[发明专利]通过使用连续预水解和汽爆预处理工艺预提取半纤维素的系统和方法

权利要求书

1.一种用于预处理纤维素生物质原料的系统，包括：

第一加压反应器，其接收原料，其中，所述原料在所述第一加压反应器中经受水解；

密封装置，其具有到所述第一加压反应器的原料排出端口的第一加压接头，和到第二加压反应器的第二加压接头；

排放装置，其用于包含从所述第一加压反应器和所述密封装置的至少一个中的原料提取的溶解的半纤维素材料的液体；

第二加压反应器组件，其在基本上大于所述第一反应器中的压力的压力下接收来自所述密封装置的加压原料，和

膨胀装置，其在所述第二加压反应器组件下游，其中，所述膨胀装置快速释放从所述第二加压反应器排出的原料的压力，以使所述原料经受汽爆反应，

其中，所述第一反应器和所述第二反应器每一个包括接受直接蒸汽加热的蒸汽相，和用于与原料反应或加热原料的液体相。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一加压反应器具有接收原料的下部区域和包括原料排出端口的上部区域，所述排放装置位于所述下部区域处，将所述溶解的半纤维素材料从所述第一加压反应器排出。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述第一加压反应器倾斜，以使所述原料排出端口处于所述反应器下端。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的系统，其中，用于所述溶解的半纤维素材料的所述排放装置经过减压阀，到达泄料箱。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的系统，还包括弱酸、二氧化硫气体(SO2)、氧气、压缩空气、氨气、水蒸汽、水或其他催化剂中的至少一种的源，并且所述源连接到所述第一加压反应器或所述第二加压反应器的至少一个的入口。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的系统，其中，所述密封装置为加压螺旋进料器。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的系统，还包括从所述第二加压反应器组件接收原料并且将原料提供到所述膨胀装置的反应器排出装置。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的系统，其中，所述第二加压反应器组件包括第二加压反应器和连接到所述第二压力反应器的加压原料排出端口的反应器排出装置。

9.一种用于预处理纤维素生物质原料的系统，包括：

第一加压反应器，其接收原料，其中所述原料在所述第一反应器中，在1.5巴表压到6巴表压范围内的表压下，并且在至少110摄氏度的温度下经受水解；

密封提取装置，其具有到所述第一加压反应器的原料排出端口的第一加压接头和到第二加压反应器的第二加压接头；

清洗步骤，其将清洗液引入所述第一加压反应器和所述密封提取装置的至少一个中的所述原料内；

排放装置，其用于去除包含从所述第一加压反应器和所述密封提取装置的至少一个中的所述原料提取的溶解的半纤维素材料的液体；

第二加压反应器组件，其接收来自所述密封提取装置的加压原料，并且将蒸汽或水汽注入到所述第二加压反应器中的原料内，其中，所述反应器组件将在8巴表压到25.5巴表压范围内的压力施加到原料，并且所述第二加压反应器组件具有连接到排出管道的加压排出端，和

膨胀装置，其在所述第二加压反应器组件下游，其中，所述膨胀装置快速释放从所述第二加压反应器排出的原料的压力，以使所述原料经受汽爆反应。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述加压密封装置为加压密封提取装置，并且包括用于来自所述加压密封提取装置的溶解的半纤维素材料的液体的排放装置。

11.根据权利要求9或10所述的系统，其中，所述第二加压反应器组件包括第二加压反应器和连接到所述第二压力反应器的加压原料排出端口的反应器排出装置。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述反应器排出装置包括盘式研磨机、中密度纤维板(MDF)盘式研磨机、盘式高压压缩机或排出料塞送料机中的至少一个。

13.根据权利要求9到12中任一项所述的系统，其中，所述膨胀装置降低了所述原料的压力至少10巴。

14.根据权利要求9到13中任一项所述的系统，其中，所述第一加压反应器倾斜，以使所述第一加压反应器的下端与所述第一加压反应器的具有原料排出端口的端部相对，并且在所述第一加压反应器下端的排放装置将溶解的半纤维素材料从所述第一加压反应器排出。