一種秸稈制取植物纖維的方法及設備技術

本發明專利技術公開了一種秸稈制取植物纖維的方法，其特征在于：包括下述步驟：第一步：將秸稈置于拆解容器中與過熱蒸汽接觸使其軟化；第二步：保持拆解容器的溫度，同時加壓至設定的壓力；第三步：0.4～0.8S開始拆解，繼續保持溫度、壓力達到設定的時間，完成拆解；一種制備上述秸稈制取植物纖維的設備，包括底座，所述的底座上設置拆解腔，拆解腔分別設有進料口和出料口；所述的底座還設置有與拆解腔相通的供壓裝置和過熱蒸汽供給裝置；采用本發明專利技術的技術方案，不僅帶來了收益，也解決了收獲季節燃燒秸稈給環境和航空帶來的危害，拆解直接在田間進行，最大限度的降低了收集運輸秸稈的成本。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種秸稈制取植物纖維的方法，其特征在于：包括下述步驟：第一步：將秸稈置于拆解容器中與過熱蒸汽接觸使其軟化；第二步：保持拆解容器的溫度，同時加壓至設定的壓力；第三步：0.4～0.8S開始拆解，繼續保持溫度、壓力達到設定的時間，完成拆解；一種制備上述秸稈制取植物纖維的設備，包括底座，所述的底座上設置拆解腔，拆解腔分別設有進料口和出料口；所述的底座還設置有與拆解腔相通的供壓裝置和過熱蒸汽供給裝置；采用本專利技術的技術方案，不僅帶來了收益，也解決了收獲季節燃燒秸稈給環境和航空帶來的危害，拆解直接在田間進行，最大限度的降低了收集運輸秸稈的成本。【專利說明】一種秸稈制取植物纖維的方法及設備
本專利技術涉及廢棄物秸桿進行資源化利用領域，具體的涉及秸桿制取植物纖維的方法及設備。
技術介紹
到了秋季，禁燒秸桿是多年不治的“頑疾”，秸桿焚燒嚴重污染環境，同時給交通、民航帶來安全隱患；如果將秸桿就地掩埋，會妨礙下一茬莊稼的種植，一把火燒掉顯然比運回家以及掩埋在田里面更省心省力；如果使用秸桿產沼氣，需要建設沼氣池，產生的沼氣需通過管道運輸，費用較大，無法普及；如果利用秸桿燃燒產生的熱量發電，但秸桿的燃燒值較低，同時收集、運輸成本過高，很難達到理想的效果；如果提取秸桿纖維，然后發酵制乙醇，但秸桿收集運輸成本高很難實現。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種降低秸桿收集運輸成本的秸桿制取植物纖維的方法及設備。為實現上述目的，本專利技術提供以下的技術方案:一種秸桿制取植物纖維的方法，包括下述步驟:第一步:將秸桿置于拆解容器中與過熱蒸汽接觸使其軟化；第二步:保持拆解容器的溫度，同時加壓至設定的壓力；第三步:0.4?0.8S開始拆解，繼續保持溫度、壓力達到設定的時間，完成拆解。優選的過熱蒸汽的溫度為140?200°C。優選的拆解容器的壓力為2?3MPa。優選的設定的時間為3?lOmin。優選的設定的時間為4?6min。一種秸桿制取植物纖維的設備，包括底座，所述的底座上設置拆解腔，拆解腔分別設有進料口和出料口 ；所述的底座還設置有與拆解腔相通的供壓裝置和過熱蒸汽供給裝置。優選的供壓裝置為與拆解腔聯通的空壓機和置于拆解腔頂部的壓力表。優選的過熱蒸汽供給裝置包括蒸汽發生器、加熱裝置和與拆解腔聯通的管道。優選的加熱裝置為加熱棒。優選的拆解腔還設有溫度表、止回閥和金屬銅閘閥。研究發現，秸桿中含有的主要成分為纖維素、半纖維素和木質素，其中一般纖維素含量為30% -35%，半纖維素含量為25% -30%，木質素的含量為10%左右，通過電子顯微鏡觀察秸桿的組織結構，植物秸桿是多孔性物體，在植物秸桿內部和纖維之間存在著許多孔隙，孔隙內充滿著空氣，這些天然纖維素的纖維大分子結構都是直線形長鏈結構，其鏈節特征是完全相同的或者是基本相同的，這些鏈節單基是葡萄糖剩基，是制取工業乙醇的最好原材料，通過對秸桿纖維的組織結構分析得知，在天然纖維素中其內部大分子結合力主要表現的是吸引力，纖維大分子之間依靠這些結合力的互相聯系，形成各種凝聚狀態，組成整根纖維組織，在常溫下主要表現為兩大狀態，一類是排列整齊的結晶態，一類是無規則排列非晶態，秸桿纖維中大分子排列堆砌同時就存在著這兩種狀態，即某些局部區域呈結晶態，另一些局部區域呈現非晶態；纖維的各種力學性質都和植物秸桿內部纖維這些具體結構有著特種的關系，通過升溫可以使植物秸桿內部結晶區等聯接部分發生軟化，結合力降低，經過加壓可以將壓縮的空氣滲進植物秸桿纖維組織內部縫隙和孔洞之間，這樣被壓進在植物秸桿纖維組織內部的氣體在超過音速的短時間突發性釋放后，其能量達到拆解植物秸桿纖維的分子間的結合，壓力在秸桿內部最薄弱的強度地方分離成纖維，使抱團的整體植物秸桿纖維被分離成絨球狀的纖維，而這樣的整體秸桿狀態恰是木質素、纖維素、半纖維素等組織的分離生成一種理想的秸桿纖維狀態，供轉化工業酒精用的重要纖維材料，所以短時間突發性釋放加壓空氣是拆解植物秸桿纖維最有效的方法。采用本專利技術的技術方案，秸桿制取植物纖維的設備裝在收割機、拖拉機等傳統農用機械上，或者制作成手推車的形式，直接在收割完成的田中，將植物秸桿置于拆解腔中，過熱蒸汽發生器加熱到規定溫度，打開蒸汽閥門，秸桿與過熱蒸汽接觸，使得秸桿軟化，關閉拆解腔閥門，并關閉蒸汽閥門，打開加壓裝置給拆解腔加壓，當壓力達到規定壓力后，維持這個溫度、壓力至規定的時間，開啟拆解腔閥門，完成拆解過程，取出拆解物質，分離拆解后纖維和半纖維分別進行分裝，剩余的木質素等已經變成細小的顆粒，可以直接返田，作為肥料，實現了秸桿的完全資源化利用，也解決了焚燒對環境污染的問題，秸桿制取植物纖維的生產周期為5?10分鐘，3升的拆解腔可以容納3公斤左右的秸桿，則一個小時可以拆解18?36公斤的秸桿，收購I噸秸桿的價格為500元，收購I噸纖維或半纖維的價格為3000元，I噸秸桿可以拆解0.7噸纖維或半纖維，一噸秸桿大約帶來1600元左右的利潤，由此可見，采用本專利技術的技術方案，不僅帶來了收益，也解決了收獲季節燃燒秸桿給環境和航空帶來的危害，拆解直接在田間進行，最大限度的降低了收集運輸秸桿的成本。【專利附圖】【附圖說明】圖1是本專利技術一種秸桿制取植物纖維的設備的示意圖；圖2是本專利技術一種秸桿制取植物纖維的方法工作原理圖。圖中標記為:1、拆解腔；2、進料口 ；3、出料口 ；4、底座；5、過熱蒸汽供給裝置；6、供壓裝置；7、管道；8、溫度表；9、壓力表。【具體實施方式】下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本專利技術的【具體實施方式】如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域的技術人員對本專利技術有更完整、準確和深入的理解。圖1為本專利技術一種秸桿制取植物纖維的設備的示意圖；如圖所示的本專利技術一種秸桿制取植物纖維的設備，包括底座4，底座4上設置拆解腔I，拆解腔分別設有進料口 2和出料口 3 ;底座4還設置有與拆解腔I相通的供壓裝置6和過熱蒸汽供給裝置5 ;供壓裝置6為與拆解腔I聯通的空壓機和置于拆解腔頂部的壓力表9 ;過熱蒸汽供給裝置5包括蒸汽發生器、加熱裝置和與拆解腔I聯通的管道7 ;加熱裝置為加熱棒；拆解腔I還設有溫度表8、止回閥和金屬銅閘閥。如圖2所示的本專利技術一種使用上述設備制取秸桿植物纖維的方法，包括下述步驟:1、分別用天平稱取稻草秸桿200g、100g、50g，放入拆解腔；2、打開拆解腔閥門，并打開蒸汽閥門，過熱蒸汽發生器加熱到規定溫度，軟化秸桿；3、關閉拆解腔閥門，并關閉蒸汽閥門，再給拆解腔加壓，當壓力達到規定壓力后，維持這個溫度、壓力至一定時間，開啟拆解腔閥門，完成拆解過程；4、取出拆解物質，分離拆解后纖維和其他物質分別進行稱量。 采用上述步驟，分別對稻草、麥草、竹子和霸王草(五節芒)幾種植物的秸桿進行拆解，實驗結果如下:實施例11、分別稱取稻草秸桿200g、100g、50g，放入拆解腔中，2、打開拆解腔I閥門，并打開蒸汽閥門，過熱蒸汽發生器加熱到規定溫度，軟化秸桿；3、關閉拆解腔I閥門，并關閉蒸汽閥門，再給拆解腔加壓，當壓力達到規定壓力后，維持這個溫度、壓力至一定時間，開啟拆解腔閥門，完成拆解過程本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種秸稈制取植物纖維的方法，其特征在于：包括下述步驟：第一步：將秸稈置于拆解容器中與過熱蒸汽接觸使其軟化；第二步：保持拆解容器的溫度，同時加壓至設定的壓力；第三步：0.4～0.8S開始拆解，繼續保持溫度、壓力達到設定的時間。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊泓，
申請(專利權)人：楊泓，
類型：發明
國別省市：