本实用新型属于秸秆碎解技术领域，具体涉及一种秸秆纤维高压热磨碎解装置。
背景技术：
纤维乙醇是用秸秆、农作物壳皮茎秆、树叶、落叶、林业边角余料和城乡有机垃圾等纤维为原料生产的燃料乙醇，乙醇以一定的比例添加到汽油中形成车用乙醇汽油，在使用过程中，可显著降低汽车尾气中的一氧化碳、碳氢化合物排放量，是目前改善大气环境的有效途径之一，并可实现CO2的自身平衡，不增加温室气体排放，实现人与自然的和谐发展，改善人类的生存环境质量。在目前的纤维素乙醇产业化探索中常采用酸水解和酶水解两条不同的技术路线来实现木质纤维素的降解。酸水解需要在比较高的温度下进行，才能使半纤维素和纤维素完全水解。木质纤维素资源酶法生物转化技术实用化的主要障碍之一,是纤维素酶的生产效率低、成本较高。目前使用的纤维素酶的比活力较低，单位原料用酶量很大，酶解效率低，产酶和酶解技术都需要改进。
热磨法(TMP)分离纤维是目前已成为纤维板生产最主要的纤维分离方法，但其在纤维乙醇制备领域未曾使用，其原理是在加热弱化纤维牢固的结合作用后，通过机械方法而获得纤维。分离纤维是一个十分复杂的物理力学和化学转化过程，也就是经蒸煮后的纤维原料，被强制送入高温、高湿和高压的磨室内两磨片间加压搓揉，使其受压缩、拉伸、剪切、扭转、分丝、叩解和热降解等多次重复的外力作用加以分解。由于其理论十分复杂，加之又难于观察和模拟，分离纤维机理的研究，还很难量化，目前大多处于定性阶段。
喷爆技术主要利用植物纤维在高温、高压和水蒸气作用下，纤维素结晶度提高，聚合度下降，半纤维素部分降解，木质素软化，植物纤维间横向联接强度减弱，柔软可塑。当高压蒸汽骤然减压时，纤维孔隙中的气体急剧膨胀，产生“爆破”效果，使部分木质素剥离，并将原料胀裂为细小纤维，该技术被广泛的应用于各种纤维原料的前期处理过程。原料蒸汽加压喷爆，因罐体填装量和密度不同，但加压爆破时间基本一致，会造成爆出的秸秆生熟不均现象，在加压时间的过程中秸秆上的茎秆会迅速充满蒸汽喷爆撕裂，而茎节不能迅速充满蒸汽，导致茎节中半纤维素不能充分降解为低分子有机物，加之部分团聚物料中又分离出的生料，从而导致秸秆在酶解时纤维素酶因半纤维素部分存在不能充分接触到纤维素，而使秸秆茎节中的纤维素酶解不彻底，为减少生料保压时间过长（15min）造成纤维素汽化损失，最终导致纤维素得率偏低。目前，汽爆秸秆的纤维素残留率大约在15%左右。秸秆蒸汽加压喷爆出料工艺不顺畅，造成生产效率偏低。喷爆过程环节过多，工艺管路较长，时常出现阀门损坏检修停机，管道磨穿泄露维修停机，造成生产间断蒸汽热能浪费。
技术实现要素：
为解决现有技术存在的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种秸秆纤维高压热磨碎解装置，能获得大量柔韧性和交织性好的完整纤维、得率高达95％、生产能力大、运行平稳、自动化连续作业、大幅度提高劳动生产率。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：该秸秆纤维高压热磨碎解装置，其特征在于：具有预热蒸煮管，所述预热蒸煮管经输送螺旋连接热磨机的静磨盘，秸秆通过静磨盘中部送入研磨室，所述静磨盘配合有动磨盘，动磨盘通过主轴连接动力驱动机构，热磨机的壳体周边的孔口与排料装置连接，壳体底部开有排污口，热磨机的壳体顶部设有高压蒸汽入口；所述排料装置连接固液混合器，所述固液混合器为罐式结构，所述排料装置切线方向连通罐体的上部，所述罐体顶部具有蒸汽回收管，所述罐体内设有搅拌机构，所述搅拌机构由电机驱动，所述罐体连接有冷却水进入管。
所述静磨盘、动磨盘分别具有中心部位的破碎区和位于外周的研磨区，在进料口位置形成3～10°的锥度角，破碎区的锥度为0～5°，在研磨叩解区径向单边宽度为400～600mm。
所述预热蒸煮管依次由螺旋喂料器、卧式蒸管和立式蒸缸构成。
所述预热蒸煮管依次由螺旋喂料器和立式蒸缸构成。
采用上述技术方案的有益效果：该秸秆纤维高压热磨碎解装置具有热磨机，是将蒸煮软化后的秸秆原料通过送料螺旋送入研磨室的磨盘中，由动静磨盘的相对运动，使其受压缩、拉伸、剪切、扭转、冲击、摩擦和水解等多次重复的外力作用将纤维分离，再在蒸汽压力的作用下通过排料装置排出。分离的纤维在蒸汽的作用下切线方向吹入固液混合器，纤维旋转的落入固液混合器内，固液混合器的罐体顶部具有蒸汽回收管，蒸汽余热经蒸汽回收管回收再次利用，提高热量利用率，降低能耗。分解的纤维在冷却水的作用下降温后进入纤维发酵步骤。
秸秆纤维在高温高压下，直接进入高压热磨机进行热磨碎解，在热磨瞬时碎解过程中，高温下茎秆和茎节中未降解的半纤维素继续降解，秸秆纤维在磨浆过程中发生吸水润胀，是由于三大素分子结构中存在有无定形区和大量羟基，与水分子发生极性吸引，水分子进入无定形区，使纤维素分子链间距离增大、纤维外表面积增大，从而引起吸热润胀。由于吸热润胀，致使秸秆纤维内聚力减小，因次生壁的碎解层与层之间产生滑动，使纤维变得柔软可塑实现内部细纤维化，提高叩解度(GB/T3332-1982)，并使纤维表面的分丝帚化（GB/T22836-2208），分离出大量纤细纤维，增加了纤维的外表面积，实现了外部细纤维化。所有原料经过磨盘分丝帚化后，纤维粒径达到0.03mm左右，为后续酶解原料提供分布较窄的粒径范围和最大的表面积，纤维素酶能充分接触到纤维素，有利于酶解提高得率，纤维素综得率比气爆技术方案可以提高20%左右，显著增加生产效益。
与现有技术相比，本实用新型能获得大量柔韧性和交织性好的完整纤维、得率高达95％、生产能力大、运行平稳、自动化连续作业、大幅度提高劳动生产率。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步详细的说明。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的另一种结构示意图。
图3为热磨机的结构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3所示的秸秆纤维高压热磨碎解装置，具有预热蒸煮管1，所述预热蒸煮管依次由螺旋喂料器1.1、卧式蒸管1.2和立式蒸缸1.3构成。作为另一种结构，所述预热蒸煮管依次由螺旋喂料器1.1和立式蒸缸1.3构成。所述预热蒸煮管1经输送螺旋9连接热磨机2的静磨盘2.2，秸秆通过静磨盘中部入口2.1送入研磨室，所述静磨盘2.2配合有动磨盘2.4，动磨盘2.4通过主轴2.5连接动力驱动机构，所述静磨盘2.2、动磨盘2.4分别具有中心部位的破碎区和位于外周的研磨区，在进料口位置形成3～10°的锥度角，破碎区的锥度约为0～5°，在研磨区径向宽度为40～50mm。热磨机的壳体周边的孔口与排料装置2.6连接，壳体底部开有排污口，热磨机的壳体顶部设有高压蒸汽入口2.3；所述排料装置2.6连接固液混合器5，所述固液混合器为罐式结构，所述排料装置通过输送管3切线方向连通罐体的上部，所述罐体顶部具有蒸汽回收管4，所述罐体内设有搅拌机构7，所述搅拌机构7由电机驱动8，所述罐体连接有冷却水进入管6。
秸秆在预热蒸煮管1内蒸煮软化，通过送料螺旋送入热磨机中，由动静磨盘的相对运动，使其受压缩、拉伸、剪切、扭转、冲击、摩擦和水解等多次重复的外力作用将纤维分离，再在蒸汽压力的作用下通过排料装置排出，分离的纤维在蒸汽的作用下切线方向吹入固液混合器内冷却，蒸汽余热经蒸汽回收管回收再次利用。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。