[其他]加热给料的设备

说明书

技术领域

本实用新型提供一种加热给料的改进设备。

背景技术

人们越来越关注利用诸如麦秸、玉米秸秆和柳枝稷之类的木质纤维素给料来生产燃料乙醇或其它发酵产品。

利用木质纤维素给料生产例如为乙醇的发酵产品的一种方法是：执行预处理，随后将纤维素酶水解成葡萄糖。预处理基本上破坏木质纤维素给料的纤维结构并增加给料的表面面积以使其易于接触木质纤维素酶。预处理可执行成发生木聚糖的高程度水解，且仅少量纤维素转化为葡萄糖。在使用木质纤维素酶的随后步骤中将纤维素水解为葡萄糖。其它预处理工艺(例如某些碱性预处理)不会水解木聚糖或导致有限的木聚糖水解。此外，可使用更为严格的化学处理(例如浓缩酸解)来水解木聚糖和纤维素二者。

不管生产可发酵糖的方法如何，通常将水添加到引入的给料以形成浆，从而便于纤维素给料的输送和机械加工。所述浆由水中的木质纤维素给料块或颗粒构成。在现有技术中描述的产生可发酵糖的许多木质纤维素转换工艺中，作为未溶解的固体(在此称为“UDS”)测量的固体含量在5wt％和12wt％之间。

然而，对于更经济的木质纤维素转换工艺而言，期望它们以较低水含量操作。处理包含高固体含量的给料在工艺的多个阶段具有众多优点，其中一个是减少了装备尺寸，进而减少了资本成本。低水含量的其它好处包括减少能量消耗，其包含减少用于泵送、加热、冷却和蒸发的成本。而且，使用水明显增加了工艺的费用，尤其是在干燥环境下。

尤其受益于低水平水含量的工艺阶段是预处理或需要热量来处理给料的其它阶段。在这些处理期间，在反应器上游或在反应器本身中，加热给料浆所需的能量的量是给料浆的总质量的直接函数，该给料浆包括添加用来运送给料的水。以低水平水含量操作预处理或水解工艺可减少加热所需的能量。已知多种方法用于加热给料，包括间接加热方法(例如加热套)，如加拿大专利申请No.2638152所公开的将加热的水添加至的室中，或将蒸汽添加至反应器本身中(美国专利No.5338366)。

减少水含量和用于加热的必然能量需求的一种方法是在下游的反应器中执行预处理或水解之前使引入的给料脱水以及形成给料的压实塞(参见所拥有的未决申请WO2010022511，通过引用将其并入本文)。给料塞(feedstock plug)可由例如为料塞(plug)螺旋进料器的多种装置产生，并受螺旋压力。通常，给料的水含量减少，使得固体含量足够高以用于发生料塞形成。脱水可发生在料塞形成装置中，或者脱水和料塞形成可在设备的各分离部分中进行。替代地，如果给料固体含量已处于期望的高稠度，则可省略料塞形成上游的脱水。

可证实的是，形成的料塞在其进入下游的反应器之前难以加热。通常，料塞分为较大段，其直径可为3-5英寸或者甚至更大。这种较大段防止蒸汽快速进入纤维材料并导致不均匀的温度分布。发明人认识到，料塞或其各段中的不均匀温度分布可导致在下游反应器中过度蒸煮给料或微煮给料。在反应器中过度蒸煮可导致给料的退化，而微煮可导致低木糖产量以及难以水解纤维素。

因此，本领域需要一种加热给料的改进设备。

实用新型内容

本实用新型之目的是提供一种加热给料的改进设备。

本实用新型提供了一种加热给料的设备，包含纵长室，该纵长室的至少一部分是柱形的。该室包含：(a)接收给料的入口和排出已加热的给料的出口；(b)共轴地安装在所述室中的可旋转轴，该轴包含：(i)入口部分，包含用于在所述室的入口区域传输和打碎给料的螺旋推运器(auger)，其中所述螺旋推运器包含形成在其周围的、用于打碎给料的凹坑或沟槽，以及(ii)多个粉碎元件，安装在所述轴的至少中间部分，用于粉碎所述给料，所述粉碎元件从所述轴向外突出，并倾斜成相对于沿所述轴的横向画的线偏移一角度；以及(c)当已粉碎的给料颗粒传输通过所述室时加热已粉碎的给料颗粒的装置。

根据本实用新型的一个实施方式，凹坑或沟槽为v形或大致为v形。

根据另一实施方式，粉碎元件以这样的角度倾斜：相对于沿所述轴的横向画的线偏移约5°至约30°。

在又一实施方式中，加热已粉碎的给料颗粒的装置包含用于引入蒸汽的一个或多个入口。

根据本实用新型另一实施方式，粉碎元件布置在轴上以扫过所述室的至少一区域的内表面。

根据本实用新型的另一实施方式，粉碎元件构造为其外边缘显示出关于室的内表面同心或基本同心的一个或多个圆。

在本实用新型的另一实施方式中，粉碎元件为刀片、条状物、桨状物、销状物或臂状物。

附图说明