[实用新型]纤维素类生物质水解装置

说明书

技术领域

本实用新型属于生物质能领域，具体涉及一种纤维素类生物质水解装置。

背景技术

随着经济的发展以及人们对能源需求的增加，以燃料乙醇掺混在汽油中替代或部分替代汽油做发动机燃料，可减轻我国对石油进口的依赖，降低大气污染物排放量，已做为当前最直接最有效的石油基液体燃料替代方式在巴西、美国、中国、欧盟等世界范围内得到应用。

目前我国汽油年消耗量约5000万吨左右，随着汽车保有量的增加将呈递增趋势，据预测2010年将达到62006500万吨。按照掺混10％燃料乙醇计算，我国每年要消耗500万吨燃料乙醇，如果替代50％的汽油燃料，则年需求量达2500-3000万吨，而燃料乙醇可以任意比例掺混。而至2005年，我国燃料乙醇年产量只有102万吨，所以燃料乙醇在我国的市场空间是巨大的。目前燃料乙醇的原料皆来源于淀粉和糖类作物，存在“与民争粮”“与农争地”的问题，木质纤维素类生物质是目前世界公认的最有前景的燃料乙醇生产原料，其生产工艺包括水解生成可发酵糖，糖发酵为乙醇及乙醇脱水提纯。其中的难点在于水解生产可发酵糖，木质纤维素类生物质水解的方法有酸水解和酶水解，其中的超低酸水解方法日益受到重视。

但现有水解方法中，木质纤维原料处于松散状态，液态介质的用量大，且其中的酸分影响到糖类产物的降解，不利于后续工艺的处理。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种纤维素类生物质水解装置，该装置中液态介质的用量小，进而提高糖类产物的浓度，降低糖类产物的降解，以方便后续工艺的处理。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

纤维素类生物质水解装置，在反应釜内设有料桶，料桶内设有压板，料桶的底部及压板上均设有滤孔，压板的上方被弹性抵压件抵压，反应釜上设有出料管路、进液管路。

本实用新型中，通过压缩渗滤方式实现木质纤维素类生物质的水解，可减少液态介质的用量，从而提高糖的得率，以方便后续工艺的处理。

本实用新型的进一步改进是：

所述反应釜的口部盖有釜盖而将所述反应釜内的空间密封，高压气源通过气管与反应釜内的空间相通；在进液管路、出料管路及气管上均设有控制阀门。高压气源可对反应釜内进行加压，以创造高压环境，加速纤维的分解，高压气源可以是高压气罐，在批量生产中，也可以直接与高压气管或气泵相接通。

所述进液管路包括连接管及与连接管相通的水罐、酸罐。水罐、酸罐用于向反应釜内提供液态介质，用于反应及反应后残渣的冲洗。超低酸指浓度为0.2％以下的酸，以超低酸为催化剂在较高温度下对生物质的水解为超低浓度酸水解，该方法具有以下明显优势：①对设备腐蚀性小，可用普通不锈钢来代替昂贵的耐酸合金，降低装置成本；②酸浓度低，可有效降低糖类产物的降解，减少产物中发酵抑制物含量；③无需酸回收，中和发酵液产生的废弃物量少，环境污染小，属于绿色化学工艺。

所述出料管路包括设于所述反应釜下方的下出料管及设于反应釜上方的上出料管，在上出料管或下出料管上设有冷却装置。下出料管用于将液态产物排出、收集，上出料管用于将气态产物排出、收集，使产物更充分、有效的排出。

在所述下出料管上，所述冷却装置的后端设有背压装置。该背压装置可以是背压阀，也可以是高压容器，该背压装置设置在下出料管上，使出料管路与反应器保持压力一致，利于液态产物连续、稳定地排出。

在所述反应釜的外壁设有电加热装置。电加热装置可使反应釜内形成高温环境，以加速生物质的水解。进一步，所述电加热装置为电阻丝，电阻丝缠绕于所述反应釜的外壁上，在所述反应釜外壁设有保温层，该保温层将所述电阻丝包裹。

该水解装置还包括有控制器、设于反应釜内的温度传感器，所述电加热装置、温度传感器均与控制器连接。温度传感器对反应釜的温度进行感测，并将所感测的温度信号传输至控制器，由控制器对电加热装置进行控制。

在所述进液管路上设有计量装置。计量装置可控制向反应釜提供的液态介质的量。

附图说明

图1是本实用新型的结构图；

图2是反应釜与电加热装置、保温层的结构图；

图3是料桶与压板、弹性抵压件的连接结构图；

图4是压板的俯视图；

图5是料桶底部的结构图；

附图标记说明：