5）将步骤（4）所得的蒸汽进入减压舱2，含有有机分子的蒸汽从减压舱2顶部排出，进入冷凝器3；
（6）步骤（5）所得蒸汽通过所述冷凝器3后成液体，所述液体送到污水处理工序，产生的尾气进入吸收塔4；
（7）所述尾气中有害物质被吸收塔4中的水充分吸收，排出符合减排要求的残余气体。
本发明所述蒸汽爆破容器1的数量为一个。
本发明所述冷凝器3中的冷却剂设置为水，温度提升，转入工厂其他工序利用。
具体实施例3
     如图1所示，本发明采用以下技术方案来实现上述目的，其具体步骤如下：
（1）经过粉碎至20—100 mm的秸秆通过装载机送入爆破容器1；
（2）所述爆破容器1中通入压力为2.2—3.0 MPa的高压蒸汽；
（3）对所述爆破容器1保压60—70min；
（4）打开所述爆破容器1使物料喷出，实现物料和蒸汽分离；
（5）将步骤（4）所得的蒸汽进入减压舱2，含有有机分子的蒸汽从减压舱2顶部排出，进入冷凝器3；
（6）步骤（5）所得蒸汽通过所述冷凝器3后成液体，所述液体送到污水处理工序，产生的尾气进入吸收塔4；
（7）所述尾气中有害物质被吸收塔4中的水充分吸收，排出符合减排要求的残余气体。
本发明所述蒸汽爆破容器1的数量为一组。
本发明所述冷凝器3中的冷却剂设置为水，温度提升，转入工厂其他工序利用。
具体实施例4
     如图1所示，本发明采用以下技术方案来实现上述目的，其具体步骤如下：
（1）经过粉碎至40—80 mm的秸秆通过皮带传送机5送入爆破容器1；
（2）所述爆破容器1中通入压力为1.2—4.0 MPa的高压蒸汽；
（3）对所述爆破容器1保压40—90min；
（4）打开所述爆破容器1使物料喷出，实现物料和蒸汽分离；
（5）将步骤（4）所得的蒸汽进入减压舱2，含有有机分子的蒸汽从减压舱2顶部排出，进入冷凝器3；
（6）步骤（5）所得蒸汽通过所述冷凝器3后成液体，所述液体送到污水处理工序，产生的尾气进入吸收塔4；
（7）所述尾气中有害物质被吸收塔4中的水充分吸收，排出符合减排要求的残余气体。
本发明所述蒸汽爆破容器1的数量为一组。
本发明所述冷凝器3中的冷却剂设置为水，温度提升，转入工厂其他工序利用。
具体实施例5
     如图1所示，本发明采用以下技术方案来实现上述目的，其具体步骤如下：
（1）经过粉碎至40—80 mm的秸秆通过皮带传送机5送入爆破容器1；
（2）所述爆破容器1中通入压力为1.2—4.0 MPa的高压蒸汽；
（3）对所述爆破容器1保压40—90min；
（4）打开所述爆破容器1使物料喷出，实现物料和蒸汽分离；
（5）将步骤（4）所得的蒸汽进入减压舱2，含有有机分子的蒸汽从减压舱2顶部排出，进入冷凝器3；
（6）步骤（5）所得蒸汽通过所述冷凝器3后成液体，所述液体送到污水处理工序，产生的尾气进入吸收塔4；
（7）所述尾气中有害物质被吸收塔4中的水充分吸收，排出符合减排要求的残余气体。
本发明所述蒸汽爆破容器1的数量为一组。
本发明所述冷凝器3中的冷却剂设置为水，温度提升，转入工厂其他工序利用。
以上各实施例中，本发明是将粉碎的作物秸秆通过机械装置送入蒸汽爆破容器中，蒸汽爆破容器的数量为1个或1组，通入高压蒸汽，使蒸汽爆破容器中压力为1.2—4.0 MPa，并保压10 —120 min，喷放物料；含有有机物质甲酸、乙酸和糠醛等小分子物质的蒸汽经过减压舱进入冷却器，被冷却成液体后，送到污水处理工序，极大减少了有害物质的含量，其中有机质可被利用转化；所述冷凝器中的冷却剂，这里设置为水，节省成本、性能较好，温度被提升，可以转入工厂其他工序利用，并且所述冷凝水通过处理可以作为生产沼气原料；剩余的尾气经管道进入吸收塔，有害物质被充分吸收，排出部分符合减排要求，积累一端时间后所述吸收塔中液体进入污水处理工段净化；本发明所述粉碎的秸秆进行汽爆处理，易于酶解，效果较好。通过以上工艺措施，不但使蒸汽爆副产物得到科学收集，而且有效利用了汽爆后物质，同时通过提升冷却剂温度对尾气热能进行充分利用。与现有的蒸汽爆破爆工艺相比，该工艺解决了汽爆尾气直接排放造成污染和能源浪费的问题，而且爆破产生的有机物质被充分利用，该工艺设计合理，操作简便，运行可靠，设备维修方便，而且具有高效、节能等优点，比较容易普遍推广使用。

Claims (4)

1. 一种汽爆秸秆物料的收集及能量综合利用工艺，其技术特征是：包括以下步骤，
（1）将作物秸秆粉碎至40—80 mm，并通过机械装置送入爆破容器；
（2）所述爆破容器中通入压力为2.2—3.0 MPa的高压蒸汽；
（3）对所述爆破容器保压60—70min；
（4）打开所述爆破容器使物料喷出，实现物料和蒸汽分离；
（5）将步骤（4）所得的蒸汽进入减压舱，含有有机分子的蒸汽从减压舱顶部排出，进入冷凝器；
（6）步骤（5）所得蒸汽通过所述冷凝器后成液体，所述液体送到污水处理工序，产生的尾气进入吸收塔；
（7）所述尾气中有害物质被吸收塔中的水充分吸收，排出符合减排要求的残余气体。
2. 如权利要求1所述汽爆秸秆物料的收集及能量综合利用工艺，其特征在于：所述机械装置为皮带传送机或者装载机。
3. 如权利要求1所述汽爆秸秆物料的收集及能量综合利用工艺，其特征在于：所述蒸汽爆破容器的数量为一个或一组。
4. 如权利要求1所述汽爆秸秆物料的收集及能量综合利用工艺，其特征在于：所述冷凝器中的冷却剂设置为水，吸收热量后温度提升，转入工厂其他工序利用。
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