一种生物质原料的综合利用工艺

摘要

本发明涉及一种综合利用生物质原料的方法，具体地说是一种综合利用生物质原料中纤维素、半纤维素和木质素的方法。本发明所述的方法是在过氧化氢的催化作用下，通过甲酸和乙酸形成的有机酸蒸煮生物质原料，可以将纤维素、木质素和半纤维素分别提取，得到高纯度的纤维素和木质素，并利用残余的糖溶液生产联产糠醛和生物碳，其中高纯度纤维素可用于纺织业。

主权项

一种生物质原料的综合利用工艺，其特征在于，包括如下步骤：（1）将生物质原料粉碎后，在过氧化氢的催化作用下，使用由甲酸、乙酸形成的有机酸液对所述原料进行蒸煮，控制蒸煮温度80‑155℃，固液比为1：5‑1：30，反应时间10‑90min，并将得到的反应液进行第一次固液分离；所述有机酸液中，总酸浓为60‑95%，所述乙酸与甲酸的质量比为1：1‑1：25，余量为水，过氧化氢占生物质原料的1‑8%；（2）收集所述第一次固液分离得到的固体，在过氧化氢的催化作用下，使用由甲酸、乙酸形成的混合酸液对所述固体进行酸洗，控制酸洗温度20‑80℃，固液比为1：4‑1：20，并将得到的反应液进行第二次固液分离；其中，混合酸液的总酸浓为50‑85%，形成混合酸液的乙酸与甲酸的质量比为1：1‑1：10，过氧化氢加入量为生物质原料质量的1‑3%；（3）收集所述第二次固液分离得到的固体，并进行水洗，控制水洗温度为45‑90℃，浆浓为1‑10%，并将得到的水洗浆进行第三次固液分离；（4）收集所述第三次固液分离得到的固体并筛选得到细浆纤维素、所述细浆纤维素经漂白得到所需的纤维素；（5）收集步骤第一次和第二次固液分离得到的液体，进行蒸发，得到甲酸和乙酸蒸汽和浓缩液，所述浓缩液的固体含量为80wt%‑95wt%；（6）将步骤（5）中所得的浓缩液加水稀释，搅拌，并进行第四次固液分离，所得到的固体经水洗得到所需的木质素，其中所述水的加入质量是所述浓缩液质量的2‑10倍；（7）所述第四次固液分离后，得到的液体为糖溶液，所述糖溶液进行脱水碳化反应后，反应液进行第五次固液分离，得到的固体为生物碳，收集第五次固液分离后的液体，并精馏得到成品糠醛；其中，所述脱水碳化反应，控制反应温度为120‑190°C，反应时间30‑200min，并添加的酸式盐类催化剂，所述酸式盐类催化剂用量为所述糖溶液质量的0.01‑1wt%。