CN211897004U - 一种木糖水解液连续中和系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种木糖水解液连续中和系统，包括换热器、中和剂储罐、输送绞龙、反应罐、养晶罐、锥形沉降罐和自动卸料离心机，存储在中和剂储罐的中和剂通过输送绞龙向水解液输送管道中添加中和剂，混合有中和剂的木糖水解液在反应罐中反应后溢流至养晶罐中养晶，锥形沉降罐用于对养晶后的料液进行沉降，沉降后的上层木糖水解液溢流至清液储罐中，沉降后的下层浆液进入自动卸料离心机进行固液分离，在养晶罐中分别设有温度计和pH计，温度计和pH计分别与换热器以及中和剂储罐进行联锁，自动调节养晶罐中木糖水解液的温度与酸碱度。本实用新型自动调节并稳定温度以及pH，实现连续化不间断生产，有利于提高生产效率。
Description
技术领域
本实用新型属于木糖制备技术领域，特别涉及一种木糖水解液连续中和系统。
背景技术
在木糖生产中，水解反应结束后需要对水解液进行中和，以便把水解液中的硫酸催化剂除去，减轻离子交换等后续工序的负担，传统用单釜进行无机酸中和，耗时长、步骤繁琐，沉淀不完全，且大规模生产时需要多人进行监控操作，人工成本高。
例如公开号CN201136844Y的专利公开了木糖生产中的水解液中和装置，存在以下缺陷：中和工序如果操作不当，不但不能减少水解液中硫酸根等离子的数目，还会引入钙离子等新杂质，或者引起水解液中木糖发生副反应，影响木糖成品的收率和质量。
例如公开号为CN110564899A的专利公开了一种木糖水解液中和方法及装置，该装置包括中和剂配制罐、中和剂输送装置、水解液中和罐及沉淀收集装置，中和过程包括中和剂配制、pH值的调节、保温养晶和卸料四步，该装置和方法虽然操作简单，中和效果好，也能通过沉降作用实现硫酸钙的沉降。但是由于只是通过自然沉降作用，固液分离慢，沉降时间过久，硫酸钙沉淀也很容易堵塞罐体和管道，也容易吸附水解液，造成木糖的损失。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种木糖水解液连续中和系统，采用自控操作，自动调节并稳定温度以及pH，进出料连续，设备自动化程度高，实现连续化不间断生产，有利于提高生产效率。
本实用新型是这样实现的，提供一种木糖水解液连续中和系统，包括换热器、中和剂添加单元、中和养晶单元以及分离单元，所述中和剂添加单元包括中和剂储罐和输送绞龙，所述中和养晶单元包括反应罐和养晶罐，所述分离单元包括锥形沉降罐和自动卸料离心机，所述换热器用于调节木糖水解液温度，存储在中和剂储罐的中和剂通过输送绞龙向水解液输送管道中添加中和剂，混合有中和剂的木糖水解液在反应罐中进行中和反应后溢流至养晶罐中再进行保温养晶，锥形沉降罐用于对养晶罐输出的养晶后的料液进行沉降，沉降后的上层木糖水解液溢流至清液储罐中保存，沉降后的下层浆液进入自动卸料离心机进行固液分离，在养晶罐中分别设有温度计和pH计，温度计和pH计分别与换热器以及中和剂储罐进行联锁，进而自动调节养晶罐中木糖水解液的温度与酸碱度。
进一步地，养晶罐底部设有输送泵以及沉降进液管道，将养晶后的料液输送至锥形沉降罐。
进一步地，自动卸料离心机对沉降后的下层浆液进行固液分离，分离出的清液通过回流管道回输到养晶罐，分离出的废渣从其下部排出。
进一步地，所述中和剂为CaCO3、Ca(HCO3)2、CaO、Ca(OH)2中任意一种。
进一步地，在所述反应罐和养晶罐分别设有搅拌器。
与现有技术相比，本实用新型的木糖水解液连续中和系统具有以下特点：
1、自动调节并稳定木糖水解液中和反应时的温度以及pH，创造中和后晶体的最佳成长环境；
2、系统自动运行，实现连续化不间断生产，利于提高生产效率；
3、木糖水解液中和处理效果好，处理后木糖水解液中的硫酸含量从0.5%~0.65%减至0.03%~0.08%，去除率达88%~94%。
4、分离出来的硫酸钙经煅烧、粉碎处理后得到的石膏可作为建筑行业或者其他行业的原料，具有良好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本实用新型一较佳实施例的结构原理示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参照图1所示，本实用新型木糖水解液连续中和系统的较佳实施例，包括换热器1、中和剂添加单元、中和养晶单元以及分离单元。
为便于区分说明，在图1中，空心箭头代表本系统中的木糖水解液等液体流向，实心箭头代表本系统中的中和剂等固体流向。
所述换热器1用于调节木糖水解液温度。所述中和剂添加单元包括中和剂储罐2和输送绞龙3。所述中和剂添加单元主要用于向水解液输送管道8添加中和剂。存储在中和剂储罐2的中和剂通过输送绞龙3向水解液输送管道8中添加中和剂。所述中和剂为CaCO3、Ca(HCO3)2、CaO、Ca(OH)2中任意一种。
所述中和养晶单元包括反应罐4和养晶罐5。所述中和养晶单元用于将中和剂添加单元供给的中和剂加入水解液后进行充分搅拌以除去水解液中所含的无机酸并使中和反应后生成的晶核不断长大以便于后续分离。混合有中和剂的木糖水解液在反应罐4中进行中和反应后溢流至养晶罐5中再进行保温养晶。中和反应后的木糖水解液在养晶罐5的养晶时间大于1h。为增强中和剂与木糖水解液的混合效果，在所述反应罐4和养晶罐5分别设有搅拌器9。
在养晶罐5中分别设有温度计和pH计（图中未示出）。温度计和pH计分别与换热器1以及中和剂储罐2进行联锁，温度计监控换热器1的温度，pH计调控中和剂储罐2输入中和剂的剂量，进而自动调节养晶罐5中木糖水解液的温度与酸碱度，使得木糖水解液的温度不低于80°C，木糖水解液的酸碱度pH范围在2.8~3.0。
所述分离单元包括锥形沉降罐6和自动卸料离心机7。所述分离单元用于对中和后的料液进行固液分离。锥形沉降罐6用于对养晶罐5输出的养晶后的料液进行沉降，沉降后的上层木糖水解液溢流至清液储罐10中保存，沉降后的下层浆液进入自动卸料离心机7进行固液分离。自动卸料离心机7对沉降后的下层浆液进行固液分离，分离出的清液通过回流管道11回输到养晶罐5，分离出的废渣从其下部排出。
为了便于输送，在养晶罐5底部设有输送泵12以及沉降进液管道13，将养晶后的料液输送至锥形沉降罐6。
本实用新型的木糖水解液连续中和系统在实际使用时包括如下几个过程：
①水解液调温：根据养晶罐5的温度调节换热器1的流量，确保水解液温度不小于80°C，以保证中和后晶体最大程度析出。因为H2SO4和Ca(OH)2反应生成CaSO4，但温度不同可以生成含结晶水不同的石膏，在80°C以下CaSO4·1/2H2O溶解度是CaSO4·2H2O溶解度的四倍，而要生成CaSO4·2H2O的工艺条件是中和温度不得低于80°C，任何偏离此温度所生成的石膏都不是CaSO4·2H2O，可能是CaSO4·1/2H2O 和CaSO4·2H2O两种石膏的混合物。这都是不利的，半水石膏生成后，要求它转为二水石膏，温度条件是不低于80°C。
②中和过程：水解液经换热器1调温后进入水解液输送管道8，Ca(OH)2由中和剂储罐2底部落入下方设置的输送绞龙3中，再由输送绞龙3添加至水解液输送管道8。混合Ca(OH)2后的水解液经水解液输送管道8进入反应罐4中进行充分的中和反应。此过程中根据养晶罐5的pH计调节中和剂的添加速度，确保水解液的pH范围在2.8~3.0。pH过低则水解液中的硫酸中和不完全，pH过高则会生成溶解度较大的有机钙盐。
③养晶过程：反应罐4的中和反应后的料液经溢流口流至养晶罐5中，根据养晶罐5容积调节水解液流量，确保养晶时间大于1h。由于水解液中胶体、色素等杂质的影响，中和反应后生成的CaSO4·2H2O颗粒微小，必须有一定的时间进行保温养晶，以便晶体成长后进行分离。
④分离过程：经过养晶后的料液由输送泵12打入锥形沉降罐6中进行沉降。锥形沉降罐6进料口为伞型进料器14，目的是经过放大后流道通径，进料速度就会下降，以便减少对锥形沉降罐6内界面层的干扰，并更好地使料液中的硫酸钙沉降。经沉降后的上层清液通过上部溢流管道进入清液储罐10中保存，锥形沉降罐6下部沉降后形成的浆液进入自动卸料离心机7进行固液分离，分离出的清液通过回流管道11回输至养晶罐5中，分离出的硫酸钙废渣从其下部排出另行处理。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种木糖水解液连续中和系统，其特征在于，包括换热器、中和剂添加单元、中和养晶单元以及分离单元，所述中和剂添加单元包括中和剂储罐和输送绞龙，所述中和养晶单元包括反应罐和养晶罐，所述分离单元包括锥形沉降罐和自动卸料离心机，所述换热器用于调节木糖水解液温度，存储在中和剂储罐的中和剂通过输送绞龙向水解液输送管道中添加中和剂，混合有中和剂的木糖水解液在反应罐中进行中和反应后溢流至养晶罐中再进行保温养晶，锥形沉降罐用于对养晶罐输出的养晶后的料液进行沉降，沉降后的上层木糖水解液溢流至清液储罐中保存，沉降后的下层浆液进入自动卸料离心机进行固液分离，在养晶罐中分别设有温度计和pH计，温度计和pH计分别与换热器以及中和剂储罐进行联锁，进而自动调节养晶罐中木糖水解液的温度与酸碱度。
2.如权利要求1所述的木糖水解液连续中和系统，其特征在于，养晶罐底部设有输送泵以及沉降进液管道，将养晶后的料液输送至锥形沉降罐。
3.如权利要求1所述的木糖水解液连续中和系统，其特征在于，自动卸料离心机对沉降后的下层浆液进行固液分离，分离出的清液通过回流管道回输到养晶罐，分离出的废渣从其下部排出。
4.如权利要求1所述的木糖水解液连续中和系统，其特征在于，所述中和剂为CaCO3、Ca(HCO3)2、CaO、Ca(OH)2中任意一种。
5.如权利要求1所述的木糖水解液连续中和系统，其特征在于，在所述反应罐和养晶罐分别设有搅拌器。
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| CN202020263374.3U CN211897004U (zh) | 2020-03-06 | 2020-03-06 | 一种木糖水解液连续中和系统 |
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