一种纤维素与半纤维素联合预处理装置，该装置包括进料粉碎装置、蒸煮分离装置、脱液挤爆装置和水解液回收装置。秸秆在进料粉碎装置中被机械力作用粉碎后进入蒸煮分离装置。在蒸煮分离装置中经历水煮、汽蒸作用后，秸秆携带未水解的纤维素被送入脱液挤爆装置。秸秆在脱液挤爆装置中被挤压，在脱液挤爆装置的末端，使周围环境压力瞬间下降，将秸秆挤压过程积累的压力能瞬间释放。溶有半纤维素水解产物的高温高压水部分从蒸煮分离装置末端排出收集至水解液回收装置，半纤维素与纤维素初步分离。本发明专利技术在联合预处理纤维素和半纤维素的过程中，也将其充分分离，大幅度提高了秸秆的利用率。同时爆破过程利用挤压形成的能量发生，大大节约了能源。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物质连续爆破预处理
，具体而言，涉及一种纤维素与半纤维素粉碎、水煮、汽蒸、脱液、挤爆联合预处理方法和装置。
技术介绍
目前工程上的生物质连续爆破预处理方法和装置，一般包括进料粉碎装置和汽蒸装置两部分。具体使用时，是将秸秆从秸秆入口加入进料粉碎装置，粉碎后的秸秆被送入汽蒸装置。秸秆在汽蒸装置中被汽蒸一定时间后，在汽蒸装置末端使周围环境压力瞬间下降，秸秆孔隙中的高温高压蒸汽急剧膨胀，从而产生爆破效果，得到爆破产物。可以看出，现有的生物质连续爆破预处理方法和装置存在着一定的缺陷：由于现有生物质连续爆破预处理方法和装置没有水煮过程，从而半纤维素未能水解后与纤维素分离，而是同纤维素共同存在于爆破产物中，所以未能联合预处理纤维素和半纤维素并将其分离，秸秆利用率较低。而且由于现有生物质连续爆破预处理方法和装置利用高温高压蒸汽实现爆破过程，所以能源消耗量大。
技术实现思路
本专利技术提供了一种纤维素与半纤维素粉碎、水煮、汽蒸、脱液、挤爆联合预处理方法和装置，旨在联合预处理纤维素和半纤维素并将其分离，提高秸秆利用率。以及利用挤压形成的压力能实现爆破过程，从而节约能量。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种纤维素与半纤维素联合预处理装置，该装置包括进料粉碎装置(1)、蒸煮分离装置(2)、脱液挤爆装置(4)和水解液回收装置(3)。秸秆从秸秆入口加入进料粉碎装置(1)，在进料粉碎装置(1)中被粉碎后被送入蒸煮分离装置(2)。蒸煮分离装置(2)分为I区、II区，I区为高温高压水环境，II区为高温高压蒸汽环境；蒸煮分离装置(2)与水平面之间的角度为α，秸秆在I区的高温高压水环境中被水煮，进入II区后在高温高压蒸汽环境中被汽蒸。经水煮、汽蒸后的被粉碎秸秆携带未水解的纤维素从A2口被送入脱液挤爆装置(4)；秸秆在脱液挤爆装置(4)中被挤压，在脱液挤爆装置(4)的末端，使周围环境压力瞬间下降，将秸秆挤压过程积累的压力能瞬间释放，实现爆破，得到爆破产物。A1口、A2口分别设置在蒸煮分离装置(2)的端部，A3口设置在蒸煮分离装置(2)的另端部；A4口设置在水解液回收装置(3)的端部；纯净水在蒸煮分离装置(2)端部的A3口加入，在蒸煮分离装置(2)中纯净水在I区被加热成高温高压水，在II区被加热成高温高压蒸汽。溶有半纤维素水解产物的高温高压水部分从蒸煮分离装置(2)的另一端部的A1口排出收集至水解液回收装置(3)，半纤维素与纤维素初步分离。结合到秸秆中的溶有半纤维素水解产物的高温高压水在脱液挤爆装置(4)中被从秸秆中挤出，从A4口排出收集至水解液回收装置(3)，半纤维素与纤维素充分分离。本专利技术提供的一种纤维素与半纤维素粉碎、水煮、汽蒸、脱液、挤爆联合预处理方法和装置利用水煮过程使半纤维素水解后与纤维素分离，并且利用挤压形成的压力能实现爆破过程，因此能够联合预处理纤维素和半纤维素并将其分离，而且节约了能量。附图说明图1为本专利技术实例提供的一种纤维素与半纤维素粉碎、水煮、汽蒸、脱液、挤爆联合预处理方法和装置的流程图；图中：1、进料粉碎装置，2、蒸煮分离装置，3、水解液回收装置，4、脱液挤爆装置具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本专利技术提供的一种纤维素与半纤维素粉碎、水煮、汽蒸、脱液、挤爆联合预处理方法和装置，能够联合预处理纤维素和半纤维素并将其分离，提高秸秆利用率。以及利用挤压形成的压力能实现爆破过程，从而节约能量。以下进行详细说明。参见图1，图1为本专利技术实施例提供的一种纤维素与半纤维素粉碎、水煮、汽蒸、脱液、挤爆联合预处理方法和装置的一种优选方案。如图1所示，本实施例包括进料粉碎装置(1)、蒸煮分离装置(2)、脱液挤爆装置(4)和水解液回收装置(3)。本实施例中，首先秸秆从秸秆入口加入进料粉碎装置(1)，在其中被机械力作用粉碎后被送入蒸煮分离装置(2)。蒸煮分离装置(2)与水平面之间的角度为α。秸秆进入蒸煮分离装置(2)后，在I区的高温高压水环境中被水煮，半纤维素在其中水解生成戊糖随高温高压水排出。含有纤维素的秸秆从I区进入II区后在高温高压蒸汽环境中被汽蒸软化。水煮、汽蒸后的秸秆携带未水解的纤维素从A2口被送入脱液挤爆装置(4)；秸秆在脱液挤爆装置(4)中被挤压，在脱液挤爆装置(4)的末端，使周围环境压力瞬间下降，将秸秆挤压过程积累的压力能瞬间释放，实现爆破，得到爆破产物。本实施例中，将纯净水从蒸煮分离装置(2)的A3口加入，在蒸煮分离装置(2)中纯净水在I区被加热成高温高压水，在II区被加热成高温高压蒸汽。溶有半纤维素水解产物戊糖的高温高压水部分从A1口排出收集至水解液回收装置(3)，半纤维素与纤维素初步分离。结合到秸秆中的溶有半纤维素水解产物戊糖的高温高压水在脱液挤爆装置(4)中被从秸秆中充分挤出，从A4口排出收集至水解液回收装置(3)，半纤维素与纤维素充分分离。可以看出，由于本方法和装置相对现有生物质连续爆破预处理方法和装置增添水煮过程，从而半纤维素水解后与纤维素分离，所以能够联合预处理纤维素和半纤维素并将其分离，提高秸秆利用率。而且由于本方法和装置利用挤压形成的压力能实现爆破过程，而不是利用高温高压蒸汽实现爆破过程，所以节约了能量。以上对本专利技术实施例所提供的一种纤维素与半纤维素粉碎、水煮、汽蒸、脱液、挤爆联合预处理方法和装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本专利技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本专利技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本专利技术的限制。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纤维素与半纤维素联合预处理装置，其特征在于：该装置包括进料粉碎装置(1)、蒸煮分离装置(2)、脱液挤爆装置(4)和水解液回收装置(3)；秸秆从秸秆入口加入进料粉碎装置(1)，在进料粉碎装置(1)中被粉碎后被送入蒸煮分离装置(2)；蒸煮分离装置(2)分为I区、II区，I区为高温高压水环境，II区为高温高压蒸汽环境；蒸煮分离装置(2)与水平面之间的角度为α，秸秆在I区的高温高压水环境中被水煮，进入II区后在高温高压蒸汽环境中被汽蒸；经水煮、汽蒸后的被粉碎秸秆携带未水解的纤维素从A2口被送入脱液挤爆装置(4)；秸秆在脱液挤爆装置(4)中被挤压，在脱液挤爆装置(4)的末端，使周围环境压力瞬间下降，将秸秆挤压过程积累的压力能瞬间释放，实现爆破，得到爆破产物。
【技术特征摘要】
1.一种纤维素与半纤维素联合预处理装置，其特征在于：该装置包括进料粉碎装置(1)、蒸煮分离装置(2)、脱液挤爆装置(4)和水解液回收装置(3)；秸秆从秸秆入口加入进料粉碎装置(1)，在进料粉碎装置(1)中被粉碎后被送入蒸煮分离装置(2)；蒸煮分离装置(2)分为I区、II区，I区为高温高压水环境，II区为高温高压蒸汽环境；蒸煮分离装置(2)与水平面之间的角度为α，秸秆在I区的高温高压水环境中被水煮，进入II区后在高温高压蒸汽环境中被汽蒸；经水煮、汽蒸后的被粉碎秸秆携带未水解的纤维素从A2口被送入脱液挤爆装置(4)；秸秆在脱液挤爆装置(4)中被挤压，在脱液挤爆装置(4)的末端，使周围环境压力瞬间下降，将秸秆挤压过程积累的压力能瞬间释放，实现爆破，得到爆破产物。2.根据权利要求1所述的一种纤维素与半纤维素联...
【专利技术属性】
技术研发人员：李双喜，张毅，张鹏，孙宪栋，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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