CN102182095B - 一种乙醇制浆废液循环利用方法 - Google Patents

Abstract

一种乙醇制浆废液循环利用方法，以麦草乙醇制浆废液为原料，以乙酸为pH调节剂，用调节废液中乙醇木素的溶解度参数回收乙醇木素和减压蒸馏回收乙醇和乙酸相结合的方法，实现乙醇制浆废液的高效循环利用。本发明实现废液零排放、工艺简单、操作方便、运行成本低、能耗低。回收得到的乙醇和乙酸溶液，其组成为乙醇约61vol％、乙酸约5vol％左右，回收得到的乙醇木素纯度为91％。回收得到的乙醇和乙酸溶液回用蒸煮，得到的洗涤乙醇浆得率约为51％、卡伯值约为33％、结晶度约为61％、α-纤维素含量为83.5％。

Description

一种乙醇制浆废液循环利用方法

技术领域

本发明涉及清洁制浆、生物质和节能环保领域，具体是指一种乙醇制浆废液循环利用方法。

背景技术

我国是农业大国，每年都产生大量的农作物秸秆，农作物秸秆是丰富的可再生的木质纤维素资源，但尚未获得合理的高值化的利用。2007年仅主要农作物秸秆的产量超过8亿吨，相当于6亿吨标煤，其中21％是小麦秸秆。但我国的秸秆利用率只占发达国家利用率的35％，只有一部分被用作饲料、造纸工业，普遍存在原料利用率低等问题，对于造纸工业来讲，存在规模效应和环境污染之间的矛盾。随着我国农村生活能源结构的变化与集约化生产的发展，秸秆作为传统意义上的燃料、肥料和饲料被排除于农业生产的内部循环之外，随之也就出现了政府屡禁不止的秸秆田间焚烧问题，约2亿吨秸秆在田间地头焚烧，不仅造成资源浪费，而且污染环境。另一方面，在全球石化能源枯竭和二氧化碳超排的严重状况下，具备诸多优势的生物质能源成为研究的热点领域，生物质精制技术(Bio-refinery)被普遍看好。在高值化利用秸秆方面，乙醇法无污染分解秸秆被认为是解决草浆污染难题和最有希望工业化的方法之一。而乙醇法无污染分解秸秆废液中，乙醇，乙酸的循环利用以及木素的回收成为关键问题。

目前，生物质、农作物秸秆进行无污染制浆并制取纤维素乙醇已成为各国21世纪新能源开发发展方向。因此以农作物秸秆为原料进行无污染分解并进一步高值化利用，具有较大的社会经济效益，符合国家环保发展要求。

到目前为止，有关乙醇制浆废液高效循环利用的专利有：“乙醇法制浆残液回收装置”(CN02224711)。该专利采用直接蒸馏回收乙醇的方法，乙醇木素受热容易粘在蒸馏塔底部，木素难于回收，因此蒸馏塔运行不稳定，运行效率低，且没有添加乙酸进行循环蒸煮，乙醇浆质量不够高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供了一种能够避免受热乙醇木素的发粘沉淀问题，实现了快速、高效、稳定反应的乙醇制浆废液循环利用方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

第一步：开动搅拌器，向麦草乙醇制浆废液中加入乙酸溶液调节pH为2.0-2.5；

第二步：将第一步调节pH后的废液通入板框过滤机，回收沉淀出的乙醇木素，余下的废液用离心泵送入减压蒸馏塔；

第三步：开启减压蒸馏塔，蒸馏温度为75～85℃，压力0.5～3MPa，蒸馏回收乙醇和乙酸；

第四步：将蒸馏回收的乙醇和乙酸送蒸煮液槽，开动搅拌器，通入新鲜乙醇水溶液调节乙醇和乙酸溶度使乙醇的质量浓度达到50％得蒸煮液；

第五步：将蒸煮液送入蒸煮锅进行蒸煮，多余的蒸煮液送入蒸煮液储存槽。

本发明实现废液零排放、工艺简单、操作方便、运行成本低、能耗低。回收得到的乙醇和乙酸溶液，其组成为乙醇约61vol％、乙酸约5vol％，回收得到的乙醇木素纯度为91％。回收得到的乙醇和乙酸溶液回用蒸煮，得到的洗涤乙醇浆得率约为51％、卡伯值约为33％、结晶度约为61％、α-纤维素含量为83.5％。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明采用的原料来源于麦草乙醇制浆废液，用乙酸作为pH调节剂回收乙醇木素，然后减压蒸馏回收乙醇和乙酸，并且循环用于蒸煮，避免乙醇木素受热容粘在蒸馏塔底部，运行稳定，运行效率高。

2、本发明用板框过滤机回收得到纯度为为91％的乙醇木素，乙醇木素改性可制备多种化学品，可实现高值化利用，具有较大的社会经济效益。

3、本发明采用乙酸作为pH调节剂，该种pH调节剂可回用作为蒸煮催化剂，可提高蒸煮得到的乙醇浆质量。

4、本发明所使用的原料来源于麦草乙醇制浆废液，也可以来源于其它秸秆乙醇制浆废液。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明做进一步的详细说明：

实施例1：

第一步：开动搅拌器，向麦草乙醇制浆废液中加入乙酸溶液调节pH为2.0；

第二步：将第一步调节pH后的废液通入板框过滤机，回收沉淀出的乙醇木素，余下的废液用离心泵送入减压蒸馏塔；

第三步：开启减压蒸馏塔，蒸馏温度为75℃，压力0.5MPa，蒸馏回收乙醇和乙酸；

第四步：将蒸馏回收的乙醇和乙酸送蒸煮液槽，开动搅拌器，通入新鲜乙醇水溶液调节乙醇和乙酸溶度使乙醇的质量浓度达到50％得蒸煮液；

第五步：将蒸煮液送入蒸煮锅进行蒸煮，多余的蒸煮液送入蒸煮液储存槽。

回收得到的乙醇和乙酸溶液，其组成为乙醇约58vol％、乙酸约4.5vol％左右，回收得到的乙醇木素纯度为91％。回收得到的乙醇和乙酸溶液回用蒸煮，得到的洗涤乙醇浆得率约为51％、卡伯值约为33％、结晶度约为61％、α-纤维素含量为83.5％。

实施例2：

第一步：开动搅拌器，向麦草乙醇制浆废液中加入乙酸溶液调节pH为2.3；

第二步：将第一步调节pH后的废液通入板框过滤机，回收沉淀出的乙醇木素，余下的废液用离心泵送入减压蒸馏塔；

第三步：开启减压蒸馏塔，蒸馏温度为78℃，压力2MPa，蒸馏回收乙醇和乙酸；

第四步：将蒸馏回收的乙醇和乙酸送蒸煮液槽，开动搅拌器，通入新鲜乙醇水溶液调节乙醇和乙酸溶度使乙醇的质量浓度达到50％得蒸煮液；

第五步：将蒸煮液送入蒸煮锅进行蒸煮，多余的蒸煮液送入蒸煮液储存槽。

回收得到的乙醇和乙酸溶液，其组成为乙醇约63vol％、乙酸约5.5vol％左右，回收得到的乙醇木素纯度为91％。回收得到的乙醇和乙酸溶液回用蒸煮，得到的洗涤乙醇浆得率约为51％、卡伯值约为33％、结晶度约为61％、α-纤维素含量为83.5％。

实施例3：

第一步：开动搅拌器，向麦草乙醇制浆废液中加入乙酸溶液调节pH为2.5；

第二步：将第一步调节pH后的废液通入板框过滤机，回收沉淀出的乙醇木素，余下的废液用离心泵送入减压蒸馏塔；

第三步：开启减压蒸馏塔，蒸馏温度为85℃，压力3MPa，蒸馏回收乙醇和乙酸；

第四步：将蒸馏回收的乙醇和乙酸送蒸煮液槽，开动搅拌器，通入新鲜乙醇水溶液调节乙醇和乙酸溶度使乙醇的质量浓度达到50％得蒸煮液；

第五步：将蒸煮液送入蒸煮锅进行蒸煮，多余的蒸煮液送入蒸煮液储存槽。

回收得到的乙醇和乙酸溶液，其组成为乙醇约61vol％、乙酸约5vol％左右，回收得到的乙醇木素纯度为91％。回收得到的乙醇和乙酸溶液回用蒸煮，得到的洗涤乙醇浆得率约为51％、卡伯值约为33％、结晶度约为61％、α-纤维素含量为83.5％。

Claims (1)

1.一种乙醇制浆废液循环利用方法，其特征在于：

第一步：开动搅拌器，向麦草乙醇制浆废液中加入乙酸溶液调节pH为2.0-2.5；

第二步：将第一步调节pH后的废液通入板框过滤机，回收沉淀出的乙醇木素，余下的废液用离心泵送入减压蒸馏塔；

第三步：开启减压蒸馏塔，蒸馏温度为75～85℃，压力0.5～3MPa，蒸馏回收乙醇和乙酸；

第四步：将蒸馏回收的乙醇和乙酸送蒸煮液槽，开动搅拌器，通入新鲜乙醇水溶液调节乙醇和乙酸浓度使乙醇的质量浓度达到50％得蒸煮液；

第五步：将蒸煮液送入蒸煮锅进行蒸煮，多余的蒸煮液送入蒸煮液储存槽。