[发明专利]纤维素类秸秆物质连续水解装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于生物质分解制糖技术领域，尤其是纤维素秸秆类物质水解分离单糖。

背景技术

纤维素类秸秆物质在加热和催化剂存在的情况下，半纤维素可水解成以戊碳糖为主的单糖或寡糖。实际生产中水解后得到的戊糖液，可以精制成木糖或脱水生成糠醛，或发酵生产丁醇、乙醇等，但目前所用的水解方式还是采用五六十年代设计的水解锅间歇水解，间歇水解方法缺陷有：1.装卸料麻烦，每次装料前都要排空水解锅内的高温气体，否则由于锅内带压而不能顺利装料。2.劳动强度大。3.不能使工厂实现连续化生产。4.更主要的是不节能环保，如装料前排空水解锅内的高温气体就会造成大量能源浪费。

尽管也有报道采用螺旋推进方法设计的连续水解设备，但由于这种设计方法造成设备故障率高和有其他一些缺陷（比如动力消耗大、不易密封等），因此这种设备很难应用到实际生产中。所以，本领域急需改变现有的生产方案，开发一种连续水解装置和方法，以提高生产效率，并更加节能环保。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相比以往更加节能环保的纤维素类秸秆物质连续水解装置。

为实现上述目的，本发明的纤维素类秸秆物质连续水解装置包括罐体，罐体顶部连通有进料管和进液管，其特征在于：进液管上设有喷淋泵，进液管伸入罐体顶部的一端连接有喷淋头；罐体内设有竖向设置的转子部件，转子部件主轴的上下两端分别通过轴承装配在罐体上；转子部件包括均匀径向连接在主轴外表面上的隔板，隔板的数量大于等于3个，各隔板的外侧皆与一围护板相连接，隔板底端与围护板的底端相齐平；罐体内于所述隔板和围护板的底端处设有平放设置的沥干板，沥干板为具有落料口的筛孔板或栅板，转子部件上方的罐体内部空腔为罐顶空腔；罐体外设有用于驱动转子部件旋转的驱动装置，驱动装置或者与所述围护板传动连接或者与所述主轴传动连接；各处相临隔板与该处的围护板、主轴以及沥干板之间围成水解料腔；罐体底部连通有出料管和排液管，出料管设置在沥干板的落料口的正下方，罐体上设有加热装置；所述进料管和沥干板的落料口在圆周方向上至少相隔一个水解料腔。

进料管上间隔设有第一阀门和第二阀门，第一、第二阀门之间的进料管为上隔压管段；出料管上间隔设有第三阀门和第四阀门，第三、第四阀门之间的出料管为下隔压管段；所述主轴包括圆柱状主轴主体，主轴主体上下两端的中部分别轴向凸起设有上转动连接端和下转动连接端，上、下转动连接端分别通过轴承装配在罐体上。所述罐体底部中央向上设有凸起部，该凸起部与罐体侧壁之间围成用于收集水解液的集液槽； 所述下转动连接端通过轴承装配在该凸起部上；所述凸起部的顶端用于支撑所述沥干板。

所述集液槽处的罐体连通有循环喷淋管，循环喷淋管的上端与罐顶空腔相连通，循环喷淋管上设有循环泵；循环泵与喷淋泵共同向水解料腔内加入水解液，进料管进料速度、转子转速以及水解料腔内水解液的进液速度相匹配，当一水解料腔由进料管处旋转至出料管前时其内的物料水解完毕。

所述加热装置为以下三种形式中的任一种或任两种或三种：a.加热装置为高温蒸汽管，高温蒸汽管与所述集液槽相连通，工作时外置汽源提供的高温蒸汽由高温蒸汽管进入集液槽；b.加热装置为设置在集液槽处罐体上的夹套，所述夹套连接有第一进热管和第一出热管，工作时外置热源提供的高温流体由第一进热管流入夹套并从第一出热管流出夹套；c.加热装置为设置在循环喷淋管上的热交换器，热交换器连接有第二进热管和第二出热管，工作时外置热源提供的高温流体由第二进热管流入夹套并从第二出热管流出夹套。

所述罐体包括竖放的筒体、上封头和下封头，上封头连接在筒体顶端，下封头连接在筒体底端。

所述隔板的数量为16－20个。

所述上隔压管段和所述下隔压管段皆通过平衡排气管与罐顶空腔相连通，平衡排气管上设有平衡排气泵。

本发明的目的还在于提供一种利用上述纤维素类秸秆物质连续水解装置的连续水解方法。