[发明专利]汽爆工艺试验台

说明书

技术领域

本发明涉及一种对蒸汽爆碎工艺进行工艺参数确定的试验装置，为物理试验设备。

背景技术

蒸汽爆碎(Steam Explosion)的技术本质为：将渗进植物组织内部被压缩的气体短时间突发性释放完毕，目的是用较少的能量将原料按目的分解。汽爆机是将容器内的原料在毫秒级的范围内，以炸散的形式悬在大气空间。由于其作用时间短，能量密度高而且集中，蒸汽分子可以渗透到纤维素与木质素等大分子之间，可充分的在大分子水平上将物料分解，对后期酶水解等生化处理创造基础条件。

目前的汽爆技术的基本模式是：在一个压力容器底部装置阀门，通过阀门的快速打开实现压力突然释放，产生汽爆效果。这一模式存在的主要问题在于高压蒸汽的压力释放过程时间长，难以达到毫秒级，降低了能量密度，使物料分解程度不高。因此这种技术模式只能做为热喷放模式，产生不了真正的蒸汽爆碎现象。此外，还有一种通过螺杆连续挤出方式来模拟蒸汽爆碎过程的技术模式，其特点是：固形物或称物料干物质本体受高应力挤压并产生高温，在其出口挤压应力消失后，物料膨化。这种工艺过程不是以汽体渗入植物组织内部的方式充注可爆发的压缩汽体能，并使其在短时间爆炸释放，因此不具备“爆”的条件，也无爆的声音，无法从分子水平上打破原有纤维素大分子晶格。其结果是以巨大的功耗来压缩固体，却未产生纤维素物质预处理的预期效果，对于后期的酶水解帮助不大。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术之不足，提供一种利用爆缸活塞原理能在毫秒级的时间内完成蒸汽爆碎过程的工艺试验台。该试验台的技术原理也同样体现在工业化汽爆设备的设计中，这就为将来的蒸汽爆碎工业化生产准确模拟了生产工艺环境，从而实现对蒸汽爆碎工艺进行正确的工艺参数确定，并为酶水解等生化处理的中期试验提供了纤维预处理原料。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

本发明包括：爆芯、回收罩、蒸汽发生器、实验台框架、电气系统、气动系统、蒸汽管道系统。其中，爆芯装置于回收罩内部，爆芯由爆缸与爆体活塞组成，爆缸与爆体活塞为滑动配合关系，通过O型圈实现滑动密封。回收罩、蒸汽发生器、电气系统、气动系统、蒸汽管道系统均安装于实验台框架内部。汽爆工艺试验台的工作过程是这样的：先将被爆物料装填入爆体活塞内；当蒸汽发生器产生达到试验要求压力的蒸汽时，打开蒸汽进入阀门，使蒸汽进入爆芯；当达到试验预定的压力渗透平衡时间后，关闭蒸汽进入阀门，同时启动气动系统，驱动爆体活塞，在爆缸内做直线运动，引发内部的蒸汽突爆。在爆破过程中，物料被喷入回收罩，供收集取样。

本发明的优点是：

1、本发明通过气动系统驱动爆体活塞，使蒸汽爆碎过程在毫秒级的时间内完成，提高了能量密度，使物料得到充分分解。

2、本发明可精确控制汽爆压力与保压时间，可为汽爆生产确定精确的工艺参数。

3、本发明每次试验相对独立，相互无干扰，为对比试验及确定最佳工艺参数创造了条件。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明一实施例的右前方轴测视图。

图2为该实施例的爆芯全剖视图。

参照附图，本发明包括：爆芯1、回收罩2、蒸汽发生器3、实验台框架4、电气系统5、气动系统6、蒸汽管道系统7、爆缸8、爆体活塞9、O型圈10、蒸汽进入阀门11。

在图1实施例中：爆芯1装置于回收罩2内部，爆芯1由爆缸8与爆体活塞9组成，爆缸8与爆体活塞9为滑动配合关系，通过O型圈10实现滑动密封。回收罩2、蒸汽发生器3、电气系统5、气动系统6、蒸汽管道系统7均安装于实验台框架4内部。

本发明的工作过程是这样的：先将被爆物料装填入爆体活塞9内；当蒸汽发生器3产生达到试验要求压力的蒸汽时，打开蒸汽进入阀门11，使蒸汽进入爆芯1；当达到试验预定的压力渗透平衡时间后，关闭蒸汽进入阀门11，同时启动气动系统6，驱动爆体活塞9，在爆缸8内做直线运动，引发内部的蒸汽突爆。在爆破过程中，物料被喷入回收罩2，供收集取样。

具体实施方式

QB-200型汽爆工艺试验台为上述发明的具体实施。该型试验台配备50KW燃气蒸汽发生器，最大工作压力6MPa，每次汽爆试验容积405毫升，每小时平均可完成20组试验，能为工业化生产的连续汽爆设备提供完整的汽爆工艺参数。