CN210001873U - 一种用于半纤维素的水解装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利属于木糖溶液加工的技术领域，具体公开了一种用于半纤维素的水解装置，包括配酸罐、调浆罐和水解锅，所述配酸罐通过第一输送管道连接所述调浆罐，所述调浆罐通过第二输送管道连接所述水解锅，所述第一输送管道和第二输送管道上分别设置有输送泵，所述配酸罐、调浆罐和水解锅的内壁上分别固定有耐酸瓷砖。本实用新型通过安装耐酸瓷砖和在管道接口内部设置有铜制接管衬套，进而增加水解装置的耐压、防腐能力，且增加了耐酸瓷砖可以增加保温效果，可以有效的降低能耗，保证温度的恒定，从而促使半纤维素的水解效率更高。

Description

一种用于半纤维素的水解装置

技术领域

本实用新型涉及木糖溶液加工的技术领域，尤其是一种用于半纤维素的水解装置。

背景技术

为了适应节能减排的企业要求，各大企业都开始探索节能减排的企业生存之路，特别是从动植物原料加工废弃物中提取有效成分并加以利用，不仅能够实现废弃物的回收利用，还能在一定程度上实现了对资源的充分利用。

半纤维素广泛地存在于自然界中的植物体内,通常用木浆生产黏胶纤维时,会产生大量的含有半纤维素的废水,将这些半纤维素回收,从半纤维素中提取木糖比传统生产工艺从玉米芯中提取木糖更环保节能。半纤维素是木浆生产纤维素的副产品，是一种可持续发展的新型的可代替玉米芯生产木糖的原料。从半纤维素水解液中提取木糖产生的废水少、无废渣，环境污染小，能源消耗低，且产率高。半纤维素是新型节能、污染少的提取木糖的原料，且不受季节变化影响；另外，半纤维素在一定的温度、压力和酸催化作用下水解产生木糖溶液，现有的水解装置的耐压和防腐能力差，实用寿命低，且水解效率低，酸液和半纤维素水解的混合不均匀，因此需要一套耐压、防腐以及水解效率更高的水解装置来完成水解过程。

基于此，如何设计一套耐压、防腐以及水解效率更高的半纤维素的水解装置是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术中的问题，本实用新型的目的是要提供一种用于半纤维素的水解装置。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种用于半纤维素的水解装置，包括配酸罐、调浆罐和水解锅，所述配酸罐通过第一输送管道连接所述调浆罐，所述调浆罐通过第二输送管道连接所述水解锅，所述第一输送管道和第二输送管道上分别设置有输送泵，所述配酸罐、调浆罐和水解锅的内壁上分别固定有耐酸瓷砖。

进一步，所述耐酸瓷砖设置为双层结构，所述耐酸瓷砖包括背层耐酸砖和面层耐酸砖，所述面层耐酸砖通过所述背层耐酸砖分别固定在所述配酸罐、调浆罐和水解锅的内壁上，所述面层耐酸砖和背层耐酸砖通过树脂胶泥粘结，所述背层耐酸砖分别与配酸罐、调浆罐和水解锅通过树脂胶泥粘结。

进一步，所述配酸罐的上部设置有硫酸入口和水入口，底端设置有酸液出口，所述酸液出口与所述第一输送管道通过法兰连接。

进一步，所述调浆罐的腔体内设置有搅拌桨，所述搅拌桨与安装在调浆罐顶部的电机连接，所述调浆罐的顶部设置有酸液入口和物料进口，底端设置有浆液出口，酸液入口与所述第一输送管道连接，所述浆液出口与所述第二输送管道连接。

进一步，所述水解锅包括筒体、泄压装置、循环管道、上盖、浆液入口和使固液分离的集液器，所述筒体上端设置有泄压口和浆液入口，所述泄压口从下往上依次安装有密封垫、径套和上盖，所述上盖上安装有泄压装置，所述筒体内壁上固定有耐酸瓷砖，所述筒体下部安装有集液器，所述集液器的侧面上设置有下料口和蒸汽入口，且集液器底部安装有放料口，所述循环管道的两端分别通过三通连接下料口和浆液进口，且所述循环管道上安装有输送泵；

进一步，所述集液器包括上端盖、下端盖、外壳、滤网和下盖，所述外壳的两端分别连接所述上端盖和下端盖，所述上端盖和下端盖上分别开设有第一孔和第二孔，且所述第一孔通过滤网连通第二孔，所述滤网为筒状。

进一步，所述水解锅的上部设置有泄压装置，所述泄压装置包括手轮、转臂、支撑臂、镙杆、压盖和止档杆，所述支撑臂一端固定在所述泄压口，另一端铰接有所述转臂，所述转臂上设置有竖直方向的螺纹通孔且位于所述压盖的正上方，所述螺纹通孔中旋合有螺杆，所述螺杆上端与手轮连接，所述螺杆的长度大于所述螺纹通孔与盖板之间的距离。

进一步，所述螺杆的下端安装有球头螺帽，所述上盖的中间开设有槽口，所述球头螺帽位于所述槽口内，所述上盖的上端面安装有压盖，所述压盖上开设有通孔，所述压盖上通孔的孔径小于所述球头螺帽的直径，所述螺杆穿过所述压盖上的通孔。

进一步，所述第一输送管道分别与所述配酸罐和调浆罐通过法兰连接，且第二输送管道分别与调浆灌和水解锅通过法兰连接。

进一步，所述浆液入口、浆液出口、酸液出口和酸液入口的内部设置有铜制的接管衬套。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种用于半纤维素的水解装置结构与众不同，操作方便，首先在配酸罐中按照一定的比例通过硫酸入口和水入口通入硫酸和水，配制成一定比例的稀硫酸，启动第一输送泵将稀硫酸通过第一输送管道泵送至调浆罐顶部的酸液入口，同时按照一定的比例通过物料进口注入半纤维素，启动电机，通过搅拌搅拌桨旋转，使浆液混合均匀，反应一定时间之后，使固液混合均匀，半纤维素材料浸泡透彻，启动第二输送泵将浆液通过第二输送管道抽送至水解锅顶部的浆液入口，蒸汽通过蒸汽入口进入到水解锅内对浆液进行加热，当温度、压力达到需要的条件时，进入到保温状态时，启动循环泵将水解锅底部的浆液通过循环输送管道泵送至水解锅顶部的浆液入口，使水解锅内的浆液不断循环，保证浆液受热均匀，实现半纤维素均匀的水解，设计了一套耐压、防腐的半纤维素水解效果更好的的水解装置，并且分别通过在配酸罐、调浆灌和水解锅上安装多层耐酸瓷砖和各个接头处安装铜制接管衬套可以有效的防腐，延长水解装置的使用寿命，且增加了耐酸瓷砖可以增加保温效果，不需要一直加热，可以有效的降低能耗，保证温度的恒定，从而促使半纤维素的水解效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为一种用于半纤维素水解的装置的结构示意图。

附图2为一种用于半纤维素水解的装置的泄压装置的结构示意图。

附图3为一种用于半纤维素水解的装置的集液器的结构示意图。

图中：1.酸液出口，2.配酸罐，3.硫酸入口，4.水入口，5.第一输送管道，6.酸液入口，7.电机，8.搅拌桨，9.物料进口，10.第二输送管道，11.泄压装置，111.支撑臂，112.转臂，113.手轮，114.螺杆，115.压盖，116.上盖，117.球头螺帽，118.槽口，12.浆液入口，13.循环管道，14.水解锅，15.输送泵，16.下料口，17.集液器，171.上端盖，172.滤网，173.外壳，174.下端盖,175.盲盖，18.蒸汽入口，19.浆液出口，20.调浆罐，21.放料口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，作为本实用新型一优选实施例的一种用于半纤维素的水解装置，其特征在于，包括配酸罐2、调浆罐20和水解锅14，所述配酸罐2通过第一输送管道5连接所述调浆罐20，所述调浆罐20通过第二输送管道10连接所述水解锅14，所述第一输送管道5和第二输送管道10上分别设置有输送泵15，所述配酸罐2的上部设置有硫酸入口3和水入口4，底端设置有酸液出口1，所述酸液出口1与所述第一输送管道5法兰连接，所述配酸罐2、调浆罐20和水解锅14的内壁上分别固定有耐酸瓷砖。首先在配酸罐2中按照一定的比例通过硫酸入口3和水入口4通入硫酸和水，配制成一定比例的稀硫酸，启动输送泵15将稀硫酸通过第一输送管道5抽送至调浆罐20顶部的酸液入口6，同时按照一定的比例往调浆罐20内注入半纤维素，使浆液混合均匀，反应一定时间之后，启动第二输送管道10上的输送泵15将浆液通过第二输送管道10抽送至水解锅14顶部，实现半纤维素的水解。

本实施例中，所述耐酸瓷砖设置为双层结构，所述耐酸瓷砖包括背层耐酸砖和面层耐酸砖，所述面层耐酸砖位于所述背层耐酸砖的内侧，所述面层耐酸砖、背层耐酸砖和内壁相互之间通过树脂胶泥粘结，树脂胶泥是一种高聚物分子改性基高分子防水防腐系统，具有优秀的防腐和防渗功能，使耐酸瓷砖粘结为一个整体，增加配酸罐、调浆罐、水解锅的耐酸耐腐蚀能力。

在本实施例中，所述调浆罐20的腔体内设置有搅拌桨8，所述搅拌桨8与安装在调浆罐20顶部的电机7连接，所述调浆罐20的顶部设置有酸液入口6和物料进口9，底端设置有浆液出口19，酸液入口6与所述第一输送管道5连接，所述浆液出口19与所述第二输送管道10连接，通过启动电机7，带动搅拌浆8旋转，实现半纤维素与酸液均匀的反应混合，有利于后续在水解锅14内的水解反应。

在本实施例中，所述水解锅14包括筒体、泄压装置11、循环管道13、上盖、浆液入口12和使固液分离的集液器17，所述筒体上端设置有泄压口和浆液入口12，所述泄压口从下往上依次安装有密封垫、径套和上盖，所述上盖上安装有泄压装置11，所述筒体内壁上固定有耐酸瓷砖，所述筒体下部安装有集液器17，所述集液器17的侧面上设置有下料口16和蒸汽入口18，且集液器17底部安装有放料口，水解后的固体产物从放料口放出，所述循环管道13的两端分别通过三通连接下料口16和浆液入口12，且所述循环管道13上安装有输送泵15。通过设置在筒体上的浆液入口12通入半纤维素的混合浆液至需要的生产量时，通过设置在集液器17上的蒸汽入口18往水解锅14内通入蒸汽对半纤维素浆液进行加热，当水解锅14内的压力和温度达到要求时，启动输送泵15将水解锅14底部的浆液通过循环管道13抽送至水解锅14顶部的浆液入口12，使浆液不断循环，保证浆液受热均匀，实现半纤维素均匀的水解；当温度、压力达到需要的条件时，进入到保温状态时，随着水解锅内温度的不断上升，压力不断增大，达到一定压力时，微开泄压装置11，释放水解锅14内多余的压力，同时小量的补充蒸汽，保持水解锅内温度和压力的稳定，从而完成水解。

如图3，所述集液器17包括上端盖171、下端盖174、外壳173、滤网172和盲盖175，所述外壳173的两端分别连接所述上端盖171和下端盖174，所述上端盖171和下端盖174上分别开设有第一孔和第二孔，且所述第一孔通过滤网172连通第二孔，所述滤网172为筒状，所述盲盖175封装在所述放料口21上，用于分离水解罐中14的反应后的固体物料和水解液。

如图2，所述水解锅14的上部设置有泄压装置11，所述泄压装置11包括手轮113、转臂112、支撑臂111、镙杆114和上盖116，所述支撑臂111一端固定在所述泄压口，另一端铰接有所述转臂112，所述转臂112上设置有竖直方向的螺纹通孔且位于所述上盖116的正上方，所述螺纹通孔中旋合有螺杆114，所述螺杆114上端与手轮113连接，所述螺杆114的长度大于所述螺纹通孔与上盖116之间的距离。随着水解锅内温度的不断上升，压力不断增大，达到一定指标后，微开泄压装置11，释放水解锅14内多余的压力，同时小量的补充蒸汽，保持水解锅14内温度和压力的稳定。

优选地，所述螺杆114的下端安装有球头螺帽117，所述上盖116的中间开设有槽口118，所述球头螺帽117位于所述槽口118内，所述上盖116的上端面安装有压盖115，所述压盖115上开设有通孔，所述压盖115上通孔的孔径小于所述球头螺帽117的直径，所述螺杆114穿过所述压盖115上的通孔，可以保证泄压装置的整体稳定，球头螺帽117被限制在压盖115的槽口118内，防止其脱离轨道，可以保证其在压紧的时候整个泄压装置更加稳定，且使上盖116和泄压装置11连为一体，拆卸更加方便。

在本实施例中，所述第一输送管道5分别与所述配酸罐2、调浆罐20法兰连接，且第二输送管道10也分别与调浆灌20、水解锅14法兰连接，从而便于更换损伤的管道，在维修时也更简单，便于拆装。

进一步，所述浆液入口12和酸液入口6的内部设置有铜制的接管衬套，因为在接头处存有缝隙，所以被腐蚀的几率更大，增加了铜制的接管衬套可以有效地增加接头的耐腐蚀能力，且在长时间使用后，如果被损坏，只需要更换接管衬套即可，更加经济方便。

采用上述方案，本实用新型提供的一种用于半纤维素的水解装置结构与众不同，操作方便，首先在配酸罐2中按照一定的比例通过硫酸入口3和水入口4通入硫酸和水，配制成一定比例的稀硫酸，在配酸罐2内调配好浓度，可以保证不影响半纤维素在后续调浆灌20中的混合，避免浸入时酸浓度不均匀，对半纤维素造成损伤，不利于水解，启动输送泵15将稀硫酸通过第一输送管道5泵送至调浆罐20顶部的酸液入口，同时按照一定的比例通过物料进口9注入半纤维素，启动电机7，通过搅拌桨8旋转，使浆液混合均匀，反应一定时间之后，使固液混合均匀，半纤维素材料浸泡透彻，启动输送泵15将浆液通过第二输送管道10抽送至水解锅14顶部的浆液入口12，蒸汽通过蒸汽入口18进入到水解锅14内对浆液进行加热，当温度、压力达到需要的条件时，进入到保温状态时，启动输送15泵将水解锅14底部的浆液通过循环管道13泵送至水解锅14顶部的浆液入口12，使水解锅14内的浆液不断循环，保证浆液受热均匀，实现半纤维素均匀的水解，设计了一套耐压、防腐的半纤维素水解效果更好的的水解装置更加节省成本，更高效，半纤维素的水解效率高，并且分别通过在配酸罐、调浆灌和水解锅上安装多层耐酸瓷砖和各个接头处安装铜制接管衬套可以有效的防腐，延长水解装置的使用寿命，且增加了耐酸瓷砖可以增加保温效果，不需要一直加热，可以有效的降低能耗，保证温度的恒定，从而促使半纤维素的水解效率更高。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种用于半纤维素的水解装置，其特征在于，包括配酸罐(2)、调浆罐(20)和水解锅(14)，所述配酸罐(2)通过第一输送管道(5)连接所述调浆罐(20)，所述调浆罐(20)通过第二输送管道(10)连接所述水解锅(14)，所述第一输送管道(5)和第二输送管道(10)上分别设置有输送泵(15)，所述配酸罐(2)、调浆罐(20)和水解锅(14)的内壁上分别固定有耐酸瓷砖且通过树脂胶泥粘结。

2.根据权利要求1所述的用于半纤维素的水解装置，其特征在于，所述耐酸瓷砖设置为双层结构，所述耐酸瓷砖包括背层耐酸砖和面层耐酸砖，所述面层耐酸砖通过所述背层耐酸砖分别固定在所述配酸罐(2)、调浆罐(20)和水解锅(14)的内壁上，所述面层耐酸砖和背层耐酸砖通过树脂胶泥粘结，所述背层耐酸砖分别与配酸罐(2)、调浆罐(20)和水解锅(14)通过树脂胶泥粘结。

3.根据权利要求1所述的用于半纤维素的水解装置，其特征在于，所述配酸罐(2)的上部设置有硫酸入口(3)和水入口(4)，底端设置有酸液出口(1)，所述酸液出口(1)与所述第一输送管道(5)通过法兰连接。

4.根据权利要求1所述的用于半纤维素的水解装置，其特征在于，所述调浆罐(20)的腔体内设置有搅拌桨(8)，所述搅拌桨(8)与安装在调浆罐(20)顶部的电机(7)连接，所述调浆罐(20)的顶部设置有酸液入口(6)和物料进口(9)，底端设置有浆液出口(19)；

所述酸液入口(6)与所述第一输送管道(5)连接，所述浆液出口(19)与所述第二输送管道(10)连接。

5.根据权利要求1所述的用于半纤维素的水解装置，其特征在于，所述水解锅(14)包括筒体、泄压装置(11)、循环管道(13)、上盖(116)、浆液入口(12)和使固液分离的集液器(17)；

所述筒体上端设置有泄压口和浆液入口(12)，所述泄压口从下往上依次安装有密封垫、径套和上盖，所述上盖上安装有泄压装置(11)，所述筒体下部安装有集液器(17)，所述集液器(17)的侧面上设置有下料口(16)，放料口(21)和蒸汽入口(18)，且集液器(17)底部安装有放料口(21)，所述循环管道(13)的两端分别通过三通连接下料口(16)和浆液入口，且所述循环管道(13)上安装有输送泵(15)。

6.根据权利要求5所述的用于半纤维素的水解装置，其特征在于，所述集液器(17)包括上端盖(171)、下端盖(174)、外壳(173)、滤网(172)和盲盖(175)；

所述外壳(173)的两端分别连接所述上端盖(171)和下端盖(174)，所述上端盖(171)和下端盖(174)上分别开设有第一孔和第二孔，且所述第一孔通过滤网(172)连通第二孔，所述滤网(172)为筒状，所述盲盖(175)安装在所述放料口(21)上。

7.根据权利要求5所述的用于半纤维素的水解装置，其特征在于，所述水解锅的上部设置有泄压装置(11)；

所述泄压装置(11)包括手轮(113)、转臂(112)、上盖(116)、支撑臂(111)和螺杆(114)，所述支撑臂(111)一端固定在所述泄压口，另一端铰接有所述转臂(112)，所述转臂(112)上设置有竖直方向的螺纹通孔且位于所述上盖(116)的正上方，所述螺纹通孔中旋合有螺杆(114)，所述螺杆(114)上端与手轮(113)连接，所述螺杆(114)的长度大于所述螺纹通孔与上盖(116)之间的距离。

8.根据权利要求7所述的用于半纤维素的水解装置，其特征在于，所述螺杆(114)的下端安装有球头螺帽(117)，所述上盖(116)的中间开设有槽口(118)，所述球头螺帽(117)位于所述槽口(118)内，所述上盖(116)的上端面安装有压盖(115)，所述压盖(115)上开设有通孔，所述压盖(115)上通孔的孔径小于所述球头螺帽(117)的直径，所述螺杆(114)穿过所述压盖(115)上的通孔。

9.根据权利要求1所述的用于半纤维素的水解装置，其特征在于，所述第一输送管道(5)分别与所述配酸罐(2)和调浆罐(20)通过法兰连接，且第二输送管道(10)分别与调浆罐(20)和水解锅(14)通过法兰连接。

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