CN103480627A - 农林废弃物资源化综合利用新工艺 - Google Patents

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刘志刚
梅虎
栾卫星
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    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Abstract

一种农林废弃物资源化综合利用新工艺新工艺，涉及农林废弃物资源化高效综合利用技术领域，具体步骤为：将收集的农林废弃物或其他生物质原料进行预处理，然后通过输送设备送入一级分离装置，将农林废弃物原料中的半纤维素分离出来，用于厌氧发酵产生沼气或制备糠醛产品，固形物进行二级分离；分离出的富含半纤维素的液体，经沉淀、预酸化、调节等系统处理后，进入厌氧发酵系统产生沼气。本发明使用的原料为农林废弃物，原料资源量大，分布广、成本低，使农林废弃物资源得到了高效综合利用。通过本发明可制得生化木素、纤维素、沼气电力和生物质成型燃料等系列产品，资源产出率高，环保效益显著。

Description

农林废弃物资源化综合利用新工艺
技术领域：
本发明涉及农林废弃物资源化高效综合利用技术领域，具体涉及一种农林废弃物资源化综合利用新工艺。
背景技术：
糠醛主要用作化工溶剂，以及作为合成香料、糠醇、四氢呋喃的中间体。针对现阶段的糠醛生产技术，由于在生产过程中需要使用大量的酸，醛渣经酸液浸泡，造成纤维脆化，难以被再利用，对环境产生严重的污染。且产品单一，小规模生产难以盈利。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于农林废弃物资源在处理过程中所通常采用的“单一技术，单一产品”的传统模式，该新工艺是一种利用农林废弃物原料，通过三级分离技术对农林废弃物原料中三大组分—纤维素、半纤维素和木质素的有效分离，并首创了将半纤维素水解后的水溶液，经厌氧发酵后制得沼气并发电，而发酵后的沼液则作为无土栽培的营养液用以种植有机蔬菜和有机花卉；纤维素产品作为造纸和纺织工业及生产羧甲基纤维素的原料；木质素产品，用于部分替代石油基化工原料—苯酚，制备改性酚醛树脂，广泛应用于板材胶黏剂、发泡保温材料和铸造等行业中。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。
一种农林废弃物资源化综合利用新工艺新工艺，具体步骤为：
（1）将收集的农林废弃物进行预处理，然后通过输送设备送入一级分离装置，用0.6MPa～3.0MPa的蒸汽蒸煮1min～5min，蒸煮后再进行多级清洗和固液分离，将农林废弃物原料中的半纤维素分离出来，以富含半纤维素的液体形式存在，用于厌氧发酵产生沼气或制备糠醛产品，分离得到的固形物进行二级分离。
（2）将步骤（1）中分离出的富含半纤维素的液体，经沉淀、预酸化、调节等系统处理后，进入厌氧发酵系统产生沼气。
（3）厌氧发酵后的沼液，经生物种养植后，再进入好氧和深度处理系统。
固形物进行二级分离的具体步骤为：固液分离得到的固形物加入其质量为4%～10%的碱溶液，在60℃～130℃的条件下蒸煮0.5h～3h，蒸煮后进行二级固液分离，分离得到的二次固形物，加工制成纤维素或羧甲基纤维素产品。
二级分离中得到的液体再通过三级分离制得生化木素产品；具体步骤为：经沉淀、过滤、活化、精选处理后，得到生化木素原液，再经膜装置进一步浓缩，制成液态生化木素产品，将液体生化木素产品经蒸发和干燥后制得固态生化木素产品。
三级分离得到的固形物，经沉淀、固液分离处理后，用于制备生物质成型燃料产品。
一级分离过程中产生的有机液，经厌氧发酵生产沼气，该沼气可直接用于居民生活用气或沼气发电，厌氧发酵后的沼液经生物种养植后与后段分离系统和其他生产过程中产生的废水，再通过好氧和深度治理处理后，达到国家排放标准，处理后的中水回用于前段生产工艺中循环使用。
预处理过程中，对农林废弃物和生物质原料进行切割粉碎处理，其产生的细小纤维等固形物均用于制备生物质成型燃料产品。
本发明的有益效果为：
本发明使用的原料为农林废弃物，原料资源量大，分布广、成本低，使农林废弃物资源得到了高效综合利用。通过本发明可制得生化木素（BCL）、纤维素、沼气电力和生物质成型燃料等系列产品，资源产出率高，环保效益显著，在生产清洁能源的同时，生产大宗通用的工业原料产品，可有效地以生物质资源替代化石资源，促进能源替代和能源的转型。实施本发明后，以“年处理10万吨农林废弃物的生产线”为例，可产出1.5万吨生化木素（BCL）、3.4万吨纤维素、1100万立方米沼气及1.2万吨生物质成型燃料等系列产品。
附图说明：
图1为本发明的工艺流程图；
图2为糠醛生产工艺流程图。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示和实例，进一步阐述本发明。
如图1、图2所示，
（1）将收集的农林废弃物或其他生物质原料进行预处理，然后通过输送设备送入一级分离装置，用0.6MPa～3.0MPa的蒸汽蒸煮1min～5min，蒸煮后再进行多级清洗和固液分离，将农林废弃物原料中的半纤维素分离出来，用于厌氧发酵产生沼气或制备糠醛产品，固形物进行二级分离。
（2）将一级分离出的富含半纤维素的液体，经沉淀、预酸化、调节等系统处理后，进入厌氧发酵系统产生沼气。
（3）厌氧发酵后的沼液，经生物种养植后，再进入好氧和深度处理系统。
富含半纤维素的液态部分用于生产沼气，固形物再经二级分离装置处理，实现纤维素和木质素的分离。具体步骤为：（1）中固液分离得到的固形物加入其质量为4%～10%的碱溶液，在60℃～130℃的条件下蒸煮0.5h～3h，蒸煮后进行二级固液分离，分离得到的固形物，经漂白等后续工艺，加工制成纤维素或羧甲基纤维素产品。
二级固液分离中得到的液体再通过三级分离装置制得生化木素（BCL）产品。具体步骤为：经沉淀、过滤、活化、精选等工艺处理后，得到生化木素（BCL）原液，再经膜装置进一步浓缩，制成液态生化木素（BCL）产品，将液体生化木素(BCL)产品经蒸发和干燥后制得固态生化木素(BCL)产品。
三级分离预处理过程中得到的固形物，经沉淀、固液分离等工艺处理后，用于制备生物质成型燃料产品。
一级分离过程中产生的有机液，经厌氧发酵生产沼气，该沼气可直接用于居民生活用气或沼气发电，厌氧发酵后的沼液经生物种养植后与后段分离系统和其他生产过程中产生的废水，再通过好氧和深度治理处理后，达到国家排放标准，处理后的中水回用于前段生产工艺中循环使用。
预处理过程中，对农林废弃物和生物质原料进行切割粉碎处理，其产生的细小纤维等固形物均用于制备生物质成型燃料产品。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实例的限制，上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种农林废弃物资源化综合利用新工艺新工艺，具体步骤为：
（1）将收集的农林废弃物进行预处理，然后通过输送设备送入一级分离装置，用0.6MPa～3.0MPa的蒸汽蒸煮1min～5min，蒸煮后再进行多级清洗和固液分离，将农林废弃物原料中的半纤维素分离出来，以富含半纤维素的液体形式存在，用于厌氧发酵产生沼气或制备糠醛产品，分离得到的固形物进行二级分离。
（2）将步骤（1）中分离出的富含半纤维素的液体，经沉淀、预酸化、调节等系统处理后，进入厌氧发酵系统产生沼气。
（3）厌氧发酵后的沼液，经生物种养植后，再进入好氧和深度处理系统。
2.根据权利要求1所述的农林废弃物资源化综合利用新工艺新工艺，固形物进行二级分离的具体步骤为：固液分离得到的固形物加入其质量为4%～10%的碱溶液，在60℃～130℃的条件下蒸煮0.5h～3h，蒸煮后进行二级固液分离，分离得到的二次固形物，加工制成纤维素或羧甲基纤维素产品。
3.根据权利要求2所述的农林废弃物资源化综合利用新工艺新工艺，二级分离中得到的液体再通过三级分离制得生化木素产品；具体步骤为：经沉淀、过滤、活化、精选处理后，得到生化木素原液，再经膜装置进一步浓缩，制成液态生化木素产品，将液体生化木素产品经蒸发和干燥后制得固态生化木素产品。
4.根据权利要求3所述的农林废弃物资源化综合利用新工艺新工艺，三级分离得到的固形物，经沉淀、固液分离处理后，用于制备生物质成型燃料产品。
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