利用生物秸秆制备低聚木糖、溶解浆和生物燃油的方法

摘要

本发明公开了一种利用生物秸秆制备低聚木糖、溶解浆和生物燃油的方法，所述方法包括对生物秸秆进行预蒸煮、酶解、多级压榨逆流洗涤得到酶解渣和酶解洗涤液，并将所述酶解洗涤液进行澄清处理和进一步提纯，然后浓缩、干燥制备低聚木糖；同时利用所述酶解渣制浆，分离出黑液，并将分离后的浆料依次进行洗涤筛分、脱木素、预处理、漂白制备溶解浆；将黑液经气化、净化、费托合成制生物燃油。本发明实现了秸秆资源的充分、高效利用，有利于降低生产成本、实现产业化应用，并且生产过程中无废气、废液和废渣排放，是环境友好的绿色生产技术。

主权项

一种利用生物秸秆制备低聚木糖、溶解浆和生物燃油的方法，其特征在于，所述方法包括：a、预蒸煮：将生物秸秆破碎、除杂，与三价稀土盐、酸性离子水混合，进行预蒸煮，其中，所述三价稀土盐的用量为生物秸秆干基质量的0.5～3wt％，所述生物秸秆干基与酸性离子水的质量比为1：3～1：8；在预蒸煮时，向进行预蒸煮操作的反应器中通入氧气，所述氧气的通入量为生物秸秆干基质量的1～5wt％，所述预蒸煮的温度为160～180℃、压力为1.5MPa～2.0MPa、时间为5～15min；b、酶解：将步骤a预蒸煮后的浆料降温至50～60℃，利用酸性离子水调节pH至4.0～6.0，并加入基于单位生物秸秆干基质量200～600个标准酶活的木聚糖酶，酶解2～4h；c、多级压榨逆流洗涤：将步骤b酶解后的浆料进行多级压榨逆流洗涤，得到酶解洗涤液和酶解渣；d、将步骤c得到的酶解洗涤液进行澄清处理，以脱除固相颗粒，得到澄清液；e、将步骤d得到的澄清液进一步提纯，以脱除无机盐，以及分子量不大于300道尔顿和分子量不小于1200道尔顿的有机物，剩余澄清液经浓缩、干燥，得到低聚木糖；f、制浆：以步骤c得到的酶解渣为原料制浆，制浆条件为：将所述酶解渣与碱性离子水、亚硫酸盐、甲醛和稀土氧化物混合，并在常压下加热蒸煮，蒸煮温度为130～170℃，蒸煮时间为1～3h，分离出黑液，得到分离黑液后的浆料；其中，亚硫酸盐用量为酶解渣干基质量的12～18wt％，甲醛用量为酶解渣干基质量的1～2wt％，稀土氧化物用量为酶解渣干基质量的0.1～0.5wt％，酶解渣干基与碱性离子水的质量比为1：3～1：5；g、洗涤筛分：对分离黑液后的浆料进行洗涤、筛分，以筛除未分解残渣及粗纤维束；h、脱木素：向步骤g洗涤筛分后的浆料中加入镁盐，利用碱性离子水调节浆料固含量为8～12wt％，pH值为10～12，进行氧脱木素反应，其中所述镁盐用量为浆料固含量的0.5～2wt％；反应时，向氧脱木素反应器内通入氧气和蒸汽，反应器内压力为0.5～0.6Mpa，温度为90～120℃，反应时间为60～90min，氧气用量为浆料固含量的3～5wt％；i、预处理：将三价稀土盐和酸性离子水加入步骤h脱木素后的浆料中，调节浆料固含量为8～12wt％，pH值为4～5，控制浆料温度为50～60℃，常压预处理30～60min，其中，所述三价稀土盐的加入量为浆料固含量的0.5～1wt％；j、将步骤i的预处理产物漂白，得溶解浆成品；k、制合成气：将步骤g分离出的黑液气化制备合成气；l、费托合成：将步骤k制得的合成气净化、调节碳氢比后，经费托合成制生物燃油。