一種熱反應與膜分離的循環耦合裝置的製作方法
2023-07-12 02:57:01
專利名稱：一種熱反應與膜分離的循環耦合裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於生物化工設備技術領域，具體涉及一種生物質原料加工的熱反應與膜分離的循環耦合裝置。
背景技術：
反應釜在化工行業應用的非常廣泛，酸性反應體系需要在反應內壁加一層耐酸襯裡。另外，有的反應釜採用夾套加熱、內置蛇管加熱等方式，尤其是在反應物體系可以和熱物料(蒸汽)直接接觸的情況下，會使反應釜的結構複雜化，增加設備成本，而且內置蛇管清洗困難。 若反應釜採用間歇操作，分批進料，分批出料，最大的缺點是生產周期長，尤其是在反應溫度較高的情況下，升溫和降溫都需要一定的時間。多數固液兩相反應系統的反應釜，只有單一的出料口，不能實現固液分離。放料之後還需要單獨的分離裝置，這樣不但增加了操作步驟，還延長了生產周期。
發明內容為了解決背景技術中存在的問題，本實用新型提供了一種結構簡單的新型熱反應與膜分離的循環耦合裝置。本實用新型的目的是I)提供一種耐酸的搪瓷反應釜，直接向反應體系內通入蒸汽加熱物料，並起攪拌作用，簡化設備結構，節省成本。2)設計一種分離循環裝置，投入一批物料，反應一段時間後，打開循環系統，分出一部分反應液，再接著進料，反應幾批物料之後停止反應，這種操作方式既可以實現固液分離，又節省了生產周期。為了實現以上目的，本實用新型採用以下技術方案。一種熱反應與膜分離的循環耦合裝置，包括反應釜、管路、泵、膜分離器，其特徵在於反應釜內部的蒸汽管道呈傘狀結構，蒸汽管道主管路上口密封，在其側面設有4 8個分支管路。所述蒸汽管道支管路優選為6個，蒸汽管道支管路軸線與主管路軸線之間的夾角為60° 80°。可提高蒸汽利用率，且便於清理。所述蒸汽管道支管的下埠安裝有浮舌，蒸汽關閉後防止反應物料進入蒸汽管道。所述反應釜內壁襯有搪瓷，防止酸性反應體系腐蝕設備。所述分離循環管路從反應釜的底部接出，並設有循環管路控制閥，用泵把反應物料抽至膜分離器，實現固液分離，液體收集，餘下物料送回反應釜內。本實用新型的有益效果是I)直接向反應體系內通蒸汽加熱物料，並起攪拌作用，簡化了設備結構，節省了成本。2)具有循環系統，可連續操作，既實現了固液分離，又節省了生產周期。以下通過對本實用新型的機構並結合其附圖的描述，可進一步了解本實用新型所述的目的、具體結構特徵與優點。
圖I為本實用新型結構示意圖。圖I中，I反應釜的進料口，2反應釜釜體，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出料閥，8循環管路控制閥，9膜分離器。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步的說明。物料(粉碎後的生物質原料O. 5_3cm)通過進料口(I)加入反應爸,蒸汽通過蒸汽管道(6)進入反應釜內，並起攪拌作用，蒸汽管道由主管和6個支管組成，主管頂部(3)封閉，主管側面設有6個分支管路(4)，支管軸線與主管軸線間的夾角為60° 80°。此外，為了防止蒸汽停止後反應物料進入管路，在支管的埠安裝有一浮舌(5)。分離循環管路從反應釜的底部接出，並設有循環管路控制閥(8)用泵把物料抽出，送到循環管路，然後經膜分離器(9)，在膜分離器中，液體中溶解的單糖和小分子溶解物透過膜被分離出去，餘下的物料主要是部分木聚糖和纖維素送回反應釜內，連續生產。生物質原料熱加工和分離流程生物質原料(如秸杆)——120_190°C加熱——多數半纖維素水解(主要是木糖和阿拉伯糖)和部分木質素水解——膜分離——溶解的單糖、低聚寡糖和部分水經膜分離器離開反應系統，其餘物料(包括未水解的多聚木糖和纖維素)返回反應釜繼續反應。
權利要求1.一種熱反應與膜分離的循環耦合裝置，包括反應釜、管路、泵、膜分離器，其特徵在於反應釜內部的蒸汽管道呈傘狀結構，蒸汽管道主管路(3)上口密封，在其側面安裝有4 8個分支管路⑷。
2.根據權利要求I所述的一種熱反應與膜分離的循環耦合裝置，其特徵在於蒸汽管道支管路(4)軸線與主管路(3)軸線之間的夾角為60° 80°。
3.根據權利要求2所述的一種熱反應與膜分離的循環耦合裝置，其特徵在於蒸汽管道支管的下埠安裝有浮舌(5)。
4.根據權利要求3所述的一種熱反應與膜分離的循環耦合裝置，其特徵在於反應釜內壁襯有搪瓷。
5.根據權利要求4所述的一種熱反應與膜分離的循環耦合裝置，其特徵在於分離循環管路從反應釜的底部接出，並設有循環管路控制閥(8)，用泵把反應物料抽至膜分離器(9)，實現固液分離，液體收集，餘下物料送回反應釜內。
專利摘要本實用新型公開了一種適於生物質原料熱反應與膜分離的循環耦合裝置，適用於生物質的酸性、中性或弱鹼性固液混合體系。主反應釜內壁襯有搪瓷，加熱蒸汽從底部直接通到反應釜內，蒸汽管道呈傘狀結構。分離循環裝置是由管道、泵、膜分離器組成，反應混合物由泵抽出，經過膜分離器時液體中主要產物被分離出去，餘下物料則回到反應釜內。
文檔編號B01D61/00GK202570174SQ20122008162
公開日2012年12月5日 申請日期2012年2月29日 優先權日2012年2月29日
發明者王欲曉, 葛鳳娟 申請人:徐州工程學院