一种用于生物质生产化学品的反应器系统的制作方法

本发明涉及一种生物质反应器系统，特别是一种用于生物质生产化学品的反应器系统。

背景技术：

目前，化石资源枯竭，使用成本递增和其引起的环境问题，已在世界范围内激起了对化石资源替代物生产燃料、化学品以及其他产品过程的关注。生物质是一种来源丰富的可再生资源，具有无毒、低污染、廉价、可再生、总量丰富、分布广泛以及可生物降解、二氧化碳零排放等诸多优势。近年来，对将其作为新型化学原料，国内外化学工作者开展了大量的基础研究工作。充分利用生物质合成各种精细化学品将是今后化学与化工领域研究和发展的热点。

生物质本身具有人体所需的天然结构，经过简单的处理过程就能够获得所需的化学物质，在使用过程中往往对人体无不良刺激。因此，采用生物质化工生产路线可以获得有机化工原料，是目前国内市场紧缺产品。反应器尺寸放大过程中，搅拌混合不均匀会降低产品质量及实验结果的重复性，带来生产过程的不确定性。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于生物质生产化学品的反应器系统，通过液体循环，促进物料混合，使反应均衡、平稳、快速进行。因解决物料混合问题，有利于反应器放大，提高过程的生产能力。本发明可用于微型、中型以及大型生物反应器进行平行试验。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于生物质生产化学品的反应器系统，包括反应器和与反应器相连的循环系统，反应器的顶部设有液体加料排气口，反应器的底部设有液体排料口，反应器的内部上、下均设有滤网和隔板，反应器的一侧设有固体加料口和固体排料口；循环系统包括管道和循环泵，管道的两端与反应器的上、下部相连通，循环泵的入水口与上部的管道相连，循环泵的出水口与下部的管道相连。

进一步优选地，所述的反应器内的上部的滤网设置在隔板的上方，滤网和隔板对生物质原料碎屑起过滤作用，反应器内的下部的滤网设置在隔板的下方，滤网起过滤作用，隔板起过滤和支撑生物质原料的作用。

进一步优选地，所述的隔板为上面设有若干通孔的圆柱体结构，便于反应器内液体的流动。

进一步优选地，所述的反应器的液体加料排气口上设有阀门，用于加入液体和排出反应器内的气体，液体排料口上设有阀门，用于排出反应器内的液体。

进一步优选地，所述的与反应器下部连接的管道和循环泵之间设有阀门，用于开启和关闭下部的管道。

进一步优选地，所述的与反应器上部连接的管道设置在反应器内的最高液面以下，避免管道和循环泵内形成气堵；与反应器上部连接的管道设置在反应器内的上部滤网的上方；与反应器下部连接的管道设置在反应器内的下部滤网的下方。

进一步优选地，所述的液体在反应器中的流动方向是自下而上。

进一步优选地，所述的循环系统还包括液体储罐，液体储罐设置在循环泵的上部，液体储罐的顶端和底端均与管道相连，液体储罐的顶端和底端的管道上设有阀门。

进一步优选地，所述的反应器上部设有压力表，用于监测反应器内部的压力变化。

进一步优选地，所述的反应器为立式反应器。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明公开的反应系统可以将水果、蔬菜、谷物、药材等生物质原料转化为精细化学品，如保健食品、化妆品、洗涤剂等原料，以及农业肥料和饲料；本发明通过液体循环，解决物料混合和反应器密封问题，使反应均匀、平稳进行。用循环代替搅拌，使物料充分混合，解决了反应器放大过程中的尺寸效应，能够提高过程的生产能力，反应过程重复性高，适用于大、中、小型反应过程。

附图说明

图1为本发明一种用于生物质生产化学品的反应器系统的实施例1结构示意图。

图2为本发明一种用于生物质生产化学品的反应器系统的实施例2结构示意图。

图中：1、反应器，2、液体加料排气口，3、滤网，4、隔板，5、液体排料口，6、固体加料口，7、固体排料口，8、阀门，9、管道，10、循环泵，11、压力表，12、液体储罐，13、最高液面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种用于生物质生产化学品的反应器系统，包括反应器1和与反应器1相连的循环系统，反应器1的顶部设有液体加料排气口2，反应器1的底部设有液体排料口5，反应器1的内部上、下均设有滤网3和隔板4，反应器1的一侧上下分别设有固体加料口6和固体排料口7，循环系统包括管道9和循环泵10，管道9的两端与反应器1的上、下部分相连通，循环泵10的入水口与上部的管道9相连，循环泵10的出水口与下部的管道9相连；反应器1为立式反应器。反应器上部留有一定空间，有利于气液分离，上部的管道9安装在最高液面13以下，避免管道9和循环泵10内形成气堵，影响液体循环。

其中，反应器1内的上部的滤网3设置在隔板4的上方，滤网3和隔板4对生物质原料碎屑起过滤作用，反应器1内的下部的滤网3设置在隔板4的下方，滤网3起过滤作用，隔板4起支撑生物质原料和过滤的作用；隔板4为上面设有若干通孔的圆形结构，便于反应器1内液体的流动；反应器1的液体加料排气口2设有阀门8，用于加入液体和排出反应器内的气体，液体排料口5设有阀门8，用于排出反应器1内的液体；与反应器1下部连接的管道9和循环泵10之间设有阀门8，用于开启和关闭下部的管道9；液体在反应器1中的流动方向是自下而上；与反应器1上部连接的管道9设置在反应器1内的最高液面13以下，避免管道9和循环泵10内形成气堵；与反应器1上部连接的管道9设置在反应器1内的上部滤网3的上方；与反应器1下部连接的管道9设置在反应器1内的下部滤网3的下方；反应器1上部设有压力表11，用于监测反应器1内部的压力变化；反应器1内的隔板4的通孔直径为0.1-1厘米，滤网3开孔直径为0.01-0.1厘米。阀门8即为普通的球阀。

液体为水，是从反应器1顶部的液体加料排气口2加进去的，因为是间歇反应，水一次进入反应所需要的量，不能超过反应器内的最高液面13。加完水后，可以关上阀门8，定期排气。反应开始时，反应器1内的液体物料是水，随着时间延长，里面就会有果汁。

间歇反应，是一次投料，反应后，产品一次卸除，据此本反应体系是间歇反应器，循环泵工作属于内循环，没有物料进出反应系统。

生物质原料是水果、蔬菜、谷物、中药材等，反应开始时，把生物质原料从反应器1上部的固体加料口6加入，液体从反应器1顶部的液体加料排气口2加入，加料结束后，固体加料口6和液体加料排气口2密封，开始反应，液体循环开始。反应周期结束后，即90—180天后，液体物料从反应器1的底部液体排料口5放出，生物质原料（水果、蔬菜、谷物、中药材残渣）从反应器1下部的固体排料口7取出。

反应器1内的上下都设有隔板4和滤网3，避免固体渣料进入管道9和循环泵10，堵塞管道9，特别是循环泵10。液体通过外部管道9经过循环泵10进入反应器1下方，由下向上流动，反应结束后，液体直接从反应器1下部的液料排料口5排出。排料时，反应器1下部的滤网3和隔板4，使生物质原料留在反应器1中，实现固液分离，生物质原料从反应器1下部的固体排料口7排出。用循环代替搅拌，使物料充分混合，解决反应器放大，搅拌混合均匀困难的问题。

实施例2

如图2所示，循环系统还包括液体储罐12，液体储罐12设置在循环泵10的上部，液体储罐12的顶端和底端均与管道9相连，液体储罐12的顶端和底端的管道9上设有阀门8。其他结构同实施例1。