CN203291824U - 一种木质纤维素生物质原料连续蒸汽爆破装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种木质纤维素生物质原料连续蒸汽爆破装置，包括洗涤机，洗涤机通过草片泵与分离器相连，分离器的液相出口与洗涤机连接，分离器的固相出口与蒸煮器相连，蒸煮器与戊糖分离机连接，戊糖分离机的固相出口与缓存罐连接，缓存罐通过管道与喷放罐连接，喷放罐通过管道与收集器连接。整套装置包括三级螺旋推进机构和喷放装置，可以实现连续操作，设备简单，节能降耗，能实现连续生产。
Description
技术领域
本实用新型属于木质纤维素生物质原料预处理的制备技术领域，特别涉及一种木质纤维素生物质原料连续汽爆装置。
背景技术
生物质具有可再生性和低污染性，现在已经成为可再生能源的重要组成部分。木质纤维素原料中含有纤维素、半纤维素和木质素，除半纤维素聚合度低、容易降解外，纤维素和木质素结晶度高，生物降解难度极大。
蒸汽爆破是现在应用较广的一种能够使生物快速降解的预处理方法。借助高温高压蒸汽渗入半纤维素、木质素或纤维素的无定形区，使纤维束润胀，造成半纤维素的降解和木质素的部分降解，保压一段时间后瞬间释放，破坏纤维束的组织，为下一步快速生物降解奠定基础。
目前的汽爆装置多为间歇式，但也有一些连续汽爆装置出现。专利号为200520120307.X的实用新型专利申请公开了一种连续蒸煮加压喷爆制浆技术装备，其核心设备是立式连蒸器和加压喷爆器，立式连蒸器上端装有减压螺旋进料机，下端的出料螺旋和加压喷爆器前端法兰密封连接，加压喷爆器后端通过管道、阀门与汽浆分离器和汽液分离器连通，原料用低压饱和蒸汽蒸煮，高压气体加压喷爆。
中国专利200910036569.2公开了一种螺杆注射式植物纤维蒸汽爆破装置及方法，该装置包括料筒、在料筒内设有与其配合的挤压螺杆，料筒上设有进出料口，出料口处设快开阀门，挤压螺杆由驱动机构驱动，在挤压螺杆后端设有推进活塞，在料筒上设有温度控制器，可以对爆破压力、温度及停留时间分别进行控制，能够实现半连续操作，但存在能耗大的问题。
国外主要有加拿大的SunOpta公司利用高压连续汽爆装置处理生物质，利用往复式活塞的机械装置连续地将纤维质挤压形成料塞送入蒸煮器，物料为高压进料，压力可达3MPa，再利用针形阀破碎料塞至松散状态，物料在蒸煮器中停留一定时间，通过喷放阀进行喷放；在蒸煮器上设有防反喷装置；整套装置为高压系统，能耗较高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种可以实现连续化生产、适合于木质纤维素生物质原料连续蒸汽爆破装置。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种木质纤维素生物质原料连续蒸汽爆破装置，包括洗涤机，洗涤机通过草片泵与分离器相连，分离器的液相出口与洗涤机连接，分离器的固相出口与蒸煮器相连，蒸煮器与戊糖分离机连接，戊糖分离机的固相出口与缓存罐连接，缓存罐通过管道与喷放罐连接，喷放罐通过管道与收集器连接。
所述洗涤机为水力洗草机。
所述分离器为斜置带夹套的螺旋推进装置，内筒体上开有多个小孔或为网状物，液相从小孔中流出，经夹套上设置的出口管线送至洗涤机回用；分离器一端设有固相出口，并与蒸煮器物料入口连接；靠近出口端上部设有蒸汽进口和压力计口。
所述蒸煮器为螺旋推进装置，其推进机构由电机驱动，筒体为水平圆筒，在筒体一端设有进料口和蒸汽进口；在筒体另一端设有出料口。
所述戊糖分离机为螺旋推进装置，其推进机构螺杆由电机驱动，一端通过轴承固定；筒体为锥形筒，在筒体上设有物料进出口和戊糖溶液出口；物料在推进过程中分离出戊糖。
所述缓存罐包括筒体，筒体上设有物料进出口；喷放罐包括筒体，筒体上设有物料进出口和蒸汽进口；收集器包括筒体，筒体上设有物料进口、气体出口和液固相出口；喷放罐的物料出口与喷放阀直接连接，喷放阀与收集器的物料进口相接。
所述喷放阀为快开阀。
在本实用新型中，所述分离器、蒸煮器、戊糖分离机均为螺旋推进装置；洗涤机为常压操作；而分离器、蒸煮器、戊糖分离机、缓存罐、喷放罐和收集器为加压操作，操作压力为0.1~2.0MPa，通过分离器、蒸煮器和喷放罐上设置的蒸汽进口通入蒸汽实现系统的保压作用。
与现有技术相比，本实用新型的优点是：
1、木质纤维素生物质原料经蒸煮后可预先分离出戊糖溶液，不仅有利于戊糖的利用，而且能减少后期处理的副产物；
2、整个木质纤维素生物质原料连续蒸汽爆破装置包括三级螺旋推进机构和喷放装置，可以实现连续操作；
3、预煮后的物料采用两步推进法，混合均匀，可根据生产要求调节保温保压的时间和温度；
4、本套生产装置结构比较简单，与SunOpta公司连续汽爆装置相比，在生产过程中没有致密的料塞形成，不需要往复式活塞的机械装置连续地将纤维质挤压形成料塞，并且也不需将料塞进行破碎。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种木质纤维素生物质原料连续蒸汽爆破装置，包括洗涤机，洗涤机为水力洗草机1，洗草机1的物料出口与草片泵2的物料进口相接；草片泵2的物料出口与分离器3的物料进口相接；分离器3为斜置带夹套的螺旋推进装置，内筒体上开有多个小孔，液相从小孔中流出，汇集到夹套出口引出，分离器3的液相出口经减压阀11与洗草机1的进水口相接；分离器3靠近出口段设有蒸汽进口和压力计口；分离器3的固相出口与蒸煮器4的进料口相接，蒸煮器4出料口与戊糖分离机5的物料进口相接，戊糖分离机5设有戊糖溶液出口，戊糖分离机5的固相出口与缓存罐6的物料进口相接，缓存罐6的物料出口经减压阀10与喷放罐7的物料进口相连，喷放罐7的物料出口与喷放阀8的一端相接，喷放阀8的另一端与收集器9的物料进口相接，收集器9设有气相收集口和液固相收集口。
所述蒸煮器4为螺旋推进装置，其推进机构由电机驱动，筒体为水平圆筒，在筒体一端设有进料口和蒸汽进口；在筒体另一端设有出料口。
所述戊糖分离机5为螺旋推进装置，其推进机构螺杆由电机驱动，一端通过轴承固定；筒体为锥形筒，在筒体上设有物料进出口和戊糖溶液出口；物料在推进过程中分离出戊糖。
所述缓存罐6包括筒体，筒体上设有物料进出口；喷放罐7包括筒体，筒体上设有物料进出口和蒸汽进口；收集器9包括筒体，筒体上设有物料进口、气体出口和液固相出口；喷放罐7的物料出口与喷放阀8直接连接，喷放阀8与收集器9的物料进口相接。
所述喷放阀8为快开阀。
本实用新型的工作过程为：经过粉碎的秸秆或草类原料先送入水力洗草机1进行洗涤；然后经草片泵2送至分离器3，从分离器3分离出来的液相经减压阀11送回洗草机1；分离出的固相由螺旋推进机构从一端向另一端进行推进，送至蒸煮器4，在蒸煮器4中物料与压力为0.1MPa、温度为120℃的蒸汽混合，其中的半纤维素分解成戊糖；从蒸煮器4出来的物料送至戊糖分离机5分离出戊糖溶液，固相送至缓存罐6进行暂存，分批经减压阀10送至喷放罐7，通入压力为1.0MPa，温度为180℃的蒸汽混合，保温保压60秒后，打开喷放阀8进行瞬间喷放；喷放后的物料在压力差的作用下进入收集器9，分别收集气相、液相和固相产物。
Claims (7)
1.一种木质纤维素生物质原料连续蒸汽爆破装置，其特征在于，包括洗涤机，洗涤机通过草片泵与分离器相连，分离器的液相出口与洗涤机连接，分离器的固相出口与蒸煮器相连，蒸煮器与戊糖分离机连接，戊糖分离机的固相出口与缓存罐连接，缓存罐通过管道与喷放罐连接，喷放罐通过管道与收集器连接。
2.如权利要求1所述的木质纤维素生物质原料连续蒸汽爆破装置，其特征在于，所述洗涤机为水力洗草机。
3.如权利要求1所述的木质纤维素生物质原料连续蒸汽爆破装置，其特征在于，所述分离器为斜置带夹套的螺旋推进装置，内筒体上开有多个小孔或为网状物，液相从小孔中流出，经夹套上设置的出口管线送至洗涤机回用；分离器一端设有固相出口，并与蒸煮器物料入口连接；靠近出口端上部设有蒸汽进口和压力计口。
4.如权利要求1所述的木质纤维素生物质原料连续蒸汽爆破装置，其特征在于，
所述蒸煮器为螺旋推进装置，其推进机构由电机驱动，筒体为水平圆筒，在筒体一端设有进料口和蒸汽进口；在筒体另一端设有出料口。
5.如权利要求1所述的木质纤维素生物质原料连续蒸汽爆破装置，其特征在于，所述戊糖分离机为螺旋推进装置，其推进机构螺杆由电机驱动，一端通过轴承固定；筒体为锥形筒，在筒体上设有物料进出口和戊糖溶液出口；物料在推进过程中分离出戊糖。
6.如权利要求1所述的木质纤维素生物质原料连续蒸汽爆破装置，其特征在于，所述缓存罐包括筒体，筒体上设有物料进出口；喷放罐包括筒体，筒体上设有物料进出口和蒸汽进口；收集器包括筒体，筒体上设有物料进口、气体出口和液固相出口；喷放罐的物料出口与喷放阀直接连接，喷放阀与收集器的物料进口相接。
7.如权利要求6所述的木质纤维素生物质原料连续蒸汽爆破装置，其特征在于，所述喷放阀为快开阀。
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