[实用新型]汽喷式纤维素酸解预处理设备

说明书

本实用新型所述的汽喷式纤维素酸解预处理设备，包括喂料口、喷酸室、罐体、锥形斗，喷酸室为直筒状，喷酸室设有喷酸装置，喷酸装置包括自上而下垂直固定在喷酸室内壁上的若干个喷酸头、储酸容器、高压风机，喷酸头为空心结构，喷酸头一端固定在喷酸室内壁上，喷酸头另一端且开口处设有网状喷孔，每个喷酸头通过管道并联汇总后通过进汽管与储酸容器连通，高压风机出气口通过管道与储酸容器顶部连通，储酸容器内设有电加热丝；其中，喷酸室内壁上自上而下设有若干均分布的凸点，罐体设有搅拌装置，罐体与锥形斗之间设有金属滤网。本实用新型能对粉碎的纤维素生物质原料进行酸蒸汽喷射，使酸解时酸浸液更充分均匀，提高酸解效果。

技术领域

本实用新型涉及一种汽喷式纤维素酸解预处理设备，属于生物质预处理技术领域。

背景技术

纤维素是地球上分布最广、含量最丰富的可再生资源，广泛存在于园林、秸秆、畜禽粪便等有机固体废弃物中。由于纤维素具有无毒无害、可生物降解、相容性好、价格低廉且可再生等优点，人类对纤维素的利用一直在不断推陈致新。但目前仅有约11％被用于造纸、燃料、饲料、生产农作物产品和建筑等方面，剩余的绝大多数在自然界中被微生物降解转化，最终生成CO₂和H₂O，构成了生态系统中碳循环的一个重要环节，从人类利用自然能源的角度来看，这是一个巨大的浪费。如何提高纤维素降解和转化的效率已成为当今科技界的一大研究热点，它对解决当前的资源、能源和环境问题都具有重要意义。用酸解法将纤维素水解为葡萄糖等糖类物质是纤维素利用的重要途径。但在现有的酸解纤维素预处理设备中，还存在酸解时酸液对生物质浸液不均匀而导致酸解不充分等技术问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种汽喷式纤维素酸解预处理设备，对粉碎的纤维素生物质原料进行酸蒸汽喷射，使酸解时酸浸液更充分均匀，提高酸解效果。

本实用新型所述的汽喷式纤维素酸解预处理设备，包括自上而下依次连通的喂料口、喷酸室、罐体、锥形斗，喷酸室为直筒状，喷酸室设有喷酸装置，喷酸装置包括自上而下垂直固定在喷酸室内壁上的若干个喷酸头、储酸容器、高压风机，喷酸头为空心结构，喷酸头一端固定在喷酸室内壁上，喷酸头另一端且开口处设有网状喷孔，每个喷酸头通过管道并联汇总后通过进汽管与储酸容器连通，高压风机出气口通过管道与储酸容器顶部连通，储酸容器内设有电加热丝；其中，喷酸室内壁上自上而下设有若干均分布的凸点，罐体设有搅拌装置，罐体与锥形斗之间设有金属滤网。

喂料口、喷酸室之间设有破碎装置，有助于将喂料口处喂入的纤维素生物质原料进行粉碎后直接进入喷酸室，无需外部粉碎。

搅拌装置包括安装在罐体两侧壁上的第一轴承密封、第二轴承密封，以及两端安装在第一轴承密封、第二轴承密封内的搅拌杆，搅拌杆一端连接驱动轮，驱动轮通过传动带与搅拌电机的驱动轮连接，搅拌杆上设由若干根平行分布的搅拌叶，有助于对浸酸的纤维素固液混合物进行搅拌，防止原料堆积酸解效果不好。

罐体上设有若干个微波馈入口，每个微波馈入口并联汇集后通过微波导管与磁控管连接，在微波作用下辅助加热酸解，提高酸解效果。

锥形斗底部设有排料口，排出酸解后的酸解浆液，同时也能收集酸液再利用。

破碎装置下方的喷酸室内壁上固定有阻料斜板，从喂料口落下的纤维素生物质颗粒被阻挡后呈条状下落，同时防止落到喷酸头上。

每个喷酸头在喷酸室内壁上自上而下投影呈平行分布，目的在于提高酸蒸汽喷射时的喷射面积。

与金属滤网相平处的罐体上设有排渣口，可将滤出的滤渣掏出。

罐体由3个支腿支撑。

每个喷酸头与进汽管连接的管道上设有阀门，可以随时控制每个喷酸头的开关，储酸容器设有压力表，压力表有助于实时监测储酸容器内的蒸汽压力。