秸秆经化学催化水解处理实现资源化和零排放的方法

摘要

本发明涉及一种秸秆经化学催化水解处理实现资源化和零排放的方法，该处理方法包括以下步骤：1)预处理：农作物秸秆经破碎后，用酸浸；2)第一级化学催化水解反应：水解回收糠醛和甲酸，甲酸制成醋酸钙，水解渣的50％用于锅炉燃料，剩余50％水解渣进一步水解；3)第二级化学催化水解反应：水解回收水溶性有机碳类和醋酸，制成固体粉末状速溶性肥料和醋酸钙；4)第三级化学催化水解反应：水解回收黄腐酸和甲酸，甲酸制成甲酸钙，水解渣加功能菌制成复合微生物肥料。本发明的处理方法实现了农作物秸秆的高附加值资源化和零排放。

主权项

秸秆经化学催化水解处理实现资源化和零排放的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1）预处理：农作物秸秆经破碎成1mm‑5mm小段后，用秸秆体积4倍‑10倍量的10%‑30%的硫酸浸取2h‑24h得到酸浸秸秆，将多余的硫酸放出再利用；2）第一级化学催化水解反应：将步骤1）制备所得的酸浸秸秆输入第一级水解罐中，进行第一级化学催化水解，向第一级水解罐中通入蒸汽，第一级水解罐中的温度控制在100℃‑200℃，压力控制在0.1MPa‑1.6MPa，水解时间为2h‑8h，冷凝反应产生的气相，得到糠醛、甲基糠醛和醋酸的混合物，所得混合物经蒸馏分离出醋酸，所得醋酸用石灰水溶液中和得到醋酸钙溶液，该醋酸钙溶液经过滤、浓缩、结晶、离心分离和干燥得结晶醋酸钙；所得混合物经精馏分出糠醛和甲基糠醛；反应产生的固相为第一级水解渣，所得第一级水解渣质量的50%用于热解气化炉产燃料气供锅炉燃料，用于发电，实现自供电源和蒸汽源，产生的草木灰，用于肥料添加剂以中和肥料的酸性物质和增加肥料中的钾肥成分；3）第二级化学催化水解反应：将步骤2）所得的第一级水解渣剩余的50%输入到第二级水解罐中，进行第二级化学催化水解，水解温度为150℃‑250℃，水解压力为1MPa‑2MPa，水解时间为1h‑6h，反应产生气相、液相和固相，气相为含醋酸的尾气，该含醋酸的尾气用石灰乳吸收中和生成醋酸钙溶液，该醋酸钙溶液经冷凝、浓缩、结晶和干燥得结晶醋酸钙，液相中含水溶性有机碳类，经浓缩和结晶得固体粉末状速溶性肥料，固相为第二级水解渣；4）第三级化学催化水解反应：将步骤3）所得的第二级水解渣输入到第三级水解罐中，进行第三级化学催化水解，水解温度为200℃‑350℃，水解压力为1.5MPa‑3.0MPa，水解反应时间为1h‑6h，水解产物为气相、液相和固相，气相含甲酸，用石灰乳吸收，中和生成甲酸钙溶液，该甲酸钙溶液经过滤、浓缩、结晶、离心分离和干燥得结晶甲酸钙，液相含水溶性黄腐酸，经过滤、浓缩、喷雾、干燥和脱水得粉末状黄腐酸，固相为未水解的木质素，该木质素加功能菌制成复合微生物肥料。