[发明专利]一种应用于碱预处理木质纤维素酶解糖化节水减排工艺的装置

说明书

本发明公开了一种应用于碱预处理木质纤维素酶解糖化节水减排工艺的装置，该装置包括依次连通的碱液储罐、第一计量泵、预处理罐、第一离心机、酶解罐、第二计量泵、酶液储罐；第一离心机排液口经管道和阀门并联连通有预处理废液储罐、一次洗涤废水储罐、二次洗涤废水储罐和三次洗涤废水储罐，预处理废液储罐和一次洗涤废水储罐的底部出液口分别经第三计量泵连通预处理罐，形成一个循环回路；二次洗涤废水储罐和三次洗涤废水储罐的底部出液口分别经第三离心泵与第一离心机防震连通，形成循环回路；本发明实现碱预处理木质纤维素的高效酶解糖化和节水减排，减少木质纤维素预处理残渣洗涤过程中的水耗，降低了废液排放量，节省了运营成本。

技术领域：

本发明涉及废弃物资源化利用和环境保护领域，具体涉及一种应用于碱预处理木质纤维素酶解糖化节水减排工艺的装置。

背景技术：

目前我国每年约有2亿吨的农作物秸秆被废弃或直接燃烧，不仅会造成环境污染，还浪费丰富的有机物原料资源。采用生化转化技术将农作物秸秆等木质纤维素废弃物转化为生物燃料、生物化学品等高附加值产品近年来受到广泛关注。木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木质素通过共价和非共价键连接形成，其结构致密，不易降解。预处理、酶水解、发酵是木质纤维素生化转化技术的关键步骤。通过预处理破坏木质纤维素的致密结构和各组分之间的紧密连接，可提高后续酶解和发酵过程中纤维素和半纤维素的转化效率。然而，预处理的高能耗和酶的高成本导致木质纤维素生化转化技术的产业化尚未能形成规模。碱预处理为目前能耗最低的预处理技术，可高效去除木质素，保留部分半纤维素和几乎所有纤维素，显著提高木质纤维素后续酶解效率，但是碱预处理技术会产生大量的预处理和洗涤废液，其有机物浓度含量高，环境污染危害大，而且预处理和洗涤过程会耗费大量的水，不利于其产业化应用。因此，近年来中外研究人员针对碱预处理技术的缺点展开了一些技术探索。中国专利[CN 102251428 A]公布了一种秸秆类木质纤维素原料处理产生的黑液的处理方法。中国专利[CN 101555667 B]公布了一种木质纤维素原料的生物炼制方法，提及了利用碱处理黑液预浸渍木质纤维素原料或者将黑液酸化制备碱木质素。中国专利[CN105296568 A]公布了一种碱处理木质纤维素废液回收利用的方法。中国专利[CN105838756 A]公布了一种碱处理木质纤维素酶解产糖的节水减排工艺。以上专利虽然涉及到了碱预处理和洗涤废液回收利用的方法，但并未提及实现上述工艺的装置。

发明内容：

本发明的目的是提供一种应用于碱预处理木质纤维素酶解糖化节水减排工艺的装置。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种应用于碱预处理木质纤维素酶解糖化节水减排工艺的装置，该装置包括依次连通的碱液储罐、第一计量泵、预处理罐、第一离心机、酶解罐、第二计量泵、酶液储罐；所述第一计量泵将碱液由碱液储罐输送到预处理罐，所述第二计量泵将酶液由酶液储罐输送到酶解罐，所述预处理罐和酶解罐均设有夹套，夹套一端经离心泵连通水加热器，夹套另一端也连通水加热器，形成一个热水循环回路；预处理罐底端排料口连通第一离心机，第一离心机固体物料排出口防震连通酶解罐，第一离心机排液口经管道和阀门并联连通有预处理废液储罐、一次洗涤废水储罐、二次洗涤废水储罐和三次洗涤废水储罐，预处理废液储罐和一次洗涤废水储罐的底部出液口分别经第三计量泵连通预处理罐，形成一个循环回路；二次洗涤废水储罐和三次洗涤废水储罐的底部出液口分别经第三离心泵与第一离心机防震连通，形成循环回路；预处理废液储罐和一次洗涤废水储罐还跟絮凝罐连通，所述絮凝罐依次通过第四离心泵、第二离心机与废液储罐连通。

特别地，碱液储罐和预处理罐罐身均设有保温层和观察口。

所述预处理罐夹套一端经第一离心泵连通第一水加热器，夹套另一端也连通第一水加热器，形成一个热水循环回路；所述酶解罐夹套一端经第二离心泵连通第二水加热器，夹套另一端也连通第二水加热器，形成一个热水循环回路。