[发明专利]用于预处理木质纤维素固体残渣的分离装置及清洗方法

说明书

本发明公开了一种用于预处理木质纤维素固体残渣的分离装置及清洗方法，该装置包括釜体、活塞以及搅拌桨；釜体的轴向方向贯穿中空，形成腔体，活塞和搅拌桨分别配合安装在腔体的两端，在釜体中分别设置有与腔体相连通的进料口、进水口、出料口、出液口；活塞包括推拉杆、设有滤孔的活塞主体以及滤网；推拉杆和活塞主体固定连接；滤网设置在活塞朝向搅拌桨的那一面上，以将活塞的滤孔覆盖住。通过采用本固液分离装置不仅可以对预处理木质纤维素固体残渣进行反复洗涤和固液分离，还能输送物料，简化了工序，有效衔接了木质纤维素的预处理和酶水解工段，而且本固液分离装置设计巧妙、结构简单，制作成本低，可广泛推广应用。

技术领域

本发明涉及废弃物资源化利用和节能减排领域，具体涉及一种用于预处理木质纤维素固体残渣的分离装置及清洗方法。

背景技术

木质纤维素包括农作物秸秆、林业生产和加工废弃物等资源，主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。纤维素和半纤维素经酶解可转化为葡萄糖、木糖等单糖平台化合物，再经生物或化学催化转化为高附加值的生化产品，如乙醇、乳酸、柠檬酸等等，木质素可作为原料用于制备水泥减水剂、胶黏剂、吸附剂等产品。然而，木质纤维素的致密结构阻碍了纤维素和半纤维素的高效酶解。预处理有助于打破木质纤维素的致密结构，促进纤维素和半纤维素的酶解。预处理技术有多种，主要归类为物理法、化学法、生物法和综合法四种。木质纤维素在预处理过程中通常会产生抑制酶解和发酵的物质，通过反复洗涤和固液分离可以显著降低甚至消除抑制物在木质纤维素固体残渣中的残存，有利于后续的高效酶解和发酵。现有工艺通常采用多级螺旋挤料的方式实现对木质纤维素固体残渣的反复洗涤、固液分离和物料输送，工序繁多且制造成本较高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的旨在提供种用于预处理木质纤维素固体残渣的分离装置，以对木质纤维素固体残渣进行反复洗涤，减少工序，减低成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于预处理木质纤维素固体残渣的固液分离装置，包括釜体、活塞以及搅拌桨；其中，

所述釜体的轴向方向贯穿中空，形成腔体，活塞和搅拌桨分别配合安装在腔体的两端，在所述釜体中分别设置有与腔体相连通的进料口、进水口、出料口、出液口；

所述活塞包括推拉杆、设有滤孔的活塞主体以及滤网；所述推拉杆和活塞主体固定连接，用于推拉活塞主体在腔体中来回移动；滤网设置在活塞朝向搅拌桨的那一面上，以将活塞的滤孔覆盖住。

所述进料口和进水口设置在釜体的上表面中，进料口和进水口分别靠近活塞的起始位置；所述出料口和出液口设置在釜体的下表面中，出料口正对搅拌桨，出液口位于活塞起始位置。

所述釜体倾斜设置，倾斜角度≤5°，安装有搅拌桨的那一端高，安装有活塞的那一端低。

所述搅拌桨为圆盘式搅拌桨或桨叶式搅拌桨，圆盘式搅拌桨或桨叶式搅拌桨的叶片为圆柱体或长方体。。

在所述进料口、进水口、出料口、出液口中安装有球阀开关，在所述进水口中还安装有流量计。

在所述釜体的上表面中还设置有观察窗口。

所述进料口和出料口的口径大于进水口和出液口的口径。

所述进料口距活塞起始位置10-20mm，进水口距进料口10-20mm。

所述滤孔的直径为10-20mm，滤网的网孔直径小于物料直径。

本发明另一目的在于提供一种反复清洗预处理木质纤维素固体残渣的方法，该方法采用上述的用于预处理木质纤维素固体残渣的固液分离装置，包括如下步骤：

S1、物料输入

将预处理后的木质纤维素浆料通过进料口输入至釜体的腔体中；