一种耐腐蚀性的低共熔溶剂木质素解聚液膜分离设备

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1.本实用新型涉及膜分离设备技术领域，尤其涉及从中药渣、秸秆等木质纤维素低共熔溶剂(des)预处理液中分离木质素的耐腐蚀膜分离装置。


背景技术：

2.中药渣等中药固废以及秸秆等农林废弃物主要含有纤维素、半纤维素及木质素等组分，具有非常高的利用价值。生物转化这些木质纤维素，废弃物生产生物化学品、液体燃料和功能材料可变废为宝，实现绿色低碳循环发展，具有十分重要的经济和社会意义。预处理是这些废弃纤维原料生物转化的前提和基础。低共熔溶剂(des)是一种绿色溶剂，具有合成原料广泛、合成简单、无毒/低毒、可生物降解等优点。低共熔溶剂预处理木质纤维原料不但可高效提取木质纤维素中的木质素组分，而且提取的木质素纯度高且结构单一，可以作为制备芳香化学品的原料。经过低共熔溶剂预处理后，木质素被提取到低共熔溶剂中。常用的从低共熔溶剂预处理液中分离木质素的方法有抗溶剂添加法和液液萃取法等，其中，抗溶剂添加法需要大量的水、乙醇和丙酮等溶剂来沉淀木质素；液液萃取法则需额外加入与低共熔溶剂互不相溶的有机溶剂。这两种木质素分离方法不但耗时、耗能、废液产生量大，而且提取效果待提高。膜分离方法具有绿色环保节能等优势，采用膜分离技术从低共熔溶剂预处理液中分离木质素具有巨大的潜在优势。由于低共熔溶剂具有一定的腐蚀性，金属材质的膜分离装置无法应用于低共熔溶剂预处理液的分离过程。鉴于此，本实用新型提供了一种耐腐蚀的陶瓷膜分离设备，通过选择合适截留分子量的陶瓷膜，可实现从木质纤维素低共熔溶剂预处理液中分级分离木质素。该设备操作简单且能耐低共熔溶剂的腐蚀性，可实现木质素的高效提取，具有很大的推广应用价值。


技术实现要素：
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3.本实用新型提供了一种耐腐蚀性的低共熔溶剂木质素解聚液膜分离装置，目的在于耐酸性，耐腐蚀性，且提升中药渣、秸秆等木质纤维素低共熔溶剂 (des)预处理液中木质素分离效率及木质素回收效率。
4.为了实现上述目的，达到上述效果，本实用新型通过以下技术方案实现：一种耐腐蚀性的低共熔溶剂木质素解聚液膜分离设备，包括进料罐(夹套烧杯)，隔膜泵，水浴锅，阀门(一、二)，机壳，电磁流量计，压力表(一、二)，管式陶瓷膜外壳，管式陶瓷膜，控制器，开关，所述进料罐的两端接导管连接于水浴锅，所述进料罐的出料口通过导管连接于隔膜泵的进口端，所述隔膜泵的出料口一部分通过导管连接于管式陶瓷膜外壳的进口端，所述隔膜泵的出料口另一部分通过三通导管连接于压力表二，所述压力表二旁路经导管连接于进料罐，所述管式陶瓷膜外壳内装管式陶瓷膜，所述管式陶瓷膜的渗透液出料口通过导管连接于进料罐，所述管式陶瓷膜外壳通过导管连接压力表一，所述压力表一通过导管连接电磁流量计，所述电磁流量计通过三通导管连接于进料罐，所述压力表一、压力表二、电磁流量计均通过阀门一、阀门二共同控制大小。
5.优选的，所述隔膜泵的最大操作压力为4.1bar，流量为20.8lpm。
6.优选的，所述压力表(一、二)均为全塑隔膜压力表。
7.优选的，所述管式陶瓷膜外壳材质为聚四氟乙烯，所述管式陶瓷膜材质为二氧化锆，孔径300da～300kda均可，操作压力最大为0.35mpa；管式陶瓷膜膜组件主要通过旋动紧固螺帽来实现其快速安装及拆卸。
8.优选的，所述导管材质均为聚四氟乙烯，所述机壳为膜分离装置外壳，材质为不锈钢，所述机壳内有所述控制器、隔膜泵、电磁流量计及部分导管、导线，所述隔膜泵、电磁流量计均通过导线连接控制器，所述控制器通过导线连接有开关，且所述开关通过导线连接有外部电源。
9.优选的，机壳底部焊接有工作台，工作台底部有焊接有等距离分布的支撑腿。
10.本实用新型的有益效果为：
11.本实用新型中，通过设置的一种耐腐蚀性的低共熔溶剂木质素解聚液膜分离设备，可以很好的分离des及中药渣、秸秆等中木质素，实现有效的木质素回收，同时通过压力阀及流量计阀的设置，可有效控制条件，实现木质素及 des的分离；管式陶瓷膜膜组件设置结构合理，通过旋动紧固螺帽，可实现分离膜组件的快速安装及拆卸，操作简单，有效方便了对膜进行维护，同时通过密封垫的设置，保证了分离膜组件安装后，装置整体的密封性，实用性强。
附图说明
12.图1为本实用新型提出的一种耐腐蚀性的低共熔溶剂木质素解聚液膜分离设备示意图。
13.图中(1)进料罐(夹套烧杯)，(2)隔膜泵，(3)水浴锅，(4)阀门一，(5)机壳， (6)阀门二，(7)电磁流量计，(8)压力表一，(9)管式陶瓷膜外壳，(10)管式陶瓷膜， (11)压力表二，(12)控制器，(13)开关。
具体实施方式
14.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
15.如图1所示，一种耐腐蚀性的低共熔溶剂木质素解聚液膜分离设备，包括进料罐(夹套烧杯)(1)，隔膜泵(2)，水浴锅(3)，阀门一(4)，机壳(5)，阀门二(6)，电磁流量计(7)，压力表一(8)，管式陶瓷膜外壳(9)，管式陶瓷膜(10)，压力表二(11)，控制器(12)，开关(13)，其特征在于，所述进料罐(1)，其两端接导管连接于水浴锅(3)，所述进料罐(1)的出料口通过导管连接于隔膜泵(2)的进口端，所述隔膜泵 (2)的出料口一部分通过导管连接于管式陶瓷膜外壳(9)的进口端，所述隔膜泵(2) 的出料口另一部分通过三通导管连接于压力表二(11)，所述压力表二(11)旁路经导管连接于进料罐(1)，所述管式陶瓷膜外壳(9)内装管式陶瓷膜(10)，所述管式陶瓷膜(10)的渗透液出料口通过导管连接于进料罐(1)，所述管式陶瓷膜外壳(9)通过导管连接压力表一(8)，所述压力表一(8)通过导管连接电磁流量
计(7)，所述电磁流量计(7)通过三通导管连接于进料罐(1)，所述压力表一(8)、压力表二(11)、电磁流量计(7)均通过阀门一(4)、阀门二(6)共同控制大小。
16.本实用新型工作原理：将中药渣、秸秆等木质纤维素低共熔溶剂(des) 预处理液原料液倒入进料罐1，将水浴锅加热，连接进料罐两端接入水浴锅热水；然后启动装置，隔膜泵2会将料液泵入管式陶瓷膜10，料液渗透液会通过导管回到进料罐1，而其他被回收和循环的料液会通过两条旁路导管回到进料罐1，一条是通过导管经过电磁流量计7经过阀门二6回到进料罐1，另一条是通过导管经过压力表二11、阀门一4回到进料罐1。
17.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种耐腐蚀性的低共熔溶剂木质素解聚液膜分离设备，包括进料罐(夹套烧杯)(1)，隔膜泵(2)，水浴锅(3)，阀门一(4)，机壳(5)，阀门二(6)，电磁流量计(7)，压力表一(8)，管式陶瓷膜外壳(9)，管式陶瓷膜(10)，压力表二(11)，控制器(12)，开关(13)，其特征在于，所述进料罐(1)，其两端接导管连接于水浴锅(3)，所述进料罐(1)的出料口通过导管连接于隔膜泵(2)的进口端，所述隔膜泵(2)的出料口一部分通过导管连接于管式陶瓷膜外壳(9)的进口端，所述隔膜泵(2)的出料口另一部分通过三通导管连接于压力表二(11)，所述压力表二(11)旁路经导管连接于进料罐(1)，所述管式陶瓷膜外壳(9)内装管式陶瓷膜(10)，所述管式陶瓷膜(10)的渗透液出料口通过导管连接于进料罐(1)，所述管式陶瓷膜外壳(9)通过导管连接压力表一(8)，所述压力表一(8)通过导管连接电磁流量计(7)，所述电磁流量计(7)通过三通导管连接于进料罐(1)，所述压力表一(8)、压力表二(11)、电磁流量计(7)均通过阀门一(4)、阀门二(6)共同控制大小。2.根据权利要求1所述一种耐腐蚀性的低共熔溶剂木质素解聚液膜分离设备，其特征在于，所述隔膜泵(2)的最大操作压力为4.1bar，流量为20.8lpm。3.根据权利要求1所述一种耐腐蚀性的低共熔溶剂木质素解聚液膜分离设备，其特征在于，所述压力表一(8)、压力表二(11)均为全塑隔膜压力表。4.根据权利要求1所述一种耐腐蚀性的低共熔溶剂木质素解聚液膜分离设备，其特征在于，所述管式陶瓷膜外壳(9)材质为聚四氟乙烯，所述管式陶瓷膜(10)材质为二氧化锆，孔径300da～300kda均可，操作压力最大为0.35mpa；管式陶瓷膜膜组件(管式陶瓷膜外壳(9)，管式陶瓷膜(10))主要通过旋动紧固螺帽来实现其快速安装及拆卸。5.根据权利要求1所述一种耐腐蚀性的低共熔溶剂木质素解聚液膜分离设备，其特征在于，所述导管材质均为聚四氟乙烯，所述机壳(5)为膜分离装置外壳，材质为不锈钢，所述机壳(5)内有所述控制器(12)、所述隔膜泵(2)、所述电磁流量计(7)及部分导管、导线，所述隔膜泵(2)、电磁流量计(7)均通过导线连接控制器(12)，所述控制器(12)通过导线连接有开关(13)，且所述开关(13)通过导线连接有外部电源。6.根据权利要求1所述一种耐腐蚀性的低共熔溶剂木质素解聚液膜分离设备，其特征在于，机壳(5)底部焊接有工作台，工作台底部有焊接有等距离分布的支撑腿。

技术总结
本实用新型公开了一种耐腐蚀性的低共熔溶剂木质素解聚液膜分离设备，主要材质为聚四氟乙烯，包括进料罐，隔膜泵，管式陶瓷膜，压力表，电磁流量计，阀门，水浴锅，控制器。所述进料罐为夹套烧杯，其经导管接入水浴锅，所述进料罐的出料口通过导管连接于泵的进口端，所述泵的出口端连接于压力表二及陶瓷膜，所述陶瓷膜出口端通过导管连接于压力表一，所述电磁流量计为陶瓷膜出口端旁路，所述压力表二为泵出口端旁路，均经导管回到进料罐。通过本实用新型的实施，研究出了新型适用于从中药渣、秸秆等木质纤维素低共熔溶剂(DES)解聚液中分离木质素的耐腐蚀膜分离设备，可有效分离DES及木质素，具有一定的使用价值及推广价值。具有一定的使用价值及推广价值。具有一定的使用价值及推广价值。


技术研发人员：齐本坤 李晨璐 徐宾 庄永兵 万印华
受保护的技术使用者：中国科学院过程工程研究所
技术研发日：2022.01.06
技术公布日：2022/8/5