[发明专利]模块耦合式生物质微波干法或半干法预处理反应器

说明书

技术领域

本发明属于生物化工领域，特别涉及一种模块式生物质微波干法或半干法预处理反应器。

背景技术

随着石化资源的日益枯竭，人类社会的发展对于能源和资源的需求必将不可避免的要从石化资源向可再生资源转化。生物质是可再生资源，其在地球上产量巨大，如果可以很好的利用，有可能满足人类对资源和能源的很大一部分需求。因此生物炼制的重要性日益凸显，而生物炼制的一个核心问题就是生物质的预处理，生物质原料，尤其是木质纤维素原料，只有得到恰当的预处理后才可能被经济有效的利用。目前，已有各种生物质的预处理方法，和相应的预处理反应器，但是这些方法和反应器都具有一个相同的问题，就是处理的成本偏高，采用这些技术时，使生物质的利用往往得不偿失。因此还需要进一步开发经济高效的预处理方法和专用的反应器。

利用微波实现生物质的连续预处理可能是一个节能高效的手段。专利号为ZL02143336.4的专利公开了一种微波连续加热装置，该装置用于陶瓷类产品的干燥，该发明利用传输带实现物料的连续进出，同时，使用固定于传输带上的L形支架用于防止微波的泄露。该装置不适于生物质类原料的处理。申请号为200710090845.4的发明专利公开了一种连续式微波加热装置，该装置主要通过微波输送装置的设计，使单一微波源可以加热多个位置，可以减少系统所占有的空间和制造成本。这样的装置适用于食品的加工制造。

发明内容

【发明目的】本发明的目的是为发明人先前提出的申请号为201110154426.9的发明专利“微波干法或半干法预处理生物质的方法”提供一种专用预处理反应器，使用此反应器可与之相配套，更好的实施原先提出的预处理方法。

【本发明的构思】现有的预处理方式普遍具有能耗大，成本高的问题。为了解决这个问题，提出了微波干法或半干法预处理生物质的方法，这个方法的基本原理是，在物料含水量合适，且均匀分布的情况下，先预热原料，然后高功率加热，这样使原料中水分快速气化膨胀，进而将原料中的汽爆结构胀破，破坏生物质的内部结构，提高原料的孔隙度，增加原料的可降解性。为了达到这样的目的，没有专用设备的情况下，首先需要调节原料的水分，然后进行预热，然后进行高功率加热，这样虽然也可以达到目的，但是需要在不同的设备之间移动物料，生产效率不高。为了解决这个问题，可以将物料的水分调整和预热和高功率加热三个不同的过程通过设备整合的方法，结合起来，从而增加预处理的效率。

【本发明技术方案】本发明的基本构造如下：

此反应器由以下部件组成：驱动电机(1)；减速器(2)；进料仓(3)；水槽(4)；控流电磁阀(5)；MCGS触摸屏(6)；控制柜(7)；磁控管(8)；红外线温度传感器(9)；输送带主动轮(11)；输送带驱动电机(12)；谐振腔(13)；输送带从动轮(14)；微波反射板(15)；螺旋式物料搅拌器(16)；支架(17)；输送带(18)；波导管(19)；套筒(20)组成，驱动电机(1)通过减速器(2)带动螺旋式物料搅拌器(16)转动，物料从进料仓(3)进入螺旋式物料搅拌器(16)后，根据含水量调节的需要，从水槽(4)中输入一定量的自来水调节物料的含水量，水分加入的多少由控流电磁阀(5)进行控制，物料从螺旋式物料搅拌器(16)的末端输出，落到输送带(18)上，输送带(18)由输送带主动轮(11)驱动，除了主动轮还配置输送带从动轮(14)，两者对输送带(18)起支撑作用，架起的输送带(18)从两端开口的谐振腔(13)中穿过，谐振腔(13)上部配备磁控管(8)，用于物料的预热和高功率加热，磁控管配置的原则是在物料通过的时间内磁控管能够将物料加热到所需的温度，谐振腔(13)上部还配备红外线温度传感器(9)用于监控物料的温度变化，在输送带进入谐振腔(13)的进口和出口处配备微波反射板(15)用于防止微波的泄露，处理过程中水分的调节和微波的调节和温度的监控以及物料的输送速度由组态软件进行控制，组态软件选用MCGS触摸屏(6)内嵌的组态软件。

本发明具有以下特点和优势：

1.结构简单，结合紧凑，无压力容器，设备造价低；

2.可以连续操作，生产效率高；

3.采用模块式结构，便于工艺调整，可适用于多种生物质原料的处理。

附图说明

图1模块式生物质微波干法或半干法预处理反应器；

图2模块式生物质微波干法或半干法预处理反应器(两模块串联)。