一种基于热电耦合的一体化纤维素提取系统

技术特征：
1.一种基于热电耦合的一体化纤维素提取系统，其特征在于，包括自动化真空干燥系统、太阳能热电耦合系统、热筛系统和一体化热反应系统；自动化真空干燥系统包括一级碎料机(25)、二级碎料机(3)、自动化真空干燥室(21)、定时真空泵(22)、玻纤导热硅胶传送带(23)和吸湿棉(27)；自动化真空干燥室(21)为干燥反应提供一个密闭的真空环境；定时真空泵(22)与自动化真空干燥室(21)相连，每隔一段时间开始工作；自动化真空干燥室(21)顶部布设吸湿棉(27)，玻纤导热硅胶传送带(23)递进安装，缓慢滑动的同时带动初级粉碎的秸秆完成初级干燥工作；一级碎料机(25)嵌入安装于自动化真空干燥室(21)的顶部，用以初步粉碎工作，一级碎料机(25)顶部开有槽式入料口(24)，一级碎料机(25)底部的出料口(26)置于最上层玻纤导热硅胶传送带(23)的上沿，最下层玻纤导热硅胶传送带(23)的末端位于自动化真空干燥室(21)出料口上方；二级碎料机(3)放置于自动化真空干燥室(21)出料口的位置，接收自动化真空干燥室(21)初级粉碎干燥的原料，完成最终的粉碎工作；玻纤导热硅胶传送带(23)递进安装指的是从上往下依次错位安装，每层玻纤导热硅胶传送带(23)的末端要短于下一层玻纤导热硅胶传送带(23)的始端，玻纤导热硅胶传送带(23)底部均安装有热水管；太阳能热电耦合系统包括安装在自动化真空干燥室(21)顶部的cpc式聚光器(11)；热筛系统包括热筛室(41)、鼓风机(42)、30目筛(441)、60目筛(442)、可旋式出料口(43)、热筛室进料口(45)；热筛室进料口(45)与二级碎料机(3)的出料口相连；鼓风机(42)安装于热筛室(41)的右上角，30目筛(441)、60目筛(442)按照从上到下的排列顺序安装于热筛室(41)的左下角，可旋式出料口(43)设置于60目筛的侧下角，与鼓风机(42)形成一条斜对角线，能依据需要调节出料的方向；一体化热反应系统包括依靠弧形支架(56)架设于水浴锅(521)内部的“1号”热反应皿(51)和“2号”热反应皿(61)；“1号”热反应皿(51)和“2号”热反应皿(61)内设过滤装置；过滤装置包括支撑杆(583)、可塑性碳纤维滤布(50)、磁力吸附环(584)、柔性纳米纤维膜(585)、环状内隔板(586)、弹簧(582)及弹簧伸缩阀(581)；“1号”热反应皿(51)的水浴锅(521)外侧涂有硅酸铝涂层(522)，辅助电加热丝(53)布设于辅助电加热腔内，位于水浴锅(521)底部；双向废液管(55)穿越水浴锅(521)外壁架设在水浴锅上，其两端分别接通两个废液罐(54)，其中“2号”热反应皿中的废液管仅穿越水浴锅(521)外壁，而“1号”热反应皿中的废液管依次穿越了水浴锅(521)外壁和硅酸铝涂层(522)；可塑性碳纤维滤布(50)贴附于“1号”热反应皿(51)及“2号”热反应皿(61)底部，其中反应皿与双向废液管(55)贴合的位置打通，打通通道由可塑性碳纤维滤布(50)覆盖，使得过滤通道内的滤液顺利经过可塑性碳纤维滤布(50)流进双向废液管(55)内；“2号”热反应皿(61)外壁上环绕有贴壁冷水管(62)，贴壁冷水管(62)通过管路与储水箱(14)接通；过滤装置中的磁力吸附环(584)为两半环结构组成，两半环一端之间转动连接，另一端可以打开一定开口，当开口闭合时，两半环结构内周均紧密吸附在支撑杆(583)外壁；两半环结构外环周的底部环绕有一圈柔性纳米纤维膜(585)，柔性纳米纤维膜(585)的下摆固定环绕在环状内隔板(586)的内环周，环状内隔板(586)的外环周固定在“1号”热反应皿(51)和“2号”热反应皿(61)内壁，位于可塑性碳纤维滤布(50)上方，形成以热反应皿内壁、环状内隔板(586)、柔性纳米纤维膜(585)及磁力吸附环(584)构成的密闭热反应空间；弹簧伸缩阀(581)内端连接弹簧(582)一端，弹簧(582)另一端与其中一瓣磁力吸附环(584)一侧的接口端相连；当热反应进行时，通过向内旋紧弹簧伸缩阀
(581)收紧弹簧(582)，使得磁力吸附环(584)在吸引力的拉力下闭合，吸附在支撑杆(583)上，环状内隔板(586)、柔性纳米纤维膜(585)、磁力吸附环(584)及反应皿内壁之间形成一个密闭的热反应空间；当进行过滤操作时，通过向外旋开弹簧伸缩阀(581)拉伸弹簧(582)，使得磁力吸附环(584)一半被外力强制与另一半分离，与支撑杆(583)之间形成一道滤缝，另一半磁力吸附环(584)依然吸附在支撑杆(583)上，此时磁力吸附环(584)张开的一端依靠接口端弹簧(582)外管与仍吸附在支撑杆(583)上的另一端悬吊在一个平面上，柔性纳米纤维膜(585)凭借其柔性作用拉伸，但仍环绕在磁力吸附环(584)的外环周，未被分离，使得磁力吸附环(584)和环状内隔板(586)之间形成一条纤维膜滤液通道，实现过滤；支撑杆(583)底部依次贯穿反应皿底、可塑性碳纤维滤布(50)、环状内隔板(586)、磁力吸附环(584)，由固定旋钮(57)安装固定在双向废液管(55)上；储水箱(14)、cpc式聚光器(11)、相变蓄热箱(15)依次通过换热水管(12)连接；储水箱(14)、cpc式聚光器(11)之间依次设置水泵(13)、单向阀(17)，cpc式聚光器(11)、相变蓄热箱(15)之间设置分液阀(16)；分液阀(16)用于将经过光伏电池吸收来的高温水分流进最上层的玻纤导热硅胶传送带(23)内壁的热水管，上一层玻纤导热硅胶传送带(23)中热水管末端与下一层玻纤导热硅胶传送带(23)中热水管始端相连，最后一层玻纤导热硅胶传送带(23)的热水管出口通过换热水管(12)经水泵、单向阀(17)接入光伏电池的冷水入口；热筛室(41)利用换热水管(12)直接与相变蓄热箱(15)连接，形成水换热循环回路；水浴锅通过换热水管(12)注入来自相变蓄热箱(15)的热水，形成水换热循环回路；换热水管(12)上安装有截止阀(18)，“2号”热反应皿(61)的外壁环绕有贴壁冷水管(62)，冷水管(62)的入口连接储水箱(14)，冷水管(62)的出口接通相变蓄热箱(15)，光伏电池通过线路与蓄电箱(19)接通；辅助电加热丝(53)通过线路与储电箱(19)接通，干燥室(7)由换热水管(12)接入相变蓄热箱(15)，形成水换热循环回路。2.根据权利要求1所述的一种基于热电耦合的一体化纤维素提取系统，其特征在于，所述玻纤导热硅胶传送带(23)共三层，从上到下依次在传送带内壁铺设“凹字形”管(281)、“倒凹字形”管(282)及“回字形”管(283)。3.根据权利要求1所述的一种基于热电耦合的一体化纤维素提取系统，其特征在于，所述的玻纤导热硅胶传送带(23)在尾部下料处呈现倒置的“几”字。4.根据权利要求1所述的一种基于热电耦合的一体化纤维素提取系统，其特征在于，所述的环状内隔板(586)的内径大于支撑杆(583)的外径。

技术总结
本发明涉及一种基于热电耦合的一体化纤维素提取系统，属于纤维素提取与太阳能应用技术领域。由自动化真空干燥室组成的初级干燥系统实现对葡萄秸秆的初步粉碎干燥，其中CPC式聚光器安装在自动化真空干燥室的顶部；热筛室利用相变蓄热箱内的热量对原料实现二次干燥及粉碎；水浴锅内部架设两个热反应皿，用以提供化学提取的热反应环境(100℃-120℃)，水浴锅内同时可实现热反应、过滤以及干燥的一体化过程。本发明利用葡萄秸秆提取纤维素，结合CPC式聚光器实现热电耦合，无需额外的能源供给，解决了传统制取纤维素过程需要消耗大量热源的难题，实现温度精准控制的同时，做到节能环保，绿色可持续。绿色可持续。绿色可持续。


技术研发人员：陈海飞 刘艳艳 杨洁 彭明国 周诗岽
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：2022.11.18
技术公布日：2023/3/3