一种生物质原料的综合利用工艺

摘要

本发明涉及一种生物质原料的综合利用方法，具体地说是一种利用生物质原料制备纸浆、回收木质素并联产糠醛和生物碳的方法。本发明所述的方法是在过氧化氢的催化作用下，通过甲酸和乙酸的混合有机酸蒸煮生物质原料，在制备纸浆的过程中，回收黑液中的木质素并利用残余的戊糖溶液联产糠醛和生物碳。本发明通过设计合理的工艺参数，使得整个工艺路线简单，且整个工艺不仅适用于木类原料，还适用于草类原料，工艺路线的后续漂白工艺简单，得到的纸浆滤水性能好，本发明的蒸煮过程在密闭的反应容器中进行，由于甲酸、乙酸和过氧化氢的部分蒸发，使得容器中具有一定的压力，从而缩短了原料的蒸煮时间，减少了对纤维素的破坏。

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80‑120℃，固液质量比为1：5‑1：12，反应时间30‑90min，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75‑95%，所述乙酸与甲酸的质量比为19：1‑1：1，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，采用甲酸、乙酸形成的混合酸液对所述固体进行酸洗，控制酸洗温度20‑100℃，固液质量比为1：4‑1：12，并将得到的反应液进行第二次固液分离；过氧化氢占生物质原料的3‑6%；所述混合酸液中，总酸浓为50‑70%，所述乙酸与甲酸的质量比为7：1‑2：1，余量为水；（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25‑90℃，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进行筛选得到细浆纤维素，所述细浆纤维素经漂白得到所需的纸浆。（5）收集步骤第一次和第二次固液分离得到的液体，80‑140℃,500‑700kpa下进行蒸发，得到甲酸和乙酸蒸汽和浓缩液，所述浓缩液的固体含量为50‑80wt%；（6）将步骤（5）中所得的浓缩液加有机溶剂，搅拌，并进行第四次固液分离，其中，所述有机溶剂的加入质量是所述浓缩液质量的1‑10倍；（7）收集第四次固液分离后得到的固体加水稀释搅拌，并进行第五次固液分离后得到的固体经水洗即为所需的木质素；（8）所述第五次固液分离后，得到的液体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；所述脱水碳化反应，控制反应温度为120‑220°C，反应时间30‑210min，并添加酸式盐类催化剂，所述酸式盐类催化剂用量为所述糖溶液的0.01‑1wt%。