專利名稱：：生物質(zhì)超臨界亞臨界組合連續(xù)式預(yù)處理與水解設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)資源化的超臨界亞臨界組合連續(xù)式預(yù)處理與水解專用設(shè)備和方法，特別涉及一種木質(zhì)纖維類生物質(zhì)超臨界亞臨界組合連續(xù)式預(yù)處理與水解設(shè)備及方法，屬于生物質(zhì)能源處理及利用
技術(shù)領(lǐng)域：
。技術(shù)背景農(nóng)作物秸稈是最具開(kāi)發(fā)潛力的生物質(zhì)能源之一，其資源化技術(shù)特別是乙醇化技術(shù)已受到了廣泛關(guān)注。秸稈制取燃料乙醇的瓶頸因素有二第一，纖維素本身結(jié)構(gòu)決定其水解困難。纖維素是由D—吡喃葡萄糖酐鍵接而成的線性巨分子，分子間和分子內(nèi)存在很多氫鍵，具有高度結(jié)晶和難溶性，減小了與催化劑或酶的接觸面積，水解困難。第二，木質(zhì)素包裹作用使纖維素難以水解。木質(zhì)素是由苯丙垸單元鏈接的難降解高聚物，常和半纖維素一起填充在細(xì)胞壁纖維之間，緊緊包裹著纖維素，使其更難以溶于水解溶劑或與酶接觸，加大了其水解的難度。目前秸稈預(yù)處理和水解的方法主要有酸處理、蒸汽爆破和酶水解。酸處理會(huì)導(dǎo)致設(shè)備腐蝕、環(huán)境污染；蒸汽爆破則會(huì)導(dǎo)致大量的木糖損失；酶水解需要至少3種主要的酶同時(shí)存在，且不得有抑制性物質(zhì)，對(duì)條件要求嚴(yán)格，酶消耗大、成本高，停留時(shí)間需要3天以上。超臨界法對(duì)秸稈進(jìn)行預(yù)處理和水解，是利用水在超臨界條件下U74.2'C和22.lMPa以上溶劑化能力增強(qiáng)、電離程度增大(約比常溫高3個(gè)數(shù)量級(jí)等性質(zhì)，使秸稈中纖維素溶解，實(shí)現(xiàn)與木質(zhì)素的完全分離，并利用電離的H—作為催化劑進(jìn)行水解。極短時(shí)間內(nèi)纖維素即可完成水解并獲得低聚糖、葡萄糖等產(chǎn)物，能夠解決酸處理腐蝕設(shè)備、酶水解生產(chǎn)效率低等技術(shù)問(wèn)題。但葡萄糖在超臨界水中分解反應(yīng)速率很大，迅速即分解為不能進(jìn)行乙醇發(fā)酵的赤蘚糖、糠醛等物質(zhì)。因此，現(xiàn)有的超臨界工藝尚不能獲得令人滿意的可發(fā)酵糖轉(zhuǎn)化率。然而，當(dāng)反應(yīng)溫度、壓力降低時(shí)，葡萄糖的分解速率也呈指數(shù)下降，如亞臨界水中(如30(TC，葡萄糖的分解速率比超臨界水中(如40(TC降低2個(gè)數(shù)量級(jí)。由于亞臨界水密度比超臨界水大，其對(duì)高聚糖和低聚糖的水解更為有利。因此，可以提出超臨界亞臨界組合工藝方法，首先秸稈在超臨界水中預(yù)處理和水解，使纖維素徹底水解為低聚糖，再經(jīng)過(guò)亞臨界條件進(jìn)一步水解為葡萄糖，既利用了超臨界法反應(yīng)迅速、無(wú)需催化劑、無(wú)產(chǎn)物抑制的優(yōu)點(diǎn)，又解決了其產(chǎn)物不穩(wěn)定、條件難控制的技術(shù)瓶頸?；谏鲜鏊悸?，國(guó)內(nèi)外己經(jīng)丌發(fā)了生物質(zhì)的超臨界亞臨界組合的批式預(yù)處理與水解設(shè)備禾口操作方法(Zhaoetal.CombinedSupercriticalandSubcriticalProcessforCelluloseHydrolysistoFermentableHexoscs.Environ.Sci.Techno丄.2009,43(5))，然而，批式預(yù)處理與水解裝置由于間歇式操作不具有連續(xù)性，設(shè)備規(guī)模難以放大，對(duì)能源消耗較大，目前僅限于科學(xué)試驗(yàn)與機(jī)理研究，不能應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種生物質(zhì)超臨界亞臨界組合連續(xù)式預(yù)處理與水解設(shè)備及方法，旨解決批式預(yù)處理與水解的操作不具有連續(xù)性，設(shè)備規(guī)模難以放大，對(duì)能源消耗較大的技術(shù)缺陷，可實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維原料的超臨界亞臨界組合連續(xù)預(yù)處理與水解，提供一條新型并高效的木質(zhì)纖維類生物質(zhì)水解資源化途徑，具有廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種用于生物質(zhì)超臨界亞臨界組合連續(xù)式預(yù)處理和水解的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括貯水罐l，附有攪拌裝置的貯料罐2，預(yù)加熱系統(tǒng)5，超臨界反應(yīng)系統(tǒng)6，初次冷卻系統(tǒng)7，亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)8，最終冷卻系統(tǒng)9，產(chǎn)物收集系統(tǒng)IO以及電子控溫系統(tǒng)11;所述貯水罐1通過(guò)管路經(jīng)由高壓進(jìn)水泵3與預(yù)加熱系統(tǒng)5入口相連，預(yù)加熱系統(tǒng)5出口通過(guò)三通與超臨界反應(yīng)系統(tǒng)6入口相連，所述附有攪拌裝置的貯料罐2通過(guò)管路經(jīng)由高壓進(jìn)料泵4與超臨界反應(yīng)系統(tǒng)6入口相連，所述超臨界反應(yīng)系統(tǒng)6出口通過(guò)管路經(jīng)由初次冷卻系統(tǒng)7和第一減壓閥14a與亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)8入口相連；所述亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)8出口通過(guò)管路經(jīng)由第二減壓閥14b和最終冷卻系統(tǒng)9與產(chǎn)物收集系統(tǒng)IO相連；所述的預(yù)加熱系統(tǒng)、超臨界反應(yīng)系統(tǒng)、初次冷卻系統(tǒng)和亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)分別通過(guò)測(cè)溫探頭13和信號(hào)線與所述的電子控溫系統(tǒng)11相連接。本發(fā)明的技術(shù)特征還在于所述的預(yù)加熱系統(tǒng)5由預(yù)加熱管路和預(yù)加熱裝置組成，所述的預(yù)加熱裝置由鹽浴罐和設(shè)置在該鹽浴罐內(nèi)的電加熱棒構(gòu)成，所述的預(yù)加熱管路采用螺旋式盤管。所述的超臨界反應(yīng)系統(tǒng)6由超臨界反應(yīng)管路和超臨界加熱裝置組成，所述的超臨界加熱裝黃由鹽浴罐和設(shè)置在該鹽浴罐內(nèi)的電加熱棒構(gòu)成，所述的超臨界反應(yīng)管路采用直管或彎管。所述的亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)8由亞臨界反應(yīng)管路和亞臨界加熱裝置組成，所述的亞臨界加熱裝置由陶瓷套管和設(shè)置在該套管內(nèi)的電加熱棒構(gòu)成，所述的亞臨界反應(yīng)管路采用螺旋式盤管。所述的初次冷卻系統(tǒng)7和最終冷卻系統(tǒng)9由傳輸管路和冷卻套管構(gòu)成，所述的冷卻套管采用逆流式水冷卻套管，所述的傳輸管路采用直管或螺旋式盤管。本發(fā)明還提供了一種用于生物質(zhì)超臨界亞臨界組合連續(xù)式預(yù)處理和水解的方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)將設(shè)備管路各閥門均置于通路，開(kāi)啟電子控溫系統(tǒng)11開(kāi)關(guān)對(duì)預(yù)加熱系統(tǒng)5、超臨界反應(yīng)系統(tǒng)6和亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)8進(jìn)行預(yù)熱，分別設(shè)定為350370°C、37040(TC和200300°C范圍內(nèi)的指定溫度；2)將生物質(zhì)原料與水按質(zhì)量比1:401:20的比例混合置入貯料罐2內(nèi)，開(kāi)啟貯料罐2的攪拌裝置使物料處于均勻懸濁狀態(tài)；3)根據(jù)貯料罐中的懸濁液體積，向貯水罐中加入14倍體積的水，調(diào)節(jié)柱高壓進(jìn)水泵和高壓進(jìn)料泵的流量比例為1:14:1;4)當(dāng)預(yù)加熱系統(tǒng)5、超臨界反應(yīng)系統(tǒng)6和亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)8的溫度接近預(yù)熱指定溫度時(shí)，開(kāi)啟高壓進(jìn)水泵3和高壓進(jìn)料泵4，將貯水罐中的水注入預(yù)加熱系統(tǒng)，達(dá)到預(yù)熱溫度后與由忙料罐經(jīng)高壓進(jìn)料泵注入的生物質(zhì)原料漿液快速混合并注入超臨界反應(yīng)系統(tǒng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)初次冷卻系統(tǒng)和減壓閥進(jìn)行冷卻和降壓后進(jìn)入亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)；5)調(diào)節(jié)第一減壓閥14a和第二減壓閥14b、使超臨界反應(yīng)系統(tǒng)6和亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)8內(nèi)部管路壓力分別穩(wěn)定在2025MPa和515MPa;6)調(diào)節(jié)初次冷卻系統(tǒng)7和最終冷卻系統(tǒng)9的冷卻水流量，使各自出口管路溫度分別穩(wěn)定在10020(TC和1550°C;7)待所述設(shè)備內(nèi)流量、溫度和壓力均達(dá)到上述設(shè)定值并穩(wěn)定后，利用產(chǎn)物收集系統(tǒng)10連續(xù)收集生物質(zhì)預(yù)處理和水解的最終產(chǎn)物。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果利用超臨界法和亞臨界法反應(yīng)迅速、無(wú)需催化劑、無(wú)產(chǎn)物抑制的優(yōu)點(diǎn)，能夠克服酸處理技術(shù)催化劑用量大、難回收和酶水解技術(shù)反應(yīng)慢、產(chǎn)物有抑制等不足；并通過(guò)高壓進(jìn)料、密封管路和各反應(yīng)階段的溫度和壓力控制，解決批式預(yù)處理與水解的操作不連續(xù)、設(shè)備難放大、能源消耗大的技術(shù)缺陷，可實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維類生物質(zhì)的連續(xù)式預(yù)處理與水解轉(zhuǎn)化并生成可發(fā)酵糖，是后續(xù)發(fā)酵產(chǎn)乙醇等資源化技術(shù)的基礎(chǔ)，應(yīng)用前景廣闊。附圖為本發(fā)明超臨界亞臨界組合連續(xù)式預(yù)處理與水解設(shè)備及方法流程示意圖。圖中l(wèi)一貯水罐；2—貯料罐；3—高壓進(jìn)水泵；4—高壓進(jìn)料泵；5—預(yù)加熱系統(tǒng)；6—超臨界反應(yīng)系統(tǒng)；7—初次冷卻系統(tǒng)；8—亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)；9一最終冷卻系統(tǒng)；IO—產(chǎn)物收集罐；U—電子控溫箱；12—壓力表；13—測(cè)溫探頭；14a—第一減壓閥；14b—第二減壓閥；15—壓力防爆閥。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一歩詳細(xì)說(shuō)明。圖1為本發(fā)明超臨界亞臨界組合連續(xù)式預(yù)處理與水解設(shè)備結(jié)構(gòu)原理及方法流程示意圖。該設(shè)備包括貯水罐l，附有攪拌的貯料罐2，預(yù)加熱系統(tǒng)5，超臨界反應(yīng)系統(tǒng)6，初次冷卻系統(tǒng)7,亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)8，最終冷卻系統(tǒng)9，產(chǎn)物收集系統(tǒng)10以及電子控溫系統(tǒng)11，所述貯水罐1通過(guò)管路經(jīng)由高壓進(jìn)水泵3與預(yù)加熱系統(tǒng)5入口相連，預(yù)加熱系統(tǒng)5出口通過(guò)三通與超臨界反應(yīng)系統(tǒng)6入口相迮；所述附有攪拌的貯料罐2通過(guò)管路經(jīng)由高壓進(jìn)料泵4和閥門與超臨界反應(yīng)系統(tǒng)6入口相連，所述超臨界反應(yīng)系統(tǒng)6出口通過(guò)管路經(jīng)由初次冷卻系統(tǒng)7和第一減壓閥14a與亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)8入口相連；所述亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)8出口通過(guò)管路經(jīng)由第二減壓閥14b和最終冷卻系統(tǒng)9與產(chǎn)物收集系統(tǒng)10相連；所述的預(yù)加熱系統(tǒng)、超臨界反應(yīng)系統(tǒng)、初次冷卻系統(tǒng)和亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)分別通過(guò)測(cè)溫探頭13和信號(hào)線與所述的電子控溫系統(tǒng)11相連接。所述的預(yù)加熱系統(tǒng)5由預(yù)加熱管路和預(yù)加熱裝置組成，預(yù)加熱管路采用螺旋式盤管，其管徑和管長(zhǎng)可根據(jù)設(shè)備規(guī)模、流量和預(yù)加熱溫度進(jìn)行調(diào)整；預(yù)加熱裝置由鹽浴罐和設(shè)置在該鹽浴罐內(nèi)的電加熱棒構(gòu)成，可使預(yù)加熱管路內(nèi)的流體維持在26045(TC間的指定溫度。超臨界反應(yīng)系統(tǒng)6由超臨界反應(yīng)管路和超臨界加熱裝置組成，超臨界反應(yīng)管路可采用直管或彎管，其管徑和管長(zhǎng)可根據(jù)設(shè)備規(guī)模、流量和超臨界反應(yīng)條件進(jìn)行調(diào)整；超臨界加熱裝置由鹽浴罐和設(shè)置在該鹽浴罐內(nèi)的電加熱棒構(gòu)成，可使超臨界反應(yīng)管路內(nèi)的流體維持26045(TC間的指定溫度。亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)8由亞臨界反應(yīng)管路和亞臨界加熱裝置組成，亞臨界反應(yīng)管路采用螺旋式盤管，其管徑和管長(zhǎng)可根據(jù)設(shè)備規(guī)模、流量和亞臨界反應(yīng)條件進(jìn)行調(diào)整；亞臨界加熱裝置由陶瓷套管和設(shè)置在該套管內(nèi)的電加熱棒構(gòu)成，可使亞臨界反應(yīng)管路內(nèi)的流體維持在3036(TC間的指定溫度。初次冷卻系統(tǒng)7和最終冷卻系統(tǒng)9由傳輸管路和冷卻套管構(gòu)成，冷卻套管采用逆流式水冷卻套管，傳輸管路釆用直管或螺旋式盤管，其管徑和管長(zhǎng)可分別根據(jù)超臨界反應(yīng)系統(tǒng)和亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)的管徑和管長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)整；通過(guò)控制冷卻水流量可使傳輸管路內(nèi)流體分別快速冷卻至15300°C范圍內(nèi)的指定溫度以利于業(yè)臨界反應(yīng)和1510(TC范圍內(nèi)的較低溫度以利于產(chǎn)物收集。超臨界反應(yīng)系統(tǒng)6、亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)8以及亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)后的壓力可采用壓力表12分別監(jiān)測(cè)，量程可為40MPa，并可通過(guò)第一減壓閥14a和第二減壓閥14b分別調(diào)節(jié)在預(yù)加熱系統(tǒng)5和超臨界反應(yīng)系統(tǒng)6之間的管路上設(shè)置壓力防爆閥15，并通過(guò)放空管與貯水罐1連接。工作壓力可為40MPa，并不得高于壓力表12的量程和所述裝置的總設(shè)計(jì)壓力。本發(fā)明丁作原理如下使木質(zhì)纖維類生物質(zhì)原料和預(yù)熱后的水通過(guò)高壓進(jìn)料泵4和高壓進(jìn)水泵3混合后注入超臨界反應(yīng)系統(tǒng)6，使木質(zhì)纖維類生物質(zhì)在超臨界條件下進(jìn)行預(yù)處理和水解，打破木質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)，水解生成可溶性低聚糖；之后通過(guò)初次冷卻系統(tǒng)7和第一減壓閥14a，使超臨界反應(yīng)產(chǎn)物的溫度和壓力降低至亞臨界條件，進(jìn)而在亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)8內(nèi)繼續(xù)水解，生成可發(fā)酵糖；最后通過(guò)9最終冷卻系統(tǒng)于IO產(chǎn)物收集系統(tǒng)連續(xù)收集超臨界亞臨界組合預(yù)處理與水解的產(chǎn)物。其具體操作步驟如下1)將設(shè)備管路各閥門均置于通路，開(kāi)啟電子控溫系統(tǒng)11開(kāi)關(guān)對(duì)預(yù)加熱系統(tǒng)5、超臨界反應(yīng)系統(tǒng)6和亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)8進(jìn)行預(yù)熱，分別設(shè)定為35037CTC、37040(TC和20030(TC范圍內(nèi)的指定溫度；2)將生物質(zhì)原料與水按質(zhì)量比1:401:20的比例混合置入貯料罐2內(nèi)，開(kāi)啟貯料罐2的攪拌裝置使物料處于均勻懸濁狀態(tài)；3)根據(jù)貯料罐中的懸濁液體積，向貯水罐中加入14倍體積的水，調(diào)節(jié)柱高壓進(jìn)水泵和高壓進(jìn)料泵的流量比例為1:14:1:4)當(dāng)預(yù)加熱系統(tǒng)5、超臨界反應(yīng)系統(tǒng)6和亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)8的溫度接近預(yù)熱指定溫度時(shí)，開(kāi)啟高壓進(jìn)水泵3和高壓進(jìn)料泵4，將貯水罐中的水注入預(yù)加熱系統(tǒng)，達(dá)到預(yù)熱溫度后與由貯料罐經(jīng)高壓進(jìn)料泵注入的生物質(zhì)原料漿液快速混合并注入超臨界反應(yīng)系統(tǒng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)初次冷卻系統(tǒng)和減壓閥進(jìn)行冷卻和降壓后進(jìn)入亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)；5)調(diào)節(jié)第一減壓閥14a和第二減壓閥14b、使超臨界反應(yīng)系統(tǒng)6和亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)8內(nèi)部管路壓力分別穩(wěn)定在2025MPa和515MPa;6)調(diào)節(jié)初次冷卻系統(tǒng)7和最終冷卻系統(tǒng)9的冷卻水流量，使各自出口管路溫度分別穩(wěn)定在10020(TC和1550°C;7)待所述設(shè)備內(nèi)流量、溫度和壓力均達(dá)到上述設(shè)定值并穩(wěn)定后，利用產(chǎn)物收集系統(tǒng)10連續(xù)收集生物質(zhì)預(yù)處理和水解的最終產(chǎn)物。權(quán)利要求1.一種用于生物質(zhì)超臨界亞臨界組合連續(xù)式預(yù)處理和水解的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括貯水罐(1)，附有攪拌裝置的貯料罐(2)，預(yù)加熱系統(tǒng)(5)，超臨界反應(yīng)系統(tǒng)(6)，初次冷卻系統(tǒng)(7)，亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)(8)，最終冷卻系統(tǒng)(9)，產(chǎn)物收集系統(tǒng)(10)以及電子控溫系統(tǒng)(11)；所述貯水罐(1)通過(guò)管路經(jīng)由高壓進(jìn)水泵(3)與預(yù)加熱系統(tǒng)(5)入口相連，預(yù)加熱系統(tǒng)(5)出口通過(guò)三通與超臨界反應(yīng)系統(tǒng)(6)入口相連，所述附有攪拌裝置的貯料罐(2)通過(guò)管路經(jīng)由高壓進(jìn)料泵(4)與超臨界反應(yīng)系統(tǒng)(6)入口相連，所述超臨界反應(yīng)系統(tǒng)(6)出口通過(guò)管路經(jīng)由初次冷卻系統(tǒng)(7)和第一減壓閥(14a)與亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)(8)入口相連；所述亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)(8)出口通過(guò)管路經(jīng)由第二減壓閥(14b)和最終冷卻系統(tǒng)(9)與產(chǎn)物收集系統(tǒng)(10)相連；所述的預(yù)加熱系統(tǒng)、超臨界反應(yīng)系統(tǒng)、初次冷卻系統(tǒng)和亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)分別通過(guò)測(cè)溫探頭(13)和信號(hào)線與所述的電子控溫系統(tǒng)(11)相連接。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述用于生物質(zhì)超臨界亞臨界組合連續(xù)式預(yù)處理和水解的設(shè)備，其特征在于所述的預(yù)加熱系統(tǒng)(5)由預(yù)加熱管路和預(yù)加熱裝置組成，所述的預(yù)加熱裝置由鹽浴罐和設(shè)置在該鹽浴罐內(nèi)的電加熱棒構(gòu)成，所述的預(yù)加熱管路采用螺旋式盤管。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述用于生物質(zhì)超臨界亞臨界組合連續(xù)式預(yù)處理和水解的設(shè)備，其特征在于所述的超臨界反應(yīng)系統(tǒng)(6)由超臨界反應(yīng)管路和超臨界加熱裝置組成，所述的超臨界加熱裝置由鹽浴罐和設(shè)置在該鹽浴罐內(nèi)的電加熱棒構(gòu)成，所述的超臨界反應(yīng)管路采用直管或彎管。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述用于生物質(zhì)超臨界亞臨界組合連續(xù)式預(yù)處理和水解的設(shè)備，其特征在于所述的亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)(8)由亞臨界反應(yīng)管路和亞臨界加熱裝置組成，所述的亞臨界加熱裝置由陶瓷套管和設(shè)置在該套管內(nèi)的電加熱棒構(gòu)成，所述的亞臨界反應(yīng)管路采用螺旋式盤管。5、報(bào)據(jù)權(quán)利要求1所述用于生物質(zhì)超臨界亞臨界組合連續(xù)式預(yù)處理和水解的設(shè)備，其特征在于所述的初次冷卻系統(tǒng)(7)和最終冷卻系統(tǒng)(9)由傳輸管路和冷卻套管構(gòu)成，所述的冷卻套管采用逆流式水冷卻套管，所述的傳輸管路采用直管或螺旋式盤管。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述用于生物質(zhì)超臨界亞臨界組合連續(xù)式預(yù)處理和水解的設(shè)備，其特征在于在預(yù)加熱系統(tǒng)(5)和超臨界反應(yīng)系統(tǒng)(6)之間的管路上設(shè)置壓力防爆閥(15)，并通過(guò)放空管與貯水罐(1)連接。7、一種采用如權(quán)利要求1所述設(shè)備的用于生物質(zhì)超臨界亞臨界組合連續(xù)式預(yù)處理和水解的方法，其特征在于該方法包括如下歩驟1)將設(shè)各管路各閥門均置于通路，開(kāi)啟電子控溫系統(tǒng)(11)開(kāi)關(guān)對(duì)預(yù)加熱系統(tǒng)(5)、超臨界反應(yīng)系統(tǒng)(6)和亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)(8)進(jìn)行預(yù)熱，分別設(shè)定為350370°C、370°C和200300。C范圍內(nèi)的指定溫度；2)將生物質(zhì)原料與水按質(zhì)量比1:401:20的比例混合置入貯料罐(2)內(nèi)，開(kāi)啟貯料罐(2)的攪拌裝置使物料處于均勻懸濁狀態(tài)；3)根據(jù)貯料罐中的懸濁液體積，向貯水罐中加入14倍體積的水，調(diào)節(jié)柱高壓進(jìn)水泵和高壓進(jìn)料泵的流量比例為1:14:1;4)當(dāng)預(yù)加熱系統(tǒng)(5)、超臨界反應(yīng)系統(tǒng)(6)和亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)(8)的溫度接近預(yù)熱指定溫度時(shí)，開(kāi)啟高壓進(jìn)水泵(3)和高壓進(jìn)料泵(4)，將貯水罐中的水注入預(yù)加熱系統(tǒng)，達(dá)到預(yù)熱溫度后與由貯料罐經(jīng)高壓進(jìn)料泵注入的生物質(zhì)原料漿液快速混合并注入超臨界反應(yīng)系統(tǒng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)初次冷卻系統(tǒng)和減壓閥進(jìn)行冷卻和降壓后進(jìn)入亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)；5)調(diào)節(jié)第一減壓閥(14a)和第二減壓閥(14b)、使超臨界反應(yīng)系統(tǒng)(6)和亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)(8)內(nèi)部管路壓力分別穩(wěn)定在2025MPa和515MPa;6)調(diào)節(jié)初次冷卻系統(tǒng)(7)和最終冷卻系統(tǒng)(9)的冷卻水流量，使各自出口管路溫度分別穩(wěn)定在10020(TC和i55(TC;7)待所述設(shè)備內(nèi)流量、溫度和壓力均達(dá)到上述設(shè)定值并穩(wěn)定后，利用產(chǎn)物收集系統(tǒng)(IO)連續(xù)收集生物質(zhì)預(yù)處理和水解的最終產(chǎn)物。全文摘要生物質(zhì)超臨界亞臨界組合連續(xù)式預(yù)處理與水解設(shè)備及方法，所述設(shè)備包括貯水罐，附有攪拌裝置的貯料罐，預(yù)加熱系統(tǒng)，超臨界反應(yīng)系統(tǒng)，初次冷卻系統(tǒng)，亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)，最終冷卻系統(tǒng)，產(chǎn)物收集系統(tǒng)以及電子控溫系統(tǒng)。其工藝步驟是將達(dá)到預(yù)熱溫度的水與生物質(zhì)原料漿液快速混合后注入超臨界反應(yīng)系統(tǒng)使其在超臨界條件進(jìn)行預(yù)處理，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)初次冷卻系統(tǒng)和減壓閥進(jìn)行冷卻和降壓后進(jìn)入亞臨界反應(yīng)系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行水解，從而連續(xù)生成并收集可發(fā)酵糖。本發(fā)明利用超臨界法反應(yīng)迅速、無(wú)需催化劑、無(wú)產(chǎn)物抑制的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維類生物質(zhì)的連續(xù)水解轉(zhuǎn)化并生成可發(fā)酵糖，是后續(xù)發(fā)酵產(chǎn)乙醇等資源化技術(shù)的基礎(chǔ)，應(yīng)用前景廣闊。文檔編號(hào)C07H3/02GK101613377SQ20091008889公開(kāi)日2009年12月30日申請(qǐng)日期2009年7月21日優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日發(fā)明者王洪濤,巖趙,陸文靜申請(qǐng)人:清華大學(xué)