[发明专利]一种低耗能的热水解生物质预处理方法及其装置

权利要求书

1.一种低耗能的热水解生物质预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、热水解处理：将粒度小于1cm的木质纤维素类生物质原料至于水解反应器中，按照物料质量浓度不低于20％加入水后，搅拌均匀，在100-180℃条件下水解，反应时间为5-60min；

步骤二、超声处理：将步骤一所得的固液混合物加水至物料质量浓度低于5％，在超声频率为20-60kHz、功率为50-500w、温度20-100℃的条件下超声处理5-60min；

步骤三、将步骤二所得的固体产物脱水后进行高固含量酶水解；按每克底物添加10-30FPU水解酶，在pH4.8条件下水解72h；其中所述高固含量酶水解中底物质量浓度不低于20％；

步骤四、收集步骤二所得的水解液并循环用作新一轮水解反应的反应液。

2.如权利要求1所述的低耗能的热水解生物质预处理方法，其特征在于，所述步骤一的热水解处理过程中，还可在反应器中通入氨气、二氧化碳、二氧化硫、氧气、空气、氮气中的一种，使得反应环境为碱性或酸性或氧化或惰性环境。

3.如权利要求1所述的低耗能的热水解生物质预处理方法，其特征在于，所述步骤四收集到的水解液是通过计量泵回收到步骤一的反应器中。

4.如权利要求1所述的低耗能的热水解生物质预处理方法，其特征在于，所述木质纤维素类生物质原料为农林废料，选自甜高粱渣、甘蔗渣、玉米芯、玉米秸秆、麦秸秆、稻草、能源草。

5.一种适用于权利要求1-4任一项所述的低耗能的热水解生物质预处理方法的装置，其特征在于：该装置包括水解罐、后处理罐、脱水罐和接料罐；所述水解罐的出料口与后处理罐的进料口连接，后处理罐分别与脱水罐及接料罐连接；所述接料罐上还设有与水解罐连通的管路；所述后处理罐上设有超声换能器。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述水解罐为夹套式加热罐，由主罐体和设置在主罐体外周的外置式加热夹套组件组成；所述外置式加热夹套组件包括夹套层、加热/冷却油箱和循环油泵，夹套层、加热/冷却油箱和循环油泵通过管路连接形成循环的通路；所述加热/冷却油箱附近还设有三通阀。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述连通接料罐和水解罐的管路上还设有计量泵。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述脱水罐为压榨式脱水罐或离心式脱水罐。