[实用新型]从生物质原料中分级提取半纤维素和木质素的反应系统

说明书

本实用新型公开了一种从生物质原料中分级提取半纤维素和木质素的反应系统，包括蒸汽发生器、反应器及固液分离器，所述蒸汽发生器和反应器之间通过蒸汽管路连接并形成回路，所述固液分离器通过管路可拆卸的连接于反应器底部，固液分离器底部连接溶液排出管路，反应器上盖连接溶剂输入管路，反应器外部为用于蒸汽通入的反应器壳程。本实用新型对反应体系内的固液体系可以进行充分的分离，对于提取完半纤维素的固体残渣可以继续用于分离提取木质素，并可使最终剩余的纤维素残渣充分干燥。本实用新型可以省去传统工艺中的固液分离装置、干燥装置并可使加热介质循环使用等，操作简单又解决了环境污染问题且能耗低经济性较好。

技术领域

本实用新型涉及一种提取分离系统，具体涉及一种用于分级提取半纤维素及木质素的反应系统。

背景技术

生物质是地球上最广泛存在的物质，绿色植物利用叶绿素通过光合作用，把CO₂和H₂O转化为葡萄糖，并把光能储存在其中，然后进一步把葡萄糖聚合淀粉、纤维素、半纤维素木质素等构成植物本身的物质。作为植物生物质的主要成份，木质素是一种复杂的、非结晶型的三维网状高分子聚合物，是植物细胞壁的主要组成成分，同时又是地球上含量最丰富的可再生芳香类多聚物。木质素可以用作重要的化工原料，现存工艺使用溶剂或其他化学品使木质纤维素在进入纤维素转化之前提取木质素。

在这些木质素提取工艺中，所述溶剂或化学品缺少回收循环利用方法，所述设备运行昂贵工艺复杂。在其它现存工艺中，木质纤维素在预处理和水解中的固体转化需要高温以充分或部分地溶解存在的木质素。另外，随着提取液的降温冷却，提取液中溶解的木质素会从提取液中沉淀析出附着于木质纤维素残渣上并变得粘稠（一般处于木质素的玻璃化转变温度范围内，其在环境压力下是约100℃）并且倾向于使工艺设备结垢至造成设备不可运行的程度。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述问题的不足，提供一种从生物质原料中分级提取半纤维素和木质素的反应系统。该反应系统可以使生物质原料中的纤维素、半纤维素及木质素之间分级提取加以利用，避免常见的设备复杂、易结垢等问题，并且体系中的加热介质可以循环使用，无污染物排放，节约能源、投资成本低，实用性强，易实现工业化推广。

本实用新型为实现上述目的所采取的技术方案为：从生物质原料中分级提取半纤维素和木质素的反应系统，其特征在于：包括蒸汽发生器、反应器及固液分离器，所述蒸汽发生器和反应器之间通过蒸汽管路连接并形成回路，所述固液分离器通过管路可拆卸的连接于反应器底部，固液分离器底部连接溶液排出管路，反应器上盖连接溶剂输入管路，反应器外部为用于蒸汽通入的反应器壳程。

所述蒸汽管路包括从蒸汽发生器连接至反应器壳程的蒸汽输入管路及从反应器壳程连接回蒸汽发生器的蒸汽输出管路。

所述反应器与固液分离器之间连接溶液排出阀，反应器上盖连接用于测定反应器内部温度、压力的温度表及压力表。

所述反应器与反应器壳程外壁均为316L不锈钢材质。

所述固液分离器中设置有可使固液两相在固液分离器中进行分离的过滤筛网。

所述过滤筛网为100-160目的316L不锈钢材质筛网。

所述生物质原料选自麦类秸秆、谷物秸秆、芦苇、木材类、亚麻类、玉米秸秆、芒秆、高粱秆、玉米芯、谷物壳、豆类秸秆中的一种或几种。

所述生物质原料为玉米秸秆和/或谷物壳。

利用本实用新型从生物质原料中分级提取半纤维素和木质素的过程包含一级分离和二级分离步骤：