卧式微波辅助酸碱预处理秸秆的装置.pdf

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1、(19)国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202420064020.4(22)申请日 2024.01.11(73)专利权人 山东生态家园环保股份有限公司地址 250000 山东省济南市槐荫区经十路24666号凯旋中心1303、1304室(72)发明人 唐龙翔宋学文孙艳苏秀秀陈志宏杜金华郑云珠(51)Int.Cl.D21B 1/30(2006.01)D21C 1/04(2006.01)D21C 1/06(2006.01)B09B 3/70(2022.01)B09B 3/30(2022.01)(54)实用新型名称一种卧式微波辅助酸碱预处理秸秆。

2、的装置(57)摘要本实用新型提供一种卧式微波辅助酸碱预处理秸秆的装置，具体涉及有机固体废弃物处理领域。本实用新型装置包括外壳、微波腔体、内置反应器、隔热保温层、搅拌装置，以及控制系统。将秸秆输送至内置反应器中，通过加药口加入稀酸或者稀碱溶液对秸秆进行浸泡，然后打开微波发生器，对反应容器内的物料进行加热，辅助酸或碱预处理秸秆。该装置具有耐腐蚀、寿命长、自动化程度高、节省劳动力的优点，可以实现微波和稀酸或稀碱溶液对秸秆的协同处理，减少化学药剂的用量，加快秸秆的降解速率，提高秸秆降解率。权利要求书1页 说明书5页 附图4页CN 220486146 U2024.02.13CN 220486146 U1。

3、.一种卧式微波辅助酸碱预处理秸秆的装置，其特征在于，包括外壳、微波腔体、内置反应器、隔热保温层、搅拌装置，以及控制系统；所述的外壳上部设有进料斗和防尘罩，下部设有支座；所述的微波腔体包括腔体、微波溃口、微波发生器、波导管、散热风扇和散热口，微波溃口均匀设置在反应容器上部，微波溃口通过腔体内的波导管与微波发生器连接，微波发生器上部设有散热风扇，散热风扇上部设有散热口；所述的内置反应器包括内部中空的反应容器、进料口、加药口、排气口、清洗口和出料口，反应器外部盘绕有若干圈冷凝盘管，冷凝盘管下部穿过支撑条和外壳与的冷却水入口连接，冷凝盘管上部穿过隔热保温层、微波腔体和外壳与冷却水出口连接，反应器的上部。

4、设有进料口、排气口和加药口，反应器由正下部、正左侧和正右侧的支撑条固定支撑，反应器的上部设有排气口，排气口的排气管道设有排气阀，反应器的下部设有出料口，出料口连接的出料管道设有排料电磁阀；所述的隔热保温层将内置反应器和冷凝盘管进行包裹；所述的搅拌装置包括防爆电机、减速机、减速联轴器、轴联轴器、机架、轴头、连接杆、旋转轴、搅拌叶片、固定支座；所述的控制系统包括外部设置的温度计、pH计、压力传感器和液位仪、控制器、电气控制开关、液晶显示屏、电源开关、门安全连锁开关、电气散热孔，温度计、pH计、压力传感器、液位仪、液晶显示屏、电源开关、门安全连锁开关、搅拌装置开关均与控制器连接，控制器通过电气控制开。

5、关对搅拌装置和微波发生器进行控制。2.根据权利要求1所述的一种卧式微波辅助酸碱预处理秸秆的装置，其特征在于，所述的外壳为反射波的不锈钢材质。3.根据权利要求1所述的一种卧式微波辅助酸碱预处理秸秆的装置，其特征在于，所述的支撑条内填充有钢丝网。4.根据权利要求1所述的一种卧式微波辅助酸碱预处理秸秆的装置，其特征在于，所述的反应容器、冷凝盘管、连接杆、旋转轴、搅拌叶片和固定支座为耐高温耐酸碱透波的聚四氟乙烯材料。5.根据权利要求1所述的一种卧式微波辅助酸碱预处理秸秆的装置，其特征在于，所述的隔热保温层为耐高温的玻璃棉材料。权利要求书1/1 页2CN 220486146 U2一种卧式微波辅助酸碱预处。

6、理秸秆的装置技术领域0001本实用新型涉及有机固体废弃物处理领域，具体涉及一种卧式微波辅助酸碱预处理秸秆的装置。背景技术0002农作物秸秆是一种典型的生物质废弃物，具有可再生、总量丰富、区域分布广等优点。但是秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，结构较为复杂。秸秆的预处理方法主要包括物理（微波、蒸汽爆炸、研磨）、化学（酸性、碱性、氧化）或生物（真菌、酶）方法。生物预处理涉及生物体直接或间接处理生物质，反应条件温和，能耗少，但预处理周期长、占地面积大。物理预处理是一种主要采用机械、热或辐照作用来破坏生物质致密结构的技术，它可以通过减小原料的尺寸和打破生物质的细胞壁结构来增加生物质的表面积，从而。

7、提高微生物和酶对秸秆的降解性能。化学预处理使用酸、碱、氧化剂或其他类型的试剂来破坏生物质的物理结构并提高其生物降解性，化学预处理的效果主要取决于试剂的特性。为了克服单一预处理的不足，本实用新型开发了一种卧式微波辅助酸碱预处理秸秆的装置，具有预处理时间短、化学药剂用量少、秸秆降解率高等优点，有利于秸秆的后续处理。实用新型内容0003本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺点，提供一种卧式微波辅助酸碱预处理秸秆的装置，该装置具有人工清理次数少、自动化程度高、节省劳动力、耐腐蚀、寿命长、酸或碱药剂选择范围广、化学药剂用量少的优点，可实现微波和酸或碱溶液对秸秆的协同处理、加快秸秆的降解速率、提高秸。

8、秆降解率等优点。0004为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的。0005本实用新型所述的一种卧式微波辅助酸碱预处理秸秆的装置主要包括外壳、微波腔体、内置反应器、隔热保温层、搅拌装置，以及控制系统。0006所述的外壳上部设有进料斗和防尘罩，下部设有支座。0007所述的微波腔体包括腔体、微波溃口、微波发生器、波导管、散热风扇和散热口，微波溃口均匀设置在反应容器上部，微波溃口通过腔体内的波导管与微波发生器连接，微波发生器上部设有散热风扇，散热风扇上部设有散热口。0008所述的内置反应器包括内部中空的反应容器、进料口、加药口、排气口、清洗口和出料口，反应器外部盘绕有若干圈冷凝盘管，冷。

9、凝盘管下部穿过支撑条和外壳与的冷却水入口连接，冷凝盘管上部穿过隔热保温层、微波腔体和外壳与冷却水出口连接，反应器的上部设有进料口、排气口和加药口，反应器由正下部、正左侧和正右侧的支撑条固定支撑，反应器的上部设有排气口，排气口的排气管道设有排气阀，反应器的下部设有出料口，出料口连接的出料管道设有排料电磁阀。0009所述的隔热保温层将内置反应器和冷凝盘管进行包裹。0010所述的搅拌装置包括防爆电机、减速机、减速联轴器、轴联轴器、机架、轴头、连接说明书1/5 页3CN 220486146 U3杆、旋转轴、搅拌叶片、固定支座。0011所述的控制系统包括外部设置的温度计、pH计、压力传感器、液位仪、控制。

10、器、电气控制开关、液晶显示屏、电源开关、门安全连锁开关、电气散热孔，温度计、pH计、压力传感器、液位仪、液晶显示屏、电源开关、门安全连锁开关、搅拌装置开关均与控制器连接，控制器通过电气控制开关对搅拌装置和微波发生器进行控制。0012所述的一种卧式微波辅助酸碱预处理秸秆的装置，实施步骤如下。0013步骤（1）浸泡秸秆：打开电源开关和电气控制开关，启动防尘罩防止灰尘进入装置内部，将秸秆通过进料口投入到内置反应器的内部中空的反应容器内。然后，通过加药口将酸或碱溶液加入到反应容器内对秸秆进行浸泡，启动搅拌装置对物料进行搅拌。pH计和液位仪在该过程中检测的数据将传输到控制系统的液晶显示屏上，过酸过碱或者。

11、液位超过规定高度将通过报警器进行提示。当浸泡时间达到规定时间后，控制器将自动启动微波发生器。0014步骤（2）微波辅助酸碱预处理秸秆：微波发生器启动的同时散热风扇和散热口自动开启，门安全连锁开关锁死，搅拌装置依旧对物料进行搅拌。微波发生器产生的微波通过腔体内的波导管传递到微波溃口，对反应容器内的物料进行加热，辅助酸或碱预处理秸秆。当温度计检测到温度上升至规定的反应温度时，控制器将开启自动计时功能，使物料在该温度下保持到规定的时长。然后，关闭微波发生器，打开排气阀和冷凝盘管的冷却水出口和冷却水入口对反应容器内的物料进行冷却，当温度冷却至规定温度后，关闭冷凝盘管的冷却水出口和冷却水入口。打开门安全。

12、连锁开关，物料从出料口排出。然后，将自来水通过清洗口输送入反应容器内，对反应容器进行清洗。在该过程中，压力传感检测的数据将传输到控制系统的液晶显示屏上，反应容器内压力过高将通过报警器进行提示。0015优选的，外壳为反射波的不锈钢材质。0016优选的，支撑条内填充有钢丝网。0017优选的，反应容器、冷凝盘管、连接杆、旋转轴、搅拌叶片和固定支座为耐高温耐酸碱透波的聚四氟乙烯材料。0018优选的，隔热保温层为耐高温的玻璃棉材料。0019优选的，步骤（1）中，所述的秸秆粒径10cm。0020优选的，步骤（1）中，所述的酸和碱的质量浓度范围为110%。0021优选的，步骤（1）中，所述的秸秆与酸或碱溶液。

13、的固液比为10%，即每10g秸秆使用100mL的酸或碱溶液。0022优选的，步骤（1）中，所述的秸秆在酸或碱中的浸泡时间为30min。0023优选的，步骤（1）和步骤（2）中，所述的搅拌装置的转速为20r/min。0024优选的，步骤（2）中，所述的微波辅助酸碱预处理秸秆的反应温度为1600.5，且物料在该温度下保持的时长为10min。0025优选的，步骤（2）中，所述的物料温度冷却至350.5。0026与现有技术相比，本实用新型的有益效果为以下三点。0027本装置设有防尘罩，可以避免灰尘进入设备内部，减少人工清理次数。0028本装置设有控制系统，可自动启停门安全连锁开关、微波发生器和搅拌装置。

14、，并根据温度计检测到的温度，开启自动计时功能，使物料在该温度下保持到规定的时长，当加热说明书2/5 页4CN 220486146 U4结束后，自动打开排气阀和冷凝盘管的冷却水出口和冷却水入口对反应容器内的物料进行冷却，具有自动化程度高，减少人工操作、节省劳动力的优点。0029本装置的材质主要为不锈钢和聚四氟乙烯，具有耐腐蚀、寿命长的优点，加之装置的反应容器为耐高温耐酸碱透波的聚四氟乙烯材料，对酸或碱药剂的选择范围广泛，可以实现微波和酸或碱溶液对秸秆的协同处理，减少化学药剂的用量，加快秸秆的降解速率，提高秸秆降解率。附图说明0030图1为本实用新型装置图。0031图2为本实用新型11剖面图。00。

15、32图3为本实用新型内置反应器图。0033图4为本实用新型搅拌装置图。0034图5为本实用新型控制系统图。0035附图：外壳1；微波腔体2；内置反应器3；隔热保温层4；搅拌装置5；控制系统6；进料斗1.1；防尘罩1.2；支座1.3；腔体2.1；微波溃口2.2；微波发生器2.3；波导管2.4；散热风扇2.5；散热口2.6；反应容器3.1；进料口3.2；加药口3.3；排气口3.4；清洗口3.5；出料口3.6；冷凝盘管3.7；冷却水入口3.8；冷却水出口3.9；支撑条3.10；防爆电机5.1；减速机5.2；减速联轴器5.3；轴联轴器5.4；机架5.5；轴头5.6；连接杆5.7；旋转轴5.8；搅拌叶片。

16、5.9；固定支座5.10；温度计6.1；pH计6.2；压力传感器6.3；液位仪6.4；控制器6.5；电气控制开关6.6；液晶显示屏6.7；电源开关6.8；门安全连锁开关6.9；电气散热孔6.10。具体实施方式0036为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型中的附图，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。0037在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“。

17、上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。0038如图1图5所示，本实用新型提供一种卧式微波辅助酸碱预处理秸秆的装置主要包括外壳1、微波腔体2、内置反应器3、隔热保温层4、搅拌装置5，以及控制系统6。0039所述的外壳1为反射波的不锈钢材质，其上部设有进料斗1.1和防尘罩1.2，下部设有支座1.3。0040所述的微波腔体2包括腔体2.1、微波溃口2.2、微波发生器2.3、波导管2.4、散热风扇2.5和散热口2。

18、.6，微波溃口2.2均匀设置在反应容器3.1上部，微波溃口2.2通过腔体2.1内的波导管2.4与微波发生器2.3连接，微波发生器2.3上部设有散热风扇2.5，散热风扇2.5上部设有散热口2.6。说明书3/5 页5CN 220486146 U50041所述的内置反应器3包括内部中空的反应容器3.1、进料口3.2、加药口3.3、排气口3.4、清洗口3.5和出料口3.6，反应器外部盘绕有若干圈冷凝盘管3.7，冷凝盘管3.7下部穿过支撑条3.10和外壳1与的冷却水入口3.8连接；冷凝盘管3.7上部穿过隔热保温层4、微波腔体2和外壳1与冷却水出口3.9连接，反应器的上部设有进料口3.2、排气口3.4和加。

19、药口3.3，反应器由正下部、正左侧和正右侧的支撑条3.10固定支撑，支撑条3.10内填充有钢丝网，反应器的上部设有排气口3.4，排气口3.4的排气管道设有排气阀，反应器的下部设有出料口3.6，出料口3.6连接的出料管道设有排料电磁阀。0042所述的隔热保温层4将内置反应器3和冷凝盘管3.7进行包裹。隔热保温层4为耐高温的玻璃棉材料，反应容器3.1、冷凝盘管3.7为耐高温耐酸碱透波的聚四氟乙烯材料。0043所述的搅拌装置5包括防爆电机5.1、减速机5.2、减速联轴器5.3、轴联轴器5.4、机架5.5、轴头5.6、连接杆5.7、旋转轴5.8、搅拌叶片5.9、固定支座5.10。连接杆5.7、旋转轴5。

20、.8、搅拌叶片5.9和固定支座5.10为耐高温耐酸碱透波的聚四氟乙烯材料。0044所述的控制系统6包括外部设置的温度计6.1、pH计6.2、压力传感器6.3、液位仪6.4、控制器6.5、电气控制开关6.6、液晶显示屏6.7、电源开关6.8、门安全连锁开关6.9、电气散热孔6.10，温度计6.1、pH计6.2、压力传感器6.3、液位仪6.4、液晶显示屏6.7、电源开关6.8、门安全连锁开关6.9、搅拌装置5开关均与控制器6.5连接，控制器6.5通过电气控制开关6.6对搅拌装置5和微波发生器2.3进行控制。0045所述的一种卧式微波辅助酸碱预处理秸秆的装置，实施步骤如下。0046步骤（1）浸泡秸秆。

21、：打开电源开关6.8和电气控制开关6.6，启动防尘罩1.2防止灰尘进入装置内部，将秸秆通过进料口3.2投入到内置反应器3的内部中空的反应容器3.1内。然后，通过加药口3.3将酸或碱溶液加入到反应容器3.1内对秸秆进行浸泡，启动搅拌装置5对物料进行搅拌。pH计6.2和液位仪6.4在该过程中检测的数据将传输到控制系统6的液晶显示屏6.7上，过酸过碱或者液位超过规定高度将通过报警器进行提示。当浸泡时间达到规定时间后，控制器6.5将自动启动微波发生器2.3。0047步骤（2）微波辅助酸碱预处理秸秆：微波发生器2.3启动的同时散热风扇2.5和散热口2.6自动开启，门安全连锁开关6.9锁死，搅拌装置5依旧。

22、对物料进行搅拌。微波发生器2.3产生的微波通过腔体2.1内的波导管2.4传递到微波溃口2.2，对反应容器3.1内的物料进行加热，辅助酸或碱预处理秸秆。当温度计6.1检测到温度上升至规定的反应温度时，控制器6.5将开启自动计时功能，使物料在该温度下保持到规定的时长。然后，关闭微波发生器2.3，打开排气阀和冷凝盘管3.7的冷却水出口3.9和冷却水入口3.8对反应容器3.1内的物料进行冷却，当温度冷却至规定温度后，关闭冷凝盘管3.7的冷却水出口3.9和冷却水入口3.8。打开门安全连锁开关6.9，物料从出料口3.6排出。然后，将自来水通过清洗口3.5输送入反应容器3.1内，对反应容器3.1进行清洗。在。

23、该过程中，压力传感检测的数据将传输到控制系统6的液晶显示屏6.7上，反应容器3.1内压力过高将通过报警器进行提示。0048本实用新型的工作原理如下：0049将粒径10cm的秸秆通过进料口3.2投入到反应容器3.1的内部中空的反应容器3.1内。然后，通过加药口3.3将酸或碱溶液加入到反应容器3.1内，启动搅拌装置5以20r/min的转速对物料进行搅拌。使秸秆与酸或碱溶液混合的更加均匀。秸秆与酸或碱溶液的固液比为10%（即每10g秸秆使用100mL的自来水），秸秆在酸或碱溶液中的浸泡时间为30min。说明书4/5 页6CN 220486146 U6在该过程中，秸秆的木质素保护层被破坏，纤维素晶体结。

24、构改变，可促进了纤维素的降解。当浸泡时间达到规定时间后，控制器6.5将自动启动微波发生器2.3，微波穿透反应容器3.1内的秸秆并直接振动分子，导致快速加热。温度计6.1检测到温度上升至1600.5时，控制器6.5将开启自动计时功能，使物料在该温度下保持10min。秸秆在微波和酸或碱溶液的协同作用下，木质素和纤维素降解速度加快，秸秆表面粗糙程度和孔隙率增大，更有利于秸秆的后续处理。微波处理结束后关闭微波发生器2.3，打开排气阀和冷凝盘管3.7的冷却水出口3.9和冷却水入口3.8对反应容器3.1内的物料进行冷却，当温度冷却至350.5后，关闭冷凝盘管3.7的冷却水出口3.9和冷却水入口3.8。打开。

25、门安全连锁开关6.9，物料从出料口3.6排出。0050尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本说明进行了详细描述，但本实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，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，可轻易想到变化、替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。说明书5/5 页7CN 220486146 U7图 1说明书附图1/4 页8CN 220486146 U8图 2说明书附图2/4 页9CN 220486146 U9图 3图 4说明书附图3/4 页10CN 220486146 U10图 5说明书附图4/4 页11CN 220486146 U11。