CN213995821U - 一种半纤维素的连续水解装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种半纤维素的连续水解装置，包括调酸系统；调酸系统进口和外部管道连接，以通过外部管道导入半纤维素溶液，并将半纤维素溶液的pH值调至预设值；调酸系统出口和热量平衡系统第一进口连接，以通过热量平衡系统将半纤维素溶液的温度调至预设高温值；热量平衡系统热出口和水解系统进口连接，以通过水解系统将半纤维素溶液进行水解，其中：水解系统包括若干串联连接或并联连接的水解单元，每个水解单元包括若干串联连接的反应器；水解系统出口和热量平衡系统第二进口连接，以通过热量平衡系统将半纤维素溶液的温度调至预设低温值；热量平衡系统冷出口用于连接外部设备。本实用新型能够使得半纤维素进行连续水解。

Description

一种半纤维素的连续水解装置

技术领域

本实用新型涉及半纤维素处理技术领域，具体涉及一种半纤维素的连续水解装置。

背景技术

粘胶纤维制胶用的原料是浆粕，其用木材加工而成，而木材中主要含纤维素、半纤维素、木质素。其中，纤维素是制造粘胶纤维的主要原料，因此，在浆粕生产过程中要很大程度保留纤维素，尽量去除木质素和半纤维素，但由于生产工艺的限制，浆粕成品中仍含有一定量的半纤维素，在制胶过程中，半纤维素的存在给浸渍、老成、黄化带来一定困难，并且成品纤维中含有半纤维素，使其物理机械性能下降。为保证粘胶和成品纤维质量，在制胶过程中要将半纤维素用碱溶解并提取出来，并将提取出的半纤维素加工利用，以解决使用高半纤维素浆粕带来的环保等问题，且半纤维素制品外售可以降低生产粘胶纤维的综合成本。

半纤维素是一类物质的总称，是由几种不同类型的单糖构成的异质多聚体，结构复杂、不溶于水、这些特点限制了半纤维素的应用，需要对其进行适当的改性，使其转化为一种应用广泛且可降解的绿色环保材料，以得到广泛的应用，用半纤维素水解制取木糖和低聚糖是半纤维素改性处理中相对工艺比较简单、安全系数高、成本低廉的处理方法。

目前已有粘胶纤维企业使用半纤维素水解制取低聚糖和单糖，但是水解工艺多使用间歇水解，而间歇水解要根据生产能力匹配多套水解设备，每批水解效果不均一，且设备占地面积大，投资成本高。

发明内容

鉴于此，本实用新型实施例提供一种半纤维素的连续水解装置，以解决上述技术问题。

为实现上述技术目的，本实用新型实施例提供一种半纤维素的连续水解装置，其改进之处在于：包括调酸系统、热量平衡系统和水解系统；

所述调酸系统进口和外部管道连接，以通过外部管道导入半纤维素溶液，并将半纤维素溶液的pH值调至预设值；

所述调酸系统出口和所述热量平衡系统第一进口连接，以通过所述热量平衡系统将半纤维素溶液的温度调至预设高温值；

所述热量平衡系统热出口和所述水解系统进口连接，以通过所述水解系统将半纤维素溶液进行水解，其中：

所述水解系统包括若干串联连接或并联连接的水解单元，每个所述水解单元包括若干串联连接的反应器；

所述水解系统出口和所述热量平衡系统第二进口连接，以通过所述热量平衡系统将半纤维素溶液的温度调至预设低温值；

所述热量平衡系统冷出口用于连接外部设备，以使得半纤维素溶液进入下一工序。

本实用新型由于采取以上技术方案，与现有技术相比，其具有以下优点：

本实用新型通过设置水解系统包括若干串联连接或并联连接的水解单元，而每个水解单元包括若干串联连接的反应器，使得半纤维素溶液能够进入多个水解单元，且能够在每个水解单元的每个反应器中进行充分的、连续的水解反应，且当其中一个水解单元的反应器出现故障，需要维修时，只需将该水解单元的第一个反应器和最后一个反应器关闭即可，而不会影响水解的正常进行。

本实用新型结构简单、投资成本低，占地面积小，水解过程连续、水解效果均一，能耗低，可以广泛应用于半纤维素处理技术领域。

附图说明

图1是本实用新型的半纤维素的连续水解装置其中一个实施例的结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种半纤维素的连续水解装置，包括调酸系统1、热量平衡系统2和水解系统3；

调酸系统1进口和外部管道连接，以通过外部管道导入半纤维素溶液，并将半纤维素溶液的pH（氢离子浓度指数）值调至预设值；

调酸系统1出口和热量平衡系统2第一进口连接，以通过热量平衡系统2将半纤维素溶液的温度调至预设高温值；

热量平衡系统2热出口和水解系统3进口连接，以通过水解系统3将半纤维素溶液进行水解，其中：

水解系统3包括若干串联连接或并联连接的水解单元31，每个水解单元31包括若干串联连接的反应器32，其中，水解单元31的数量和每个水解单元31的反应器32的数量根据实际需要的水解时间确定，在此不进行限定；

水解系统3出口和热量平衡系统2第二进口连接，以通过热量平衡系统2将半纤维素溶液的温度调至预设低温值；

热量平衡系统2冷出口用于连接外部设备，以使得半纤维素溶液进入下一工序。

其中，由于半纤维素是用碱浸的方式提取出来的，导致半纤维素溶液显碱性，因此，需要设置调酸系统1，以使得半纤维素的水解能够在预设的酸性条件下进行。

显然，通过设置水解系统3包括若干串联连接或并联连接的水解单元31，而每个水解单元31包括若干串联连接的反应器32，使得半纤维素溶液能够进入多个水解单元31，且能够在每个水解单元31的每个反应器32中进行充分的、连续的水解反应，且当其中一个水解单元31的反应器32出现故障，需要维修时，只需将该水解单元31的第一个反应器和最后一个反应器关闭即可，而不会影响水解的正常进行。

在一个实施例中，调酸系统1包括调酸罐11、加酸管12、控制阀13、pH值自动检测仪14、离心泵15和混合器16；

调酸罐11上设置加酸管12，以通过加酸管12导入酸液，加酸管12上设置控制阀13，控制阀13和pH值自动检测仪14连接，以使得控制阀13能够根据pH值自动检测仪14的检测结果控制加酸量；

调酸罐11的出口通过管道连接离心泵15的进口，离心泵15的出口连接热量平衡系统2，离心泵15的出口还通过管道连接混合器16，并通过混合器16连接pH值自动检测仪14，以通过pH值自动检测仪14检测混合器16内半纤维素溶液pH值，进而使得控制阀13与pH值自动检测仪14连锁对加酸量进行调节，即：当pH值自动检测仪14检测到的半纤维素溶液pH值达到预设值时，控制阀13自动关闭，停止加酸，当pH值自动检测仪14检测到的半纤维素溶液pH值高于预设值时，控制阀13开启，继续加酸调节pH值。

显然，通过上述方案，对调酸罐11的进口酸液的加酸量进行控制，同时对调酸罐11的出口的半纤维素溶液pH值进行控制，形成连锁控制，因此，能够很好的调节半纤维素溶液的pH值。

在一个实施例中，每个水解单元31的第一个反应器的进口和最后一个反应器的出口设置阀门33，以能够独立控制该水解单元31的工作状态，每个水解单元31的第一反应器的进口在下，最后一个反应器的出口在上，以实现半纤维素溶液的下进上出。

本实施例中，反应器32为圆柱形容器，直径500mm左右，长径比25-30，材质为耐酸材料，每个反应器长度方向分为2-3段，以减少设备漏点，且反应器32侧壁设置支耳，以能竖直安装使用。

具体的，水解系统3包括三个水解单元31，每个水解单元31包括三个反应器32。

在一个实施例中，热量平衡系统2包括换热器21、蒸汽喷射泵22和温度自动控制装置23；

换热器21和离心泵15的出口连接，以导入半纤维素溶液，并将半纤维素溶液加热至初始高温（例如，80℃左右）；

换热器21和蒸汽喷射泵22连接，以通过蒸汽喷射泵22导入蒸汽，蒸汽喷射泵22和温度自动控制装置23连接，以通过温度自动控制装置23控制蒸汽喷射泵22导入蒸汽的量，进而控制将半纤维素溶液加热至预设高温（例如，110-120℃）；

换热器21和水解系统3连接，以将半纤维素溶液输送至水解系统3进行水解；

换热器21和水解系统3连接，以导入半纤维素溶液，并将半纤维素溶液降温至预设低温（例如，50℃左右），并将降温后的半纤维素溶液排至外部设备。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种半纤维素的连续水解装置，其特征在于，包括调酸系统、热量平衡系统和水解系统；

所述调酸系统进口和外部管道连接，以通过外部管道导入半纤维素溶液，并将半纤维素溶液的pH值调至预设值；

所述调酸系统出口和所述热量平衡系统第一进口连接，以通过所述热量平衡系统将半纤维素溶液的温度调至预设高温值；

所述热量平衡系统热出口和所述水解系统进口连接，以通过所述水解系统将半纤维素溶液进行水解，其中：

所述水解系统包括若干串联连接或并联连接的水解单元，每个所述水解单元包括若干串联连接的反应器；

所述水解系统出口和所述热量平衡系统第二进口连接，以通过所述热量平衡系统将半纤维素溶液的温度调至预设低温值；

所述热量平衡系统冷出口用于连接外部设备，以使得半纤维素溶液进入下一工序。

2.根据权利要求1所述一种半纤维素的连续水解装置，其特征在于，所述调酸系统包括调酸罐、加酸管、控制阀、pH值自动检测仪、离心泵和混合器；

所述调酸罐上设置所述加酸管，所述加酸管上设置所述控制阀，所述控制阀和所述pH值自动检测仪连接，以使得所述控制阀能够根据所述pH值自动检测仪的检测结果控制加酸量；

所述调酸罐的出口连接所述离心泵的进口，所述离心泵的出口连接所述热量平衡系统，所述离心泵的出口还连接所述混合器，并通过所述混合器连接所述pH值自动检测仪，以通过所述pH值自动检测仪检测所述混合器内半纤维素溶液pH值，进而使得所述控制阀与所述pH值自动检测仪连锁对加酸量进行调节。

3.根据权利要求1所述一种半纤维素的连续水解装置，其特征在于，所述每个所述水解单元的第一个反应器进口和最后一个反应器出口设置阀门，每个所述水解单元的第一反应器进口在下，最后一个反应器出口在上。

4.根据权利要求3所述一种半纤维素的连续水解装置，其特征在于，所述反应器为圆柱形容器，且所述反应器侧壁设置支耳。

5.根据权利要求3所述一种半纤维素的连续水解装置，其特征在于，所述水解系统包括三个所述水解单元，每个所述水解单元包括三个所述反应器。

6.根据权利要求2所述一种半纤维素的连续水解装置，其特征在于，所述热量平衡系统包括换热器、蒸汽喷射泵和温度自动控制装置；

所述换热器和所述离心泵的出口连接，以导入半纤维素溶液，并将半纤维素溶液加热至初始高温；

所述换热器和所述蒸汽喷射泵连接，以通过所述蒸汽喷射泵导入蒸汽，所述蒸汽喷射泵和所述温度自动控制装置连接，以通过所述温度自动控制装置控制所述蒸汽喷射泵导入蒸汽的量，进而控制将半纤维素溶液加热至预设高温；

所述换热器和所述水解系统连接，以将半纤维素溶液输送至所述水解系统进行水解；

所述换热器和所述水解系统连接，以导入半纤维素溶液，并将半纤维素溶液降温至预设低温，并将降温后的半纤维素溶液排至外部设备。

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