CN109277400A - 植物纤维转化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植物纤维转化装置，包括粉碎机构、设置在粉碎机构出料口处的碱液浸泡池、设置在碱液浸泡池出料口处用于去色和去味的沉降槽、设置在沉降槽出料口处的用于降解的酶解槽、设置在酶解槽出料口处的用于蒸馏处理的蒸馏槽、设置在蒸馏槽出料口处的收集器、设置在蒸馏槽和收集器之间用于分离乙醇的有机物分离装置。采用本装置可以将植物纤维转化为乙醇，其与同类型设备相比，节省资源、回收率高、生产成本低、利润可观。

Description

植物纤维转化装置

技术领域

本发明涉及废弃物回收利用领域，具体涉及一种能按照流程自动分解草木纸屑等垃圾通过酶解等化学反应生成乙醇的装置。

背景技术

在日常生活中产生大量的纸张和草木垃圾，木质材料主要来源于生活中的多种废弃物质，例如：废纸、植物秸秆、腐朽的木材、破旧的家具、枯萎的茎干及树枝等。诸如此类废弃物再回收利用率均较低，若是没有专业的回收机构，它们便是被随处堆积的、无法“消化”的污染物，严重影响着农村以及城市居民的生活环境，不符合国家提出的建设新型环保城市和新农村的规划理念。目前，此类废弃物的处理方法主要是焚烧法、掩埋法、腐蚀法等，这些方法的处理方式过于简单粗暴，不仅污染水资源、破坏生态环境，而且不能对废弃物进行有效的回收利用。因此，我国的木质废弃物还并未得到妥善处理和利用。即使是有对其进行分解回收产生乙醇或乙烯的方法，但由于其回收分解的过程复杂繁琐，尤其是其中的化学反应过程复杂，酶的工作活性对环境温度湿度等要求较高，导致此类方法对大量的纸张及草木垃圾回收得不到普及。同时传统的分解过程产生大量附属垃圾，容易对环境产生二次污染。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种植物纤维转化装置，可转化为乙醇，其与同类型设备相比，节省资源、回收率高、生产成本低、利润可观。

本发明一种植物纤维转化装置，包括粉碎机构、设置在粉碎机构出料口处的碱液浸泡池、设置在碱液浸泡池出料口处用于去色和去味的沉降槽、设置在沉降槽出料口处的用于降解的酶解槽、设置在酶解槽出料口处的用于蒸馏处理的蒸馏槽、设置在蒸馏槽出料口处的收集器、设置在蒸馏槽和收集器之间用于分离乙醇的有机物分离装置。

进一步，所述碱液浸泡池内设有用于过滤杂质的过滤装置。

进一步，所述过滤装置包括固定设置在碱液浸泡池内的浮板。

进一步，所述浮板包括至少两块感应过滤板以及设置在相邻两块感应过滤板之间的阻塞板，所述感应过滤板上设有若干过滤通道以及用于开闭过滤通道通道的开关，所述过滤装置还包括设置在粉碎机构出料口处用于控制所述开关的信号器。

进一步，所述碱液浸泡池的上方还设有碱液喷嘴。

进一步，所述沉降槽包括沉降槽槽体和设置在沉降槽槽体入料口处的阻流阀、设置在沉降槽槽体出料口处的闸板阀以及设置在沉降槽槽体内的电解装置和吸附装置。

进一步，所述酶解槽包括酶解槽槽体和设置在酶解槽槽体内的酶解装置，所述酶解槽槽体内还设有控温装置。

进一步，所述蒸馏槽包括流体罐、流体管道、处理罐、乙醇储罐、分流阀、萃取塔、苯罐、甲醇储罐、氧化罐、分离器、甲醛储罐，所述流体罐通过流体管道连通至处理罐，所述处理罐的出料口通过分流阀分流分别连通至乙醇储罐和萃取塔，所述萃取塔的出料口分别与苯罐、甲醇储罐和氧化罐连通，所述氧化罐的出料口连接至分离器，所述分离器的出料口分别连接至甲醛储罐和氧化罐。

进一步，所述萃取塔与处理罐和氧化罐的连接管道上，均设有保温管。

进一步，所述收集器包括储罐、设置在储罐上的输送管道、设置在储罐入料口处的压力阀以及设置在储罐底部的截止阀。

本发明的有益效果：本装置是通过将大量的废弃木质物质进行回收，并通过机械设备结合化学或物理技术生产出乙醇和植物化肥的发明。解决了木质资料浪费、环境保护、经济增长等问题，真正实现在发展的道路上提高经济快速发展的同时建设环保性资源城市的思想理念。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为浮板的平面结构示意图；

图3为沉降槽的结构示意图；

图4为沉降槽的工艺流程图；

图5为酶解槽的结构示意图；

图6为酶解槽的工艺流程图；

图7为蒸馏槽的结构示意图；

图8为蒸馏槽的工艺流程图；

图9为有机物分离装置的工艺流程图；

图10和图11为收集器的结构示意图。

具体实施方式

图1

本发明一种植物纤维转化装置，包括粉碎机构3、设置在粉碎机构3出料口处的碱液浸泡池6、设置在碱液浸泡池6出料口处的沉降槽7、设置在沉降槽7出料口处的酶解槽9、设置在酶解槽9出料口处的蒸馏槽11、设置在蒸馏槽11出料口处的收集器13、设置在蒸馏槽11和收集器13之间用于分离乙醇的有机物分离装置12。其中1为壳体，2为驱动粉碎机构3转动的电动机，8为设置在沉降槽7与酶解槽9之间的蠕动泵，17为供电动机2供电的电池,16为设置在壳体1外的水循环管路，可用于整体装置的降温，与各个槽连接也可用于水利用。

第一步，当电池17给电动机2提供动力时，机械正常运行，开始将废弃的木质材料(纸屑、树枝、破旧家具、植物秸秆等)从壳体1的进料口到达粉碎机构3中进行机械化粉碎，粉碎成细微的粉末状态；第二步，粉末进入碱液浸泡池6，通过浮板5阻隔其他物质(金属、玻璃、塑料板等)进入碱液浸泡池6底部，避免造成通道阻塞，物料的浸泡时间由其量多量少决定；第三步，碱液浸泡池6内的物料通过阀门进入沉降槽7中去色、去味等常规操作，利用蠕动泵和阀门将处理好的混合溶液输送到酶解槽9中开始进行降解，酶解完成后根据产生的物质不同选取不同的处理方法,酶解过程为现有技术；第四步，由第三步操作产生的有机物通过蠕动泵运输，并经过控流装置10进入蒸馏槽11中，给予不同的沸点使有机物分离，并收集有机物，控流装置10用于控制流速，可以降低装置的磨损和破坏程度；多余的残渣通过阀门进入贮槽14中。第五步，利用筛流板12分离有机物，分离出的乙醇进入收集器13，进行资源回收利用。而酶解产生的残渣则进入贮槽14中，再利用残渣处理器15进行回收处理利用。

本实施例中，所述碱液浸泡池6内设有用于过滤杂质的过滤装置。所述过滤装置包括固定设置在碱液浸泡池6内的浮板5。浮板5可浮于混合溶液的表面，浮板5包括至少两块感应过滤板以及设置在相邻两块感应过滤板之间的阻塞板504，感应过滤板上设有过滤通道以及用于开闭过滤通道通道的开关，开关包括开关门505和齿轮506，开关门505上设有与齿轮506配合的齿条，通过电机带动齿轮506转动，从而实现开关门505沿着齿条的方向移动实现对过滤通道的开关，驱动齿轮506转动的机构可固定在壳体1上，所述过滤装置还包括设置在粉碎机构出料口处用于控制所述开关的信号器。如图2所示，浮板5包括一级感应过滤板501、二级感应过滤板502、三级感应过滤板503，一级感应过滤板502和二级感应过滤板503、一级感应过滤板501和三级感应过滤板503之间均设有阻塞板504，当喷湿后的物质接触浮板时，粉碎机构出料口处的信号器接收出料的情况，根据浸泡的情况打开一级感应过滤板501或二级感应过滤板502或三级感应过滤板503上的开关门505，使其溶液进入浸泡池的底部，为了降低装置的磨损和破坏程度，利用阻塞板504将金属、玻璃等硬质物质阻隔。

本实施例中，所述碱液浸泡池6的上方还设有碱液喷嘴4。碱液浸泡池6中的喷嘴4进行压力调节喷淋，以增大碱液与物质的接触面积，保证充分反应。

本实施例中，所述沉降槽7包括沉降槽槽体706和设置在沉降槽槽体706入料口处的阻流阀701、设置在沉降槽槽体706出料口处的闸板阀705以及设置在沉降槽槽体706内的电解装置和吸附装置。电解装置包括阳极702和阴极703，吸附装置为吸附板704，当碱液浸泡池6中的液体通过阻流阀701进入装置后，阳极702和阴极703相互作用，利用电解的方法清除溶液中色素、气味、悬浮物，使其粘贴于吸附板704上，处理后的溶液通过闸板阀705进入下一个工作流程中。沉降槽槽体706的主要作用是储存溶液和保护内部装置不受外力破坏。图4为沉降槽的工艺流程图，该工艺流程图主要是讲解在电解和COF的工艺流程中加入一定化学药剂，处理杂质并获得所需液体。

本实施例中，如图5所示，所述酶解槽9包括酶解槽槽体和设置在酶解槽槽体内的酶解装置903，所述酶解槽槽体内还设有控温装置。控温装置包括测温线902，用于检测酶解槽槽体内的温度，具体加温和降温原理属于现有技术，本领域技术人员应当可以理解，用控温装置控温，保障酶一直处于高活性、高催化的转态，其中901为固定酶解槽槽体的固定栓。图6为酶解的工艺流程图。

本实施例中，蒸馏槽11包括流体罐1101、流体管道1102、处理罐1104、乙醇储罐1105、分流阀1106、萃取塔1108、苯罐1109、甲醇储罐1110、氧化罐1111、分离器1113、甲醛储罐1114，所述流体罐1101通过流体管道1102连通至处理罐1104，所述处理罐1104的出料口通过分流阀1106分流分别连通至乙醇储罐1105和萃取塔1108，所述萃取塔1108的出料口分别与苯罐1109、甲醇储罐1110和氧化罐1111连通，所述氧化罐1111的出料口连接至分离器1113，所述分离器1113的出料口分别连接至甲醛储罐1114和氧化罐1111。其中，1103为截止阀，1112为电动泵。通过控流装置10的流体进入流体罐1101，经过流体管道1102和截止阀1103进入处理罐1104中，进行蒸馏处理，随之产生两部分物质，一部分继续在处理罐1104中经过一系列的化学或者物理手段处理，并获得最终物质为乙醇进入乙醇储罐1105，另外一部分物质则通过分流阀1106经过管道进入萃取塔1108，苯罐1109给萃取过程提供苯，分离出甲醇，将甲醇收集到甲醇储罐1110中，剩下的部分经过管道进入氧化罐1111中，进行氧化，再利用电动泵1112输送到分离器1113中分离出甲醛，将甲醛储存于下面的甲醛储罐1114中，剩下资源再输送回氧化罐，进行资源的回收与处理使用，萃取塔1108与处理罐1104和氧化罐1111的连接管道上，均设有保温管1107。

本实施例中，有机物分离装置12的处理过程，流体通过蠕动泵进入有机物分离装置12，随后加水，最后再加入石灰提出纯乙醇。具体的流程为图7所示，首先给混合流体中加入亚硫酸钠产生白色晶体，过滤后，固体进行重结晶回收甲醛，滤液则加入水,分离甲醇和乙醇，再加入生石灰对乙醇进行提纯，最终获得高纯度乙醇。

如图8所示，本实施例中，所述收集器13包括储罐1302、设置在储罐1302上的输送管道1305、设置在储罐1302入料口处的压力阀1301以及设置在储罐1302底部的截止阀1304。通过有机物分离装置12的流体通过压力阀1301进入到储罐1302中，感温1303装置通过对外界温度的测试对乙醇进行保护。若需要将流体输送到外界，可以通过截止阀1304和输送管道1306实现，阀门外壳1306的主要作用为保护阀门不受外力破坏和冲击。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.植物纤维转化装置，其特征在于：包括上端开口的壳体和设置在壳体开口处的粉碎机构，还包括设置在粉碎机构出料口处的碱液浸泡池、设置在碱液浸泡池出料口处用于去色和去味的沉降槽、设置在沉降槽出料口处的用于降解的酶解槽、设置在酶解槽出料口处的用于蒸馏处理的蒸馏槽、设置在蒸馏槽出料口处的收集器、设置在蒸馏槽和收集器之间用于分离乙醇的有机物分离装置。

2.根据权利要求1所述的植物纤维转化装置，其特征在于：所述碱液浸泡池内设有用于过滤杂质的浮板。

3.根据权利要求2所述的植物纤维转化装置，其特征在于：所述浮板包括至少两块感应过滤板以及设置在相邻两块感应过滤板之间的阻塞板，所述感应过滤板上设有若干过滤通道以及用于开闭过滤通道通道的开关，所述过滤装置还包括设置在粉碎机构出料口处用于控制所述开关的信号器。

4.根据权利要求3所述的植物纤维转化装置，其特征在于：所述碱液浸泡池的内部还设有碱液喷嘴。

5.根据权利要求4所述的植物纤维转化装置，其特征在于：所述沉降槽包括沉降槽槽体和设置在沉降槽槽体入料口处的阻流阀、设置在沉降槽槽体出料口处的闸板阀以及设置在沉降槽下方的电解装置和吸附装置。

6.根据权利要求5所述的植物纤维转化装置，其特征在于：所述酶解槽包括酶解槽槽体和设置在酶解槽槽体内的酶解装置，所述酶解槽槽体内还设有控温装置。

7.根据权利要求6所述的植物纤维转化装置，其特征在于：所述蒸馏槽包括流体罐、流体管道、处理罐、乙醇储罐、分流阀、萃取塔、苯罐、甲醇储罐、氧化罐、分离器、甲醛储罐，所述流体罐通过流体管道连通至处理罐，所述处理罐的出料口通过分流阀分流分别连通至乙醇储罐和萃取塔，所述萃取塔的出料口分别与苯罐、甲醇储罐和氧化罐连通，所述氧化罐的出料口连接至分离器，所述分离器的出料口分别连接至甲醛储罐和氧化罐。

8.根据权利要求7所述的植物纤维转化装置，其特征在于：所述萃取塔与处理罐和氧化罐的连接管道上，均设有保温管。

9.根据权利要求8所述的植物纤维转化装置，其特征在于：所述收集器包括储罐、设置在储罐上的输送管道、设置在储罐入料口处的压力阀以及设置在储罐底部的截止阀。

10.植物纤维转化方法，其特征在于：采用如权利要求9所述的植物纤维转化装置，将植物纤维原料通过粉碎机构进行粉碎，然后进入碱液浸泡池进行碱处理，碱处理过后进入沉降槽中进行去色、去味，然后输送到酶解槽中开始进行降解，对降解后的混合溶液进行蒸馏并收集有机物。