[实用新型]一种应用于秸秆类原料碱法蒸煮预处理的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物质预处理的领域，尤其涉及一种应用于秸秆类原料碱法蒸煮预处理的装置。

背景技术

我国的天然纤维素原料十分丰富，据2001年的统计，我国秸秆资源量就达7亿吨，随着农业生活水平的提高，生活方式的改变，农村对于秸秆的需求大减，以前用于日常生活到现在秸秆却用来焚烧处理，不但资源浪费，还污染环境。如何给日益增加的秸秆找到出路，变废为宝，已经成为迫在眉睫的社会问题。

积极发展可再生能源，对于解决农村地区的生活用能和生态建设具有十分重要的意义。但是秸秆等木质纤维主要是由不可溶的纤维素，半纤维素和木质素组成，其中较好利用的纤维素被较难利用的半纤维素和木质素“包裹”。如何进行预处理可以使尽可能多的半纤维素和纤维素转变成可溶性单糖，其中，现有的任何一种单一预处理方法（物理方法，生物降解，化学处理和蒸汽热处理）都不能很好的同时实现这个目的，同时，当前的冷却后再采用分离设备分离的方法，存在能量消耗大，操作复杂等弊端。因此需要寻找一种既能固液分离，同时又能提高效率降低生产成本的设备要满足生产工艺的需求。

发明内容

本实用新型的目的是针对当前预处理秸秆类原料工艺的缺点，提供一种节能，便利的应用于秸秆类原料碱法蒸煮预处理的装置。

本实用新型采用的技术方案是：

一种应用于秸秆类原料碱法蒸煮预处理的装置，包括反应容器，所述反应容器顶部设有物料管和碱管，所述反应容器内部设有多层过滤板，所述过滤板一侧装有浆料输出管道，所述过滤板另一侧装有蒸汽输入管道，所述反应容器底部设有黑液输出管道，所述黑液输出管道通过蒸煮黑液回用管道与碱管相通，所述蒸煮黑液回用管道上设有泵。

所述过滤板的层数范围为2-10层。

所述过滤板上设有过滤介质孔，所述过滤板介质孔的孔径范围为2μm-2cm，上层过滤板介质孔的孔径大于下层过滤板介质孔的孔径。

本实用新型的优点是：在碱法处理的基础上，增加了蒸汽蒸煮的作用，增加的下通蒸汽同时又有搅拌的作用，使用预处理更加充分，预处理的效果更加卓越，且该设备易于操作，便于清洗，可应用于所有在分步反应中需进行固液分离的情况。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

图1为本实用新型的结构示意图。

其中：1、反应容器，2、碱管，3、浆料输出管道，4、黑液输出管道，5、物料管，6、蒸汽输入管道，7、过滤板，8、蒸煮黑液回用管道，9、过滤介质孔，10、泵。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的一种应用于秸秆类原料碱法蒸煮预处理的装置，包括反应容器1，所述反应容器1顶部设有物料管5和碱管2，所述反应容器1内部设有多层过滤板7，所述过滤板7一侧装有浆料输出管道3，所述过滤板7另一侧装有蒸汽输入管道6，所述反应容器1底部设有黑液输出管道4，所述黑液输出管道4通过蒸煮黑液回用管道8与碱管2相通，所述蒸煮黑液回用管道8上设有泵10，所述过滤板7的层数为三层，所述过滤板7上设有过滤介质孔9，所述过滤板介质孔9的孔径范围为2μm-2cm，上层过滤板介质孔9的孔径大于下层过滤板介质孔9的孔径，在碱法处理的基础上，增加了蒸汽蒸煮的作用，增加的下通蒸汽同时又有搅拌的作用，使用预处理更加充分，预处理的效果更加卓越，且该设备易于操作，便于清洗，可应用于所有在分步反应中需进行固液分离的情况。

针对秸秆类原料材料预处理后纤维素大小有较大的分布，所以用二种以上不同孔径介质，并不断通过下方蒸汽的推力，可以减少堵塞，提高效率，最大程度地进行固液分离。

本设备的蒸汽下置，所导入的蒸汽对于物料有一个不断翻动作用，使反应更加充分；同时也可以使在蒸汽碱法作用下溶解的半纤维素和纤维素快速通过过滤板，每层过滤板7下面的蒸汽可以使过滤板介质孔9时刻保持畅通。

工作原理：

将按反应要求准备好的秸秆类原料通过物料加入物料管5加到反应容器1中，关闭所有物料管5，打开加碱管2，加入碱水，反应一定时间后，打开蒸汽输入管道6，使物料翻动，在达到反应条件后，关闭蒸汽输入管道6，在达到反应时间后，打开黑液输出管道4，黑液排出黑液输出管道4外，或通过黑液回用管道8回流到碱管2回用，滤饼在过滤板7上渐渐形成；之后，关闭黑液输出管道4，打开蒸汽输入管道6，冲散滤饼；打开碱管2，蒸汽输入管道6进行进一步反应，反应完后，打开浆料输出管道3，在压力差的作用下喷出浆料；最后，打开蒸汽输入管道6反向清洗介质，保持设备清洁。

整个过程中，易溶解的纤维素和半纤维素可以在较温和的条件下，先分离出去，难溶解的纤维素和半纤维素进入下一步较恶劣的条件下反应，减少不必要的热量损耗，同时，固液分离无需在容器外固液分离，操作简单。在整个过程中，随时可以进行蒸汽逆方向冲洗过滤，保持过滤孔径的畅通。对于难分解的木质素可以通过调节蒸汽量和碱水浓度，使物料中的纤维素和半纤维素得到最大限度的利用。