专利名称：纤维素类秸秆物质连续水解装置及方法
技术领域：
本发明属于生物质分解制糖技术领域，尤其是纤维素秸杆类物质水解分离单糖。
背景技术：
纤维素类秸杆物质在加热和催化剂存在的情况下，半纤维素可水解成以戊碳糖为主的单糖或寡糖。实际生产中水解后得到的戊糖液，可以精制成木糖或脱水生成糠醛，或发酵生产丁醇、こ醇等，但目前所用的水解方式还是采用五六十年代设计的水解锅间歇水解，间歇水解方法缺陷有1.装卸料麻烦，毎次装料前都要排空水解锅内的高温气体，否则由于锅内带压而不能顺利装料。2.劳动强度大。3.不能使エ厂实现连续化生产。4.更主要 的是不节能环保，如装料前排空水解锅内的高温气体就会造成大量能源浪费。尽管也有报道采用螺旋推进方法设计的连续水解设备，但由于这种设计方法造成设备故障率高和有其他一些缺陷(比如动カ消耗大、不易密封等)，因此这种设备很难应用到实际生产中。所以，本领域急需改变现有的生产方案，开发ー种连续水解装置和方法，以提高生产效率，并更加节能环保。
发明内容
本发明的目的在于提供一种相比以往更加节能环保的纤维素类秸杆物质连续水
解装置。为实现上述目的，本发明的纤维素类秸杆物质连续水解装置包括罐体，罐体顶部连通有进料管和进液管，其特征在干进液管上设有喷淋泵，进液管伸入罐体顶部的一端连接有喷淋头；罐体内设有竖向设置的转子部件，转子部件主轴的上下两端分别通过轴承装配在罐体上；转子部件包括均匀径向连接在主轴外表面上的隔板，隔板的数量大于等于3个，各隔板的外侧皆与ー围护板相连接，隔板底端与围护板的底端相齐平；罐体内于所述隔板和围护板的底端处设有平放设置的浙干板，浙干板为具有落料ロ的筛孔板或栅板，转子部件上方的罐体内部空腔为罐顶空腔；罐体外设有用于驱动转子部件旋转的驱动装置，驱动装置或者与所述围护板传动连接或者与所述主轴传动连接；各处相临隔板与该处的围护板、主轴以及浙干板之间围成水解料腔；罐体底部连通有出料管和排液管，出料管设置在浙干板的落料ロ的正下方，罐体上设有加热装置；所述进料管和浙干板的落料ロ在圆周方向上至少相隔一个水解料腔。进料管上间隔设有第一阀门和第二阀门，第一、第二阀门之间的进料管为上隔压管段；出料管上间隔设有第三阀门和第四阀门，第三、第四阀门之间的出料管为下隔压管段；所述主轴包括圆柱状主轴主体,主轴主体上下两端的中部分别轴向凸起设有上转动连接端和下转动连接端，上、下转动连接端分别通过轴承装配在罐体上。所述罐体底部中央向上设有凸起部，该凸起部与罐体侧壁之间围成用于收集水解液的集液槽；所述下转动连接端通过轴承装配在该凸起部上；所述凸起部的顶端用于支撑所述浙干板。所述集液槽处的罐体连通有循环喷淋管，循环喷淋管的上端与罐顶空腔相连通，循环喷淋管上设有循环泵；循环泵与喷淋泵共同向水解料腔内加入水解液，进料管进料速度、转子转速以及水解料腔内水解液的进液速度相匹配，当一水解料腔由进料管处旋转至出料管前时其内的物料水解完毕。所述加热装置为以下三种形式中的任ー种或任两种或三种a.加热装置为高温蒸汽管，高温蒸汽管与所述集液槽相连通，工作时外置汽源提供的高温蒸汽由高温蒸汽管进入集液槽山.加热装置为设置在集液槽处罐体上的夹套，所述夹套连接有第一进热管和第一出热管，工作时外置热源提供的高温流体由第一进热管流入夹套并从第一出热管流出夹套加热装置为设置在循环喷淋管上的热交換器，热交換器连接有第二进热管和第二出热管，工作时外置热源提供的高温流体由第二进热管流入夹套并从第二出热管流出夹套。所述罐体包括竖放的筒体、上封头和下封头，上封头连接在筒体顶端，下封头连接 在筒体底端。所述隔板的数量为16 — 20个。所述上隔压管段和所述下隔压管段皆通过平衡排气管与罐顶空腔相连通，平衡排气管上设有平衡排气泵。本发明的目的还在于提供ー种利用上述纤维素类秸杆物质连续水解装置的连续水解方法。为实现上述目的，本发明利用上述纤维素类秸杆物质连续水解装置对纤维素类秸杆物质进行连续水解的方法依次按以下步骤进行第一歩骤是启动步骤；本步骤具体是打开第一阀门和第二阀门，通过进料管将待水解的纤维素类秸杆物质加入罐体内的水解料腔中；加压水解时关闭第一阀门和第二阀门，常压水解时保持第一阀门和第二阀门常开；启动驱动装置，使转子部件旋转；启动喷淋泵，通过进液管和喷淋头向水解料腔内喷洒水解液；启动加热装置，使罐内物料温度保持在水解所需的温度范围内；第二步骤包括同时持续进行的四个子步骤，分别为连续加料子步骤、连续水解子步骤、连续出料子步骤和连续排液子步骤；(I)连续加料子步骤分为常压水解连续加料和加压水解连续加料两种情况；常压水解时，本子步骤是保持第一阀门和第二阀门常开，将待水解的纤维素类秸杆物质通过进料管加入罐体；加压水解时，本子步骤先是保持第二阀门关闭、再将第一阀门打开，再将待水解的纤维素类秸杆物质加入上隔压管段，再关闭第一阀门后打开第二阀门，使上隔压管段内的物料落入罐体；上隔压管段内的物料落入罐体后循环执行本子步骤；进入罐体内的物料在重力的作用下落入进料管下方的水解料腔内；(2)连续水解子步骤是在转子持续转动过程中，转子的围护板带动水解料腔内的物料随转子转动，转动过程中物料接受水解液进行喷淋浸泡并进行水解；进料管进料速度、转子转速以及水解料腔内水解液的进液速度相匹配，当一水解料腔由进料管处旋转至出料管前时其内的物料水解完毕，水解得到的糖液通过浙干板落至集液槽中的水解液内；连续水解子步骤的エ艺条件分为常压水解连续水解和加压水解连续水解两种情况；常压水解时水解液的酸浓度为10% — 85%，物料温度加热至75 — 99. 50C ;转子运转一周的时间为120 — 300分钟；加压水解时，水解液酸浓度为O. 5 — 30%，物料温度加热至100 — 180°C，升压至O. I — O. 7MPa ;转子运转一周的时间为100 — 320分钟。(3)连续出料子步骤是当物料转动至落料ロ处时，水解完毕的物料渣通过落料口和出料管排出；本子步骤分为常压水解连续加料和加压水解连续加料两种情况；常压水解时，第三阀门和第四阀门常开，物料渣在浙干板上浙干后直接通过落料ロ进入出料管后排出；加压水解时，先将第四阀门关闭，再将第三阀门打开，物料落入下隔压管段；当下隔压管段落满物料后，将第三阀门关闭，再将第四阀门打开，使下隔压管段内的物料排出，物料排出后循环执行本子步骤。(4)连续排液子步骤是集液槽底部包含水解得到的糖液的水解液从排液管排出。所述第一歩骤中还包括启动循环泵的操作，循环泵启动后将集液槽内的水解液通过循环喷淋管重新喷淋至水解料腔内；
在连续加料子步骤中，加压水解时，将第二阀门关闭后，在第一阀门打开前，启动平衡排气泵，将上隔压管段内的高温气体抽入罐顶空腔内，然后再关闭平衡排气泵并打开第一阀门；
在连续出料子步骤，加压水解时，将第三阀门关闭后，在第四阀门打开前，启动平衡排气泵，将下隔压管段内的高温气体抽入罐顶空腔内，然后再关闭平衡排气泵并打开第四阀门。 本发明具有如下的优点
I.本发明结构简单，使用方便。常压水解时，转子的围护板带动水解料腔内的物料随转子转动，转动过程中物料接受水解液进行喷淋浸泡并进行水解；进料管进料速度、转子转速以及水解料腔内水解液的进液速度相匹配，当一水解料腔由进料管处旋转至出料管前时其内的物料水解完毕，水解得到的糖液通过浙干板落至集液槽中的水解液内，物料渣在浙干板上浙干后直接通过落料ロ进入出料管后排出。由于在转子的连续转动过程中，进料管处的水解料腔受料后即被转子及其围护板带动转移，与该水解料腔相邻的后一个水解料腔转动到进料管处，因此进料管可以连续地向罐体内加料。与进料相对应，物料水解完毕的水解料腔依次转动至出料管处，从而实现连续出料。总之，本发明采用转子部件，可以方便地实现连续进料、连续水解和连续出料。2.本发明既适用于常压水解，也适用于加压水解。加压水解时，可以通过打开第一阀门、关闭第二阀门，在隔离罐内压カ的前提下向上隔压管段加料(罐内高压气体不会冲出罐体)，然后关闭第一阀门、打开第二阀门，将罐内压カ限制在上隔压管段的前提下使物料下落至水解料腔内，解决了以往由于罐体内带压而不能顺利装料的问题，使得在带压水解的过程中可以向罐体内连续加料，使エ厂实现连续化生产。以往装料前需要排空水解锅内的高温气体以释放压力，既使加料过程复杂化，又在此过程中浪费了大量的热能；不但提高了生产成本，从社会整体的角度看也不符合节能环保的产业发展方向。本发明带压加料时无须排空罐体内的高温气体，方便了加料过程，降低了劳动强度，尤为突出的是相比以往节约了高温气体中所蕴含的大量能源，既降低了生产成本，又符合节能环保的产业发展方向。主轴的具体结构既便于通过上、下转动连接端连接在罐体上，又便于通过主轴主体与转子部件的隔板相连接，同时强度较高。3.罐体底部的凸起部与罐体侧壁之间围成用于收集水解液的集液槽，便于收集水解液，有利于水解液的循环利用。凸起部的顶端支撑所述浙干板，能够增强浙干板的稳定程度，提高本发明的整体结构强度。4.循环喷淋管和循环泵的设置便于重复利用水解液。5.加热装置的几种形式方便灵活，能够确保将物料加热至所需温度，同时又便于因地制宜地选择合适的(组合)形式。6.罐体包括竖放的筒体、上封头和下封头，便于制造，成本较低。7.隔板的数量为16 — 20个，能够围成16 — 20个水解料腔，适合多数具体生产条件下使用。8.平衡排气管和平衡排气泵的设置，能够在加料以及排料时最大程度地回收上、下隔热管段中高压气体所蕴含的 热能，从而起到进ー步节能的作用。另外，加料时第一阀门打开前启动平衡排气泵，能够消除第一阀门打开时上隔压管段与大气之间的压力差，使加料更加方便、平稳和安全；同理，出料时第四阀门打开前启动平衡排气泵，能够消除第四阀门打开时下隔压管段与大气之间的压力差，使出料更加平稳顺畅和安全。9.本发明的连续水解的方法步骤简便，能够充分发挥本发明的连续水解装置的优点，既适用于常压水解，也适用于加压水解，解决了以往由于罐体内带压而不能顺利装料的问题，使得在带压水解的过程中可以向罐体内连续加料，使エ厂实现连续化生产，同时节约热能、降低生产成本和劳动强度。10.启动循环泵的操作能够重复利用水解液，更加充分地发挥水解液的作用。启动平衡排气泵的操作能够最大程度地回收上、下隔热管段中加压气体所蕴含的热能，从而起到进ー步节能的作用，同时使加料和出料更加方便、稳定和安全。
图I是本发明的结构示意 图2是转子部件主轴的结构示意 图3是采用栅板时浙干板的结构示意 图4是采用筛板时浙干板的结构示意 图5是转子部件的俯视图结构示意图。
具体实施例方式本发明所述的纤维素秸杆类物质包括利用机械处理过的秸杆类物质以及木质废弃物等。图I中箭头所示方向为该处エ质(热源载体或水解液或蒸汽)的流动方向。如图I所示，本发明的纤维素类秸杆物质连续水解装置包括罐体，所述罐体包括竖放的筒体I、上封头2和下封头3，上封头2连接在筒体I顶端，下封头3连接在筒体I底端。如图I所示，罐体顶部(即上封头2处)连通有进料管4和进液管11，进料管4上由上至下间隔设有第一阀门5和第二阀门6，第一、第二阀门5、6之间的进料管4为上隔压管段7 ;进液管11上设有喷淋泵12，进液管11伸入罐体顶部的一端连接有喷淋头13，喷淋头13可以根据具体情况选购不同型号的喷头等喷淋装置。如图I所示，罐体的筒体I内设有竖向设置的转子部件，转子部件主轴9的上下两端分别通过轴承装配在罐体上；
如图5、图I至图4所示，转子部件包括均匀径向连接在主轴9外表面上的隔板15，隔板15的数量大于等于3且小于等于36，隔板的优选数量为16 — 20个，附图5中所示采用9个隔板仅作为示例用，并不表示9个是隔板的优选数量。各隔板15的外侧皆与一围护板16相连接，隔板15底端与围护板16的底端相齐平；罐体内于所述隔板15和围护板16的底端处设有平放设置的浙干板17，所述浙干板17的外缘固定连接在罐体上。浙干板17为具有落料ロ 18的筛孔板(如图4所示)或栅板(如图3所示)，最好采用栅板，转子部件上方的罐体内部空腔为罐顶空腔19。如图I所示，罐体外设有用于驱动转子部件旋转的驱动装置21，驱动装置21或者与所述围护板16传动连接或者与所述主轴9传动连接。驱动装置21可以采用电动机、减速机等各种形式，驱动装置21与围护板16或主轴9之间可以采用啮合传动、链条传动等各种具体的传动形式。如图I、图5以及图2至图4所示，各处相临隔板15与该处的围护板16、主轴9以及浙干板17之间围成水解料腔26。如图I、图3至图5所示，罐体底部(即下封头3处)连通有出料管22和排液管23，出料管22设置在浙干板17的落料ロ 18的正下方，出料管22上由上至下间隔设有第三阀 门24和第四阀门25。所述第一至第四阀门可采用包括闸板阀在内的各种阀门，第三、第四阀门24、25之间的出料管22为下隔压管段8 ;罐体上设有加热装置；所述进料管4和浙干板17的落料ロ 18在圆周方向上至少相隔一个水解料腔26。如图2和图I所示,所述主轴9包括圆柱状主轴主体9 A，主轴主体9 A上下两端的中部分别轴向凸起设有上转动连接端9 B和下转动连接端9 C，上、下转动连接端9B、9C分别通过轴承装配在罐体上。所述罐体底部中央向上设有凸起部27，该凸起部27与罐体侧壁之间围成用于收集水解液的集液槽28 ；所述下转动连接端9 C通过轴承装配在该凸起部27上；所述凸起部27的顶端用于支撑所述浙干板17。所述凸起部27可以是设置在罐体底部的柱状物，最好是如图I所示是罐体底壁(即下封头3)向上凹(等同于在罐体底壁设置开ロ后在该开ロ处向上连接板材)所形成的凸起；罐体底壁向上凹后一方面在罐体内形成凸起，一方面在罐体底壁上形成开ロ向下的凹槽，该凹槽在检修时便于检修人员行动和操作。所述集液槽28处的罐体连通有循环喷淋管29，循环喷淋管29的上端与罐顶空腔19相连通，循环喷淋管29上设有循环泵31 ;循环泵31与喷淋泵12共同向水解料腔26内加入水解液，进料管4进料速度、转子转速以及水解料腔26内水解液的进液速度相匹配，当一水解料腔26由进料管4处旋转至出料管22前时其内的物料水解完毕。如图I所示，所述加热装置为以下三种形式中的任ー种或任两种或三种
a.加热装置为高温蒸汽管32，高温蒸汽管32与所述集液槽28相连通，工作时外置汽源提供的高温蒸汽由高温蒸汽管32进入集液槽28 ；
b.加热装置为设置在集液槽28处罐体上的夹套33，所述夹套33连接有第一进热管34和第一出热管35，工作时外置热源提供的高温流体由第一进热管34流入夹套33并从第一出热管35流出夹套33 ；
c.加热装置为设置在循环喷淋管29上的热交換器36，热交換器36连接有第二进热管37和第二出热管38，工作时外置热源提供的高温流体由第二进热管37流入热交換器36并从第二出热管38流出热交換器36。所述外置热源提供的高温流体可以是蒸汽、热油、热水等各种高温流体。
所述上隔压管段7和所述下隔压管段8皆通过平衡排气管39与罐顶空腔19相连通，平衡排气管39上设有平衡排气泵41。本实施例还提供了利用上述纤维素类秸杆物质连续水解装置对纤维素类秸杆物质进行连续水解的方法，该方法依次按以下步骤进行
第一歩骤是启动步骤；本步骤具体是打开第一阀门5和第二阀门6，通过进料管4将待水解的纤维素类秸杆物质加入罐体内的水解料腔26中，加压水解时关闭第一阀门5和第二阀门6，常压水解时保持第一阀门5和第二阀门6常开；启动驱动装置21，使转子部件旋转；启动喷淋泵12，通过进液管11和喷淋头13向水解料腔26内喷洒水解液。水解液一般采用稀酸，如根据情况可选用无机酸水溶液、有机酸水溶液或纤维素酶液；启动加热装置，使罐内物料温度保持在水解所需的温度范围内；启动循环泵31，循环泵31启动后将集液槽28内的水解液通过循环喷淋管29重新喷淋至水解料腔26内。第二步骤包括同时持续进行的四个子步骤，分别为连续加料子步骤、连续水解子 步骤、连续出料子步骤和连续排液子步骤；
(I)连续加料子步骤分为常压水解连续加料和加压水解连续加料两种情况；
常压水解时，本子步骤是将第一阀门5和第二阀门6常开，将待水解的纤维素类秸杆物质通过进料管4加入罐体；
加压水解时，本子步骤先是将第二阀门6关闭、再启动平衡排气泵41，将上隔压管段7内的高温气体抽入罐顶空腔19内，然后再关闭平衡排气泵41并打开第一阀门5。然后将待水解的纤维素类秸杆物质加入上隔压管段7，再关闭第一阀门5后打开第二阀门6，使上隔压管段7内的物料落入罐体；上隔压管段7内的物料落入罐体后循环执行本子步骤；加压水解时优选采用以90秒为ー个开关周期自动交替开关第一阀门5和第二阀门6、同时以90秒为ー个开关周期自动交替开关第三阀门24和第四阀门25，从而实现自动连续进料。进入罐体内的物料在重力的作用下落入进料管4下方的水解料腔26内。(2)连续水解子步骤是在转子持续转动过程中，转子的围护板16带动水解料腔26内的物料随转子转动，转动过程中物料接受水解液进行喷淋浸泡，物料中的半纤维素和纤维素组分得到水解；进料管4进料速度、转子转速以及水解料腔26内水解液的进液速度相匹配，当一水解料腔26由进料管4处旋转至出料管22前时(一般水解时间在3 — 6小吋)其内的物料水解完毕，水解得到的糖液(水解得到的糖份为单糖或寡糖)通过浙干板17落至集液槽28中的水解液内；
连续水解子步骤的エ艺条件分为常压水解连续水解和加压水解连续水解两种情況；常压水解时水解液的酸浓度为10% — 85%，优选采用75%的こ酸溶液，按物料与水解液的比例为I :3 (重量比)向罐体内喷淋加液；物料温度加热至75 — 99. 5°C，优选加热至80°C;转子运转一周的时间为120 — 300分钟；水解完毕，检测被水解物料，申请人的实测数据为半纤维素转化率85%。加压水解时，水解液酸浓度为O. 5 — 30%，优选采用2%的稀硫酸液，按物料与水解液的比例为I :6 (重量比)向罐体内喷淋加液；物料温度加热至100 — 180°C，优选加热至110°C，升压至O. I 一 O. 7MPa (即与蒸汽温度相应的压力)；转子运转一周的时间为100 —320分钟。水解完毕，检测被水解物料，申请人的实测数据是半纤维素转化率83%。(3)连续出料子步骤是当物料转动至落料ロ 18处时，水解完毕的物料渣通过落料ロ 18和出料管22排出；
本子步骤分为常压水解连续加料和加压水解连续加料两种情況；
常压水解时，第三阀门24和第四阀门25常开，物料渣在浙干板17上浙干后直接通过落料ロ 18进入出料管22后排出；
加压水解时，先将第四阀门25关闭，再将第三阀门24打开，物料落入下隔压管段8 ;当下隔压管段8落满物料后，将第三阀门24关闭，再启动平衡排气泵41，将下隔压管段8内的高温气体抽入罐顶空腔19内，然后再关闭平衡排气泵41并打开第四阀门25，使下隔压管段8内的物料排出，物料排出后循环执行本子步骤。(4)连续排液子步骤是集液槽28底部包含水解得到的糖液的水解液从排液管23排出。当然，本发明包括但不限于本实施例，如浙干板17也可以不是固定连接在罐体上，而是固连连接在转子部件的隔板15底端，并相应于每ー个水解料仓设置自动落料翻板，此类显而易见的等同替换方式均落在本发明的保护范围之内。权利要求
1.纤维素类秸杆物质连续水解装置，包括罐体，罐体顶部连通有进料管和进液管，其特征在于进液管上设有喷淋泵，进液管伸入罐体顶部的一端连接有喷淋头；罐体内设有竖向设置的转子部件，转子部件主轴的上下两端分别通过轴承装配在罐体上；转子部件包括均匀径向连接在主轴外表面上的隔板，隔板的数量大于等于3个，各隔板的外侧皆与一围护板相连接，隔板底端与围护板的底端相齐平；罐体内于所述隔板和围护板的底端处设有平放设置的浙干板，浙干板为具有落料口的筛孔板或栅板，转子部件上方的罐体内部空腔为罐顶空腔；罐体外设有用于驱动转子部件旋转的驱动装置，驱动装置或者与所述围护板传动连接或者与所述主轴传动连接；各处相临隔板与该处的围护板、主轴以及浙干板之间围成水解料腔；罐体底部连通有出料管和排液管，出料管设置在浙干板的落料口的正下方，罐体上设有加热装置；所述进料管和浙干板的落料口在圆周方向上至少相隔一个水解料腔。
2.根据权利要求I所述的纤维素类秸杆物质连续水解装置，其特征在于进料管上间隔设有第一阀门和第二阀门，第一、第二阀门之间的进料管为上隔压管段；出料管上间隔设有第三阀门和第四阀门，第三、第四阀门之间的出料管为下隔压管段；所述主轴包括圆柱状主轴主体，主轴主体上下两端的中部分别轴向凸起设有上转动连接端和下转动连接端，上、下转动连接端分别通过轴承装配在罐体上。
3.根据权利要求2所述的纤维素类秸杆物质连续水解装置，其特征在于所述罐体底部中央向上设有凸起部，该凸起部与罐体侧壁之间围成用于收集水解液的集液槽；所述下转动连接端通过轴承装配在该凸起部上；所述凸起部的顶端用于支撑所述浙干板。
4.根据权利要求3所述的纤维素类秸杆物质连续水解装置，其特征在于所述集液槽处的罐体连通有循环喷淋管，循环喷淋管的上端与罐顶空腔相连通，循环喷淋管上设有循环泵；循环泵与喷淋泵共同向水解料腔内加入水解液，进料管进料速度、转子转速以及水解料腔内水解液的进液速度相匹配，当一水解料腔由进料管处旋转至出料管前时其内的物料水解完毕。
5.根据权利要求4所述的纤维素类秸杆物质连续水解装置，其特征在于所述加热装置为以下三种形式中的任一种或任两种或三种a.加热装置为高温蒸汽管，高温蒸汽管与所述集液槽相连通，工作时外置汽源提供的高温蒸汽由高温蒸汽管进入集液槽；b.加热装置为设置在集液槽处罐体上的夹套，所述夹套连接有第一进热管和第一出热管，工作时外置热源提供的高温流体由第一进热管流入夹套并从第一出热管流出夹套；c.加热装置为设置在循环喷淋管上的热交换器，热交换器连接有第二进热管和第二出热管，工作时外置热源提供的高温流体由第二进热管流入夹套并从第二出热管流出夹套。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的纤维素类秸杆物质连续水解装置，其特征在于 所述罐体包括竖放的筒体、上封头和下封头，上封头连接在筒体顶端，下封头连接在筒体底端。
7.根据权利要求I至5中任一项所述的纤维素类秸杆物质连续水解装置，其特征在于 所述隔板的数量为16 — 20个。
8.根据权利要求6所述的纤维素类秸杆物质连续水解装置，其特征在于所述上隔压管段和所述下隔压管段皆通过平衡排气管与罐顶空腔相连通，平衡排气管上设有平衡排气栗。
9.利用权利要求8中所述纤维素类秸杆物质连续水解装置对纤维素类秸杆物质进行连续水解的方法，其特征在于依次按以下步骤进行第一步骤是启动步骤；本步骤具体是打开第一阀门和第二阀门，通过进料管将待水解的纤维素类秸杆物质加入罐体内的水解料腔中；加压水解时关闭第一阀门和第二阀门，常压水解时保持第一阀门和第二阀门常开；启动驱动装置，使转子部件旋转；启动喷淋泵，通过进液管和喷淋头向水解料腔内喷洒水解液；启动加热装置，使罐内物料温度保持在水解所需的温度范围内；第二步骤包括同时持续进行的四个子步骤，分别为连续加料子步骤、连续水解子步骤、 连续出料子步骤和连续排液子步骤；(1)连续加料子步骤分为常压水解连续加料和加压水解连续加料两种情况；常压水解时，本子步骤是保持第一阀门和第二阀门常开，将待水解的纤维素类秸杆物质通过进料管加入罐体；加压水解时，本子步骤先是保持第二阀门关闭、再将第一阀门打开，再将待水解的纤维素类秸杆物质加入上隔压管段，再关闭第一阀门后打开第二阀门，使上隔压管段内的物料落入罐体；上隔压管段内的物料落入罐体后循环执行本子步骤；进入罐体内的物料在重力的作用下落入进料管下方的水解料腔内；(2)连续水解子步骤是在转子持续转动过程中，转子的围护板带动水解料腔内的物料随转子转动，转动过程中物料接受水解液进行喷淋浸泡并进行水解；进料管进料速度、转子转速以及水解料腔内水解液的进液速度相匹配，当一水解料腔由进料管处旋转至出料管前时其内的物料水解完毕，水解得到的糖液通过浙干板落至集液槽中的水解液内；连续水解子步骤的工艺条件分为常压水解连续水解和加压水解连续水解两种情况；常压水解时水解液的酸浓度为10% - 85%，物料温度加热至75 - 99. 5°C ;转子运转一周的时间为120 - 300分钟；加压水解时，水解液酸浓度为O. 5 - 30%，物料温度加热至100 - 180°C，升压至O. I 一O.7MPa ;转子运转一周的时间为100 — 320分钟；(3 )连续出料子步骤是当物料转动至落料口处时，水解完毕的物料渣通过落料口和出料管排出；本子步骤分为常压水解连续加料和加压水解连续加料两种情况；常压水解时，第三阀门和第四阀门常开，物料渣在浙干板上浙干后直接通过落料口进入出料管后排出；加压水解时，先将第四阀门关闭，再将第三阀门打开，物料落入下隔压管段；当下隔压管段落满物料后，将第三阀门关闭，再将第四阀门打开，使下隔压管段内的物料排出，物料排出后循环执行本子步骤；(4)连续排液子步骤是集液槽底部包含水解得到的糖液的水解液从排液管排出。
10.根据权利要求9所述的纤维素类秸杆物质连续水解方法，其特征在于所述第一步骤中还包括启动循环泵的操作，循环泵启动后将集液槽内的水解液通过循环喷淋管重新喷淋至水解料腔内；在连续加料子步骤中，加压水解时，将第二阀门关闭后，在第一阀门打开前，启动平衡排气泵，将上隔压管段内的高温气体抽入罐顶空腔内，然后再关闭平衡排气泵并打开第一阀门；在连续出料子步骤，加压水解时，将第三阀门关闭后，在第四阀门打开前，启动平衡排气泵，将下隔压管段内的高温气体抽入罐顶空腔内，然后再关闭平衡排气泵并打开第四阀门。
全文摘要
本发明公开了一种纤维素类秸秆物质连续水解装置，包括罐体，罐体顶部连通有进料管和进液管，进液管上设有喷淋泵，罐体内设有竖向设置的转子部件；转子部件包括均匀径向连接在主轴外表面上的隔板，各隔板的外侧皆与一围护板相连接；罐体内于所述隔板和围护板的底端处设有平放设置的沥干板，罐体外设有用于驱动转子部件旋转的驱动装置，各处相临隔板与该处的围护板、主轴以及沥干板之间围成水解料腔；罐体底部连通有出料管和排液管，罐体上设有加热装置。本发明既适用于常压水解，也适用于加压水解，可以方便地实现连续进料、连续水解和连续出料。本发明带压加料时无须排空罐体内的高温气体，既降低了生产成本，又符合节能环保的产业发展方向。
文档编号C13K13/00GK102690898SQ201210196378
公开日2012年9月26日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者王建设, 王绍鹏 申请人:王建设