[发明专利]利用农林废弃物生产糠醛的系统及方法

权利要求书

1.一种利用农林废弃物生产糠醛的系统，其特征是：所述系统包括：

水解系统，包括相互首尾连接的N级水解反应釜，用于对农林废弃物进行连续水解，生成戊糖溶液；以及

脱水蒸馏系统，包括脱水蒸馏单元和脱水回收单元，所述脱水蒸馏单元包括至少一个脱水反应蒸馏塔，用于将所述戊糖溶液进行脱水蒸馏得到糠醛蒸汽；所述脱水回收单元包括至少一级脱水反应器，用于将所述脱水反应蒸馏塔塔底排出的溶液进一步进行脱水反应生成糠醛蒸汽，然后将糠醛蒸汽送回至所述脱水反应蒸馏塔；

其中，N为大于等于2的整数。

2.如权利要求1所述的系统，其特征是：第一级水解反应釜的溶液出口与第二级水解反应釜的溶液入口相连接，第二级水解反应釜的溶液出口与第三级水解反应釜的溶液入口相连接，如此往复，直到第N-1级水解反应釜的溶液出口与第N级水解反应釜的溶液入口相连接，于是组成相互首尾连接的水解系统；其中第一级水解反应釜的溶液入口为催化剂溶液入口，第N级水解反应釜即最后一级水解反应釜的溶液出口与所述脱水蒸馏系统的溶液入口连接，将水解后生成的戊糖溶液送给所述脱水蒸馏系统；每一级水解反应釜还包括一个固体入口用于装入农林废弃物，一个固体出口用于废渣排出；

其中催化剂溶液通入第一级水解反应釜中与其中的农林废弃物进行水解反应，水解反应结束后，将第一级水解反应釜底部引出的溶液通入第二级水解反应釜进行进一步水解反应；然后从第二级水解反应釜底部引出的水解反应后的溶液通入第三级水解反应釜，如此往复，直到最后一级水解反应釜，最后一级水解反应釜底部引出的溶液送入所述脱水蒸馏系统，完成第一水解循环；其中所述溶液为含有催化剂的戊糖溶液；

第一水解循环完毕后，将所述第一级水解反应釜内的废渣排出、装入新的农林废弃物原料后作为下一水解循环的最后一级水解反应釜，而第一水解循环的第二级水解反应釜作为下一水解循环的第一级水解反应釜，依次地，最后一级水解反应釜作为倒数第二级水解反应釜，如此实现农林废弃物的连续水解。

3.如权利要求1或2所述的系统，其特征是：每一级所述脱水反应器的顶部至少设有一个戊糖溶液入口、一个醛汽出口、一个蒸汽入口，底部至少设有一个废液出口，上一级脱水反应器的废液出口和蒸汽入口分别与下一级脱水反应器的戊糖溶液入口和醛汽出口相连接；所述第一级脱水反应器的戊糖溶液入口连接所述脱水反应蒸馏塔塔底，所述最后一级脱水反应器的废液出口连接到所述水解系统的第一级水解反应釜，将所述糠醛制备系统的含有催化剂的废水送回所述水解系统作为水解催化剂使用。

4.如权利要求1-3任一所述的系统，其特征是：所述脱水回收单元还包括与所述最后一级脱水反应器连接的加热装置，所述加热装置只对最后一级所述脱水反应器进行供热，通过逐级上行的所述糠醛蒸汽将热量逐级送至每一级所述脱水反应器，并最终送给所述脱水反应蒸馏塔。

5.如权利要求1-4任一所述的系统，其特征是：所述脱水反应蒸馏塔与所述第一级脱水反应器之间设置有位差，所述每相邻的二级脱水反应器之间设置有位差，所述脱水反应蒸馏塔位置最高，所述最后一级脱水反应器位置最低。

6.如权利要求5所述的系统，其特征是：所述脱水反应蒸馏塔的废液出口高于所述第一级脱水反应器的戊糖溶液入口，所述每相邻的二级脱水反应器中上一级的废液出口高于下一级的戊糖溶液入口。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的系统，其特征是：所述脱水蒸馏单元还包括与所述脱水反应蒸馏塔塔顶连接的一个冷凝器和一个低压分相器，所述脱水反应蒸馏塔产生的醛汽输送到所述冷凝器，所述冷凝器冷凝得到的粗醛被输送到所述低压分相器中被分离为醛相及水相，所述水相返回到所述脱水反应蒸馏塔继续蒸馏。

8.如权利要求7所述的系统，其特征是：所述低压分相器的压力与所述脱水反应蒸馏塔中压力相同。

9.如权利要求1-8任意一项所述的系统，其特征是：所述脱水蒸馏系统后面还连接精馏系统，对所述低压分相器分离出的醛相进一步进行精制生成糠醛；所述精馏系统的废液出口连接到所述第一级水解反应釜的溶液入口，将废液送回所述水解系统作为水解催化剂的稀释剂使用。