[實用新型]脫除木質素的系統

有效

• 申請號: 201420221411.9
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN203834283U
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 黃春超;李欣平;佟珂;楊昌南;李長富;劉清娟;周江沛;丁旭;劉錦旗;蔡金亮;趙曉君;李響;郭華;唐立強;張洪剛
• 申請（專利權）人: 中國石油集團東北煉化工程有限公司吉林設計院
• 主分類號: D21C3/02
• 分類號: D21C3/02;C08H7/00
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本實用新型涉及一種脫除木質素的系統。

背景技術

燃料乙醇是以生物質為原料通過生物發酵等途徑獲得的可作為燃料用的乙醇，是一種環境友好且可再生能源。目前，燃料乙醇的生產原料主要以糖質和淀粉質作物為主，即第一代燃料乙醇技術，其工藝流程一般分為4個階段，即液化、糖化、發酵、精制。但是一代燃料乙醇技術存在著“與人爭糧，與糧爭地”的缺點。因此，近年來，以農業廢棄物秸稈，即木質纖維素為原料的二代燃料乙醇技術引起了各國科學家的關注。與一代技術相比，二代燃料乙醇技術首先應進行預處理，即脫去木質素，增加原料的疏松性以增加各種酶與纖維素的接觸，提高酶效率；待原料分解為可發酵糖類后，再進行發酵、蒸餾和脫水。

目前，木質纖維素預處理方法大致可分為物理法、化學法及生物法。

其中，化學法中的堿法預處理是指利用NaOH、KOH、Ca(OH)₂和氨水等處理木質纖維素原料，去除木質素，是目前應用廣泛和備受關注的預處理方法。但是堿處理(即上述堿法預處理)的主要缺點在于NaOH、KOH的成本較高且不易回收，廢液會造成環境污染，Ca(OH)₂和氨水的條件溫和，易于回收，但預處理時間過長。

微波是一種波長在1mm～100cm范圍內(頻率300MHz～300KMHz)的電磁波，能使纖維素的分子間氫鍵發生變化，能提高纖維素的比表面積可及性，提高纖維素酶水解效率，但微波預處理僅能部分破壞木質纖維素結構，使之更為疏松，無法去除木質素。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種處理周期短、處理能力與效率高的脫除木質素的系統。

為實現上述目的，提供一種脫除木質素的系統，包括：反應器，具有以堿性溶液脫除木質素的反應段；以及微波裝置，其中，反應器的反應段容納于微波裝置的微波場中。

根據本實用新型，還包括：對由反應器排出的水解液進行氣液分離的分離器、以及為氣液分離供熱的供熱裝置；其中分離器的入口，連通于反應器的供水解液排出的水解液出口。

根據本實用新型，還包括：利用氣液分離得到的氣相產物制備堿性溶液的儲罐，具有供分離器排出的氣相產物進入的氣體入口、以及用以排出堿性溶液的堿性溶液出口；堿性溶液出口與反應器彼此連通。

根據本實用新型，供熱裝置為套設在分離器的外壁的換熱夾套。

根據本實用新型，還包括：用于從分離器的液相產物中分離出木質素的過濾裝置；其中，分離器的供液相產物排出的液相產物出口連通于過濾裝置。

根據本實用新型，反應器的內、外表面分別設置有聚四氟乙烯內襯和聚四氟乙烯外襯。

根據本實用新型，分離器設置有聚四氟乙烯內襯。

根據本實用新型，儲罐設置有聚四氟乙烯內襯。

根據本實用新型，反應器具有依次連通的進料段、反應段和出料段，其中進料段和反應段均位于微波裝置的微波場中。

根據本實用新型，反應器的堿性溶液入口設置于進料段，反應器的水解液出口、以及反應器的供脫除木質素后的固體產物排出的固體產物出口均設置于出料段。

相比于現有技術，本實用新型的有益效果為：

1、本實用新型將反應器的以堿性溶液脫除木質素的反應段容納于微波裝置的微波場中，以對原料顆粒同時進行堿處理和微波處理。其中，微波通過高頻電場，使原料顆粒的內部與表面同時升溫，加熱速度快且均勻，能量利用率高，部分破壞木質纖維素結構，使之更為疏松。與此同時，使用堿處理去除木質素。由此，綜合并同時使用堿處理和微波處理，縮短預處理時間、降低了能耗以及試劑和酶的用量、提高處理能力及效率。并且，將上述原料顆粒除去木質素后得到的固體產物和生成的包含木質素的水解液分離，可得到固體產物以用作后續工藝的原料，例如生產乙醇。

2、本實用新型設置有對由反應器排出的水解液進行氣液分離的分離器、為氣液分離供熱的供熱裝置以及利用氣液分離得到的氣相產物制備堿性溶液的儲罐。由此可從水解液中分離出氣相產物，并利用分離出的氣相產物制備堿性溶液并將該堿性溶液送回反應器中。從而，通過堿性溶液的循環再利用，降低堿性溶液的用量，減少技術對環境的影響，并降低了生產成本。

3、本系統的反應器及儲罐設置有聚四氟乙烯內襯，可有效地解決堿處理對反應器及儲罐的腐蝕問題。

附圖說明

圖1是本實用新型的脫除木質素的系統的一個實施例的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型具體實施方式進行描述。