CN208933492U - 一种玉米秸秆的电化学预处理的电解反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种玉米秸秆的电化学预处理的电解反应器，包括反应槽，反应槽内放置有平行布置的若干组电极组，其中，每组电极组设置有一个阴极和一个阳极；反应槽的下端进液口；反应槽的上端设置有出液口；本结构实现电解反应器的高效电极氧化及充分的固液接触和传质；使得本结构对木质素能够处理完全，且对环境无污染。
Description
技术领域
本实用新型涉及玉米秸秆的能源化利用领域，特别涉及一种玉米秸秆的电化学预处理的电解反应器。
背景技术
目前工业上对玉米秸秆木质素的降解方法主要采用酸碱法和蒸汽爆破法。前者需要大量的稀酸或碱，对环境的污染和破坏较严重，增加了后续处理的难度，较难符合日益严峻的环保要求；而后者处理的木质素处理不完全，影响纤维素后期酶法水解。
电化学法可通过直接和间接氧化反应打破聚合物的固有结构，且具有操作简单、反应条件温和、处理迅速的优点，在难降解有机物处理领域广泛应用，但在玉米秸秆预处理方面鲜有报道。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种玉米秸秆的电化学预处理的电解反应器,解决了现有的对玉米秸秆进行工业处理时,存在的木质素处理不完全，影响纤维素后期酶法水解或对环境的污染和破坏较严重的问题。
为了达到上述目的,本实用新型采用的技术方案是：
本实用新型提供的一种玉米秸秆的电化学预处理的电解反应器，包括反应槽，反应槽内反应槽内加入有氯化钠溶液，并放置有平行布置的若干组电极组，其中，每组电极组设置有一个阴极和一个阳极；反应槽的下端进液口；反应槽的上端设置有出液口。
优选地，每组电极组中的阴、阳极之间距离为5～15mm。
优选地，电极组设置有1～10组。
优选地，阴极为钛、镍、铜、石墨或不锈钢，阳极为Ti/IrO2-Pt。
优选地，反应槽内设置有搅拌棒，搅拌棒连接有驱动电机。
优选地，出液口和进液口连接有同一个电解液储罐，其中，进液口与电解液储罐之间的管道上设置有泵，泵和进液口之间设置有第一阀门；出液口与电解液储罐之间的管道上设置有第二阀门。
优选地，出液口还连接有木质素储罐，其中，出液口与木质素储罐之间的连接管道上设置有第三阀门，同时，该管道上还设置有取样口，取样口置于第三阀门的上游。
优选地，进液口和出液口均设有滤网。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供的一种玉米秸秆的电化学预处理的电解反应器，使用NaCl溶液作为电解液，随着电解进行，电解液在电极表层的电催化作用下，氧化电解液中的Cl-使其成为氧化性极强的活性物质，即次氯酸和氯气等，在电化学系统中，有效地破坏木质纤维素结构，对秸秆酶水解有显著的促进作用；同时能直接对纤维素和半纤维素进行氧化降解；反应槽内布置的多组电极组，实现电解反应器的高效电极氧化；电解液搅拌、循环、通过滤网使木质素停留在反应槽内，保持最大接触，实现充分的固液接触和传质；本结构对木质素能够处理完全，且对环境无污染。
进一步的，电机控制，可从取样口取样检测产物浓度，从而判断进程；可通过阀门开闭实现电解液循环或产物收集，实现便利的反应过程控制。
附图说明
图1是电解反应器的结构示意图；
其中，1、反应槽 2、阳极 3、阴极 4、进液口 5、出液口 6、搅拌棒 7、泵 8、电解液储罐 9、木质素储罐 10、取样口 11、第一阀门 12、第二阀门 13、第三阀门。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步的阐述。
如图1所示，本实用新型提供的一种玉米秸秆的电化学预处理的电解反应器，包括反应槽1，所述反应槽1内加入氯化钠溶液，并放置有平行布置的1～10组电极组，其中，每组电极组设置有一个阴极3和一个阳极2，阴极材料可为钛、镍、铜、石墨或不锈钢，阳极材料为Ti/IrO2-Pt，每组电极组中的阴阳极之间距离为5～15mm；反应槽1上设置有进液口4和出液口5，其中，进液口4设置在反应槽1的下端，出液口5设置在反应槽1的上端，同时，反应槽内还放置有搅拌棒6。
搅拌棒6连接有驱动电机，用于实现自动搅拌，其中搅拌转速在0-300rpm。
进液口4和出液口5均连接有同一个电解液储罐8，进液口4与电解液储罐8之间的管道上设置有泵7，泵7和进液口4之间设置有第一阀门11；出液口5与电解液储罐8之间的管道上设置有第二阀门12。
出液口5还连接有木质素储罐9，其中，出液口5与木质素储罐9之间的连接管道上设置有第三阀门13，同时，该管道上还设置有取样口10。
在工作时，当第一阀门11、第二阀门12开启，第三阀门13关闭时，电解液原料液从储电解液罐8经过泵7通过进液口4进入反应槽1内，从出液口5流回电解液储罐8，实现电解液的循环。
进液口4和出液口5处设有滤网，防止秸秆颗粒随电解液流出反应槽1。
从取样就10处取样检测还原糖浓度，新鲜氯化钠溶液可经过储罐8从进液口4补充到反应槽1中。当检测到还原糖浓度不再增加时，第一阀门11、第二阀门12开闭，第三阀门13开启，木质素原料液从反应槽1中转移到储罐9中。
相较现有的反应器构型，此反应器可实现电解液的自动循环和搅拌，电解效果突出，电解效率高。
Claims (8)
1.一种玉米秸秆的电化学预处理的电解反应器，其特征在于，包括反应槽(1)，反应槽(1)内加入有氯化钠溶液，并放置有平行布置的若干组电极组，其中，每组电极组设置有一个阴极(3)和一个阳极(2)；反应槽(1)的下端进液口(4)；反应槽(1)的上端设置有出液口(5)。
2.根据权利要求1所述的一种玉米秸秆的电化学预处理的电解反应器，其特征在于，每组电极组中的阴、阳极之间距离为5～15mm。
3.根据权利要求1所述的一种玉米秸秆的电化学预处理的电解反应器，其特征在于，电极组设置有1～10组。
4.根据权利要求1所述的一种玉米秸秆的电化学预处理的电解反应器，其特征在于，阴极为钛、镍、铜、石墨或不锈钢，阳极为Ti/IrO2-Pt。
5.根据权利要求1所述的一种玉米秸秆的电化学预处理的电解反应器，其特征在于，反应槽(1)内设置有搅拌棒(6)，搅拌棒(6)连接有驱动电机。
6.根据权利要求1所述的一种玉米秸秆的电化学预处理的电解反应器，其特征在于，出液口(5)和进液口(4)连接有同一个电解液储罐(8)，其中，进液口(4)与电解液储罐(8)之间的管道上设置有泵(7)，泵(7)和进液口(4)之间设置有第一阀门(11)；出液口(5)与电解液储罐(8)之间的管道上设置有第二阀门(12)。
7.根据权利要求1所述的一种玉米秸秆的电化学预处理的电解反应器，其特征在于，出液口(5)还连接有木质素储罐(9)，其中，出液口(5)与木质素储罐(9)之间的连接管道上设置有第三阀门(13)，同时，该管道上还设置有取样口(10)，取样口(10)置于第三阀门(13)的上游。
8.根据权利要求1所述的一种玉米秸秆的电化学预处理的电解反应器，其特征在于，进液口(4)和出液口(5)均设有滤网。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112176754A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-05 | 青岛科技大学 | 一种实现木质纤维素分离的装置及工艺 |
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2018
- 2018-10-15 CN CN201821670150.3U patent/CN208933492U/zh active Active
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