专利名称：一种热反应与膜分离的循环耦合装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于生物化工设备技术领域，具体涉及一种生物质原料加工的热反应与膜分离的循环耦合装置。
背景技术：
反应釜在化工行业应用的非常广泛，酸性反应体系需要在反应内壁加一层耐酸衬里。另外，有的反应釜采用夹套加热、内置蛇管加热等方式，尤其是在反应物体系可以和热物料(蒸汽)直接接触的情况下，会使反应釜的结构复杂化，增加设备成本，而且内置蛇管清洗困难。 若反应釜采用间歇操作，分批进料，分批出料，最大的缺点是生产周期长，尤其是在反应温度较高的情况下，升温和降温都需要一定的时间。多数固液两相反应系统的反应釜，只有单一的出料口，不能实现固液分离。放料之后还需要单独的分离装置，这样不但增加了操作步骤，还延长了生产周期。
发明内容为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种结构简单的新型热反应与膜分离的循环耦合装置。本实用新型的目的是I)提供一种耐酸的搪瓷反应釜，直接向反应体系内通入蒸汽加热物料，并起搅拌作用，简化设备结构，节省成本。2)设计一种分离循环装置，投入一批物料，反应一段时间后，打开循环系统，分出一部分反应液，再接着进料，反应几批物料之后停止反应，这种操作方式既可以实现固液分离，又节省了生产周期。为了实现以上目的，本实用新型采用以下技术方案。一种热反应与膜分离的循环耦合装置，包括反应釜、管路、泵、膜分离器，其特征在于反应釜内部的蒸汽管道呈伞状结构，蒸汽管道主管路上口密封，在其侧面设有4 8个分支管路。所述蒸汽管道支管路优选为6个，蒸汽管道支管路轴线与主管路轴线之间的夹角为60° 80°。可提高蒸汽利用率，且便于清理。所述蒸汽管道支管的下端口安装有浮舌，蒸汽关闭后防止反应物料进入蒸汽管道。所述反应釜内壁衬有搪瓷，防止酸性反应体系腐蚀设备。所述分离循环管路从反应釜的底部接出，并设有循环管路控制阀，用泵把反应物料抽至膜分离器，实现固液分离，液体收集，余下物料送回反应釜内。本实用新型的有益效果是I)直接向反应体系内通蒸汽加热物料，并起搅拌作用，简化了设备结构，节省了成本。2)具有循环系统，可连续操作，既实现了固液分离，又节省了生产周期。以下通过对本实用新型的机构并结合其附图的描述，可进一步了解本实用新型所述的目的、具体结构特征与优点。
图I为本实用新型结构示意图。图I中，I反应釜的进料口，2反应釜釜体，3蒸汽管道主管，4蒸汽管道支管，5浮舌，6蒸汽管道主管入口，7出料阀，8循环管路控制阀，9膜分离器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。物料(粉碎后的生物质原料O. 5_3cm)通过进料口(I)加入反应爸,蒸汽通过蒸汽管道(6)进入反应釜内，并起搅拌作用，蒸汽管道由主管和6个支管组成，主管顶部(3)封闭，主管侧面设有6个分支管路(4)，支管轴线与主管轴线间的夹角为60° 80°。此外，为了防止蒸汽停止后反应物料进入管路，在支管的端口安装有一浮舌(5)。分离循环管路从反应釜的底部接出，并设有循环管路控制阀(8)用泵把物料抽出，送到循环管路，然后经膜分离器(9)，在膜分离器中，液体中溶解的单糖和小分子溶解物透过膜被分离出去，余下的物料主要是部分木聚糖和纤维素送回反应釜内，连续生产。生物质原料热加工和分离流程生物质原料(如秸杆)——120_190°C加热——多数半纤维素水解(主要是木糖和阿拉伯糖)和部分木质素水解——膜分离——溶解的单糖、低聚寡糖和部分水经膜分离器离开反应系统，其余物料(包括未水解的多聚木糖和纤维素)返回反应釜继续反应。
权利要求1.一种热反应与膜分离的循环耦合装置，包括反应釜、管路、泵、膜分离器，其特征在于反应釜内部的蒸汽管道呈伞状结构，蒸汽管道主管路(3)上口密封，在其侧面安装有4 8个分支管路⑷。
2.根据权利要求I所述的一种热反应与膜分离的循环耦合装置，其特征在于蒸汽管道支管路(4)轴线与主管路(3)轴线之间的夹角为60° 80°。
3.根据权利要求2所述的一种热反应与膜分离的循环耦合装置，其特征在于蒸汽管道支管的下端口安装有浮舌(5)。
4.根据权利要求3所述的一种热反应与膜分离的循环耦合装置，其特征在于反应釜内壁衬有搪瓷。
5.根据权利要求4所述的一种热反应与膜分离的循环耦合装置，其特征在于分离循环管路从反应釜的底部接出，并设有循环管路控制阀(8)，用泵把反应物料抽至膜分离器(9)，实现固液分离，液体收集，余下物料送回反应釜内。
专利摘要本实用新型公开了一种适于生物质原料热反应与膜分离的循环耦合装置，适用于生物质的酸性、中性或弱碱性固液混合体系。主反应釜内壁衬有搪瓷，加热蒸汽从底部直接通到反应釜内，蒸汽管道呈伞状结构。分离循环装置是由管道、泵、膜分离器组成，反应混合物由泵抽出，经过膜分离器时液体中主要产物被分离出去，余下物料则回到反应釜内。
文档编号B01D61/00GK202570174SQ20122008162
公开日2012年12月5日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者王欲晓, 葛凤娟 申请人:徐州工程学院