[发明专利]一种生物质水热预处理过程的在线检测方法与装置

权利要求书

1.一种生物质水热预处理过程的在线检测装置，其特征在于，包括与反应器连接的预水解液取样装置，用预水解液管道依次连接的用于净化样品的过滤装置、冷却装置、用于预水解液与缓冲液混合的制样装置，光谱检测装置，以及用于数据收集和检测模型运算的数据处理装置；所述制样装置与缓冲液储存器通过缓冲液管道连接；还设有分别用于检测和控制流入制样装置中的预水解液和缓冲液流量的计量泵、流量计与电磁阀；

对于液比为1.0-2.5L/kg的水热预处理工艺，所述制样装置为脉冲混合装置，所述制样装置内设有定量环和六通阀；对于液比为2.5-20L/kg的水热预处理工艺，所述制样装置为三通阀直接混合器；所述制样装置与光谱检测装置之间设有稳流混合作用的螺旋管路；

所述制样装置内设有pH值检测装置。

2.根据权利要求1所述生物质水热预处理过程的在线检测装置，其特征在于，还设有管路清洗装置，所述管路清洗装置分别与预水解液管道和缓冲液管道通过清洗液管道连接；所述管路清洗装置包括清洗液储存器、设置在清洗液管道上的泵和阀门。

3.根据权利要求2所述生物质水热预处理过程的在线检测装置，其特征在于，所述过滤装置为交叉过滤装置，所述交叉过滤装置与清洗装置连接。

4.根据权利要求2～3任意一项所述生物质水热预处理过程的在线检测装置，其特征在于，所述制样装置和光谱检测装置分别连接废液收集槽。

5.根据权利要求4所述生物质水热预处理过程的在线检测装置，其特征在于，所述预水解液管道和缓冲液管道均分别设有泵、阀门。

6.根据权利要求5所述生物质水热预处理过程的在线检测装置，其特征在于，所述泵为计量泵；所述阀门为电磁阀；所述电磁阀与流量计与数据处理装置连接。

7.根据权利要求5所述生物质水热预处理过程的在线检测装置，其特征在于，所述清洗液管道与缓冲液管道的连接处位于缓冲液管道上的阀门和泵之间；所述清洗液管道与预水解液管道的连接处位于过滤装置和冷却装置之间的管道上。

8.根据权利要求1～7任意一项所述生物质水热预处理过程的在线检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.从生物质水热预处理反应器中取出预水解液样品，经过滤、冷却后，与缓冲溶液按比例在所述制样装置中混合，得到待检测样品；

S2.将S1中的待检测样品经过所述螺旋管路后进行在线光谱检测，并记录t时刻预水解液和参比液在波长θ1和θ2处的吸光度；

S3.将S2中获得的吸光度与预水解液比进行拟合建模获得检测模型，运用检测模型分别计算得到生物质水热预处理的预水解得率、纤维素和半纤维素去除率；缓冲溶液与预水解液样品的混合比例采用二者的计量泵或流量计与电磁阀进行控制，该比例须满足光谱检测器在θ1处的吸光度信号值在0.05-2.0的范围内，且最小混合比例根据混合后溶液的实际pH值与缓冲溶液自身pH值之间的差值决定，两者偏差在±0.25个pH值单位内。

9.根据权利要求8所述生物质水热预处理过程的在线检测装置的方法，其特征在于，S1中缓冲液与预水解液混合的比例为：缓冲液流量为5～500mL/min；预水解液流量为0.1～10mL/min。

10.根据权利要求8所述生物质水热预处理过程的在线检测装置的方法，其特征在于，采用的光谱检测器所采用的波长θ1为220～450nm，波长θ2为450～900nm。