秸秆物料蒸气爆破系统的喷放阀及其缓冲控制

于泳

摘 要：利用稀酸蒸气爆破的预处理方式制备纤维素燃料乙醇的生产工艺具有能耗低、可连续出料、汽爆料易于酶解和发酵、便于实现工业化生产等优势。喷放阀是蒸气爆破系统的关键设备，高温蒸煮后的秸秆物料通过喷放阀瞬间释放，将秸秆物料中的木质素、纤维素、半纤维等成分的缠绕结构打散，用于制备纤维素乙醇。由于物料的喷放时间短、流速高、开关频繁，造成喷放阀的工作部件磨损严重、极易损坏，需要频繁更换，不能满足连续生产要求。针对以上问题，设计了一种新型喷放阀及其控制系统，能够较好解决上述问题。

关键词：蒸汽爆破；喷放阀；缓冲控制

中图分类号：S38；TH138 文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.07.005

1 研究背景

该文所阐述的喷放阀是在纤维素燃料乙醇中试试验的基础上提出来的，该套中试试验设备采用稀酸蒸气爆破的方式对玉米秸秆进行预处理，喷放阀是该套预处理设备的泄料装置（如图1所示），保证其工作性能的稳定至关重要。

2 研究原因

由于喷放物料的含固率较高且流速较快，对金属的喷放阀磨损严重，一般一个月就需更换一次，一个通径80 mm的金属喷放阀价格约4万元左右，因此，采用金属喷放阀既影响连续生产，又增加了设备的维护成本，不利于后期的工业化推广。

采用陶瓷阀芯作为喷放阀的主要工作部件，能够很好解决磨损问题。但是，喷放阀是由液压系统驱动，且需要快速频繁的启闭，开启和关闭过程的总用时约1 s，每次保持全部开启时间为1 s，每隔10 s一个工作循环。……