CN109056400A - 一种秸秆综合利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种秸秆综合利用的方法，属于生物质原料综合利用技术领域，所述方法主要包括以下关键步骤：秸秆切断处理、干法除尘、热水洗涤除沙、连续蒸煮、喷放接收、多级逆流洗涤、多级高浓磨浆、纤维分级处理、长纤维浓缩、长纤维熟化处理、长纤维磨浆、长纤维生产瓦楞纸；短纤维浓缩、短纤维酶解发酵蒸馏生产燃料乙醇和固体颗粒燃料等。本发明的有益效果：实现了秸秆物料各组分高值化综合利用，不加化学品，水系统封闭循环，废水零排放；细小纤维组分比表面积大、酶解效率高；长纤维组分生产瓦楞纸强度高、质量好；细小纤维组分用于酶解系统，不仅提高了物料的可酶解性，还大幅降低了酶解糖的成本，从而促进生物质综合利用技术的发展。

Description

一种秸秆综合利用方法

技术领域

本发明属于生物质原料综合利用技术领域，特别涉及一种秸秆综合利用方法。

背景技术

我国木材资源缺乏，不但针叶木材紧缺，有限的速生阔叶木材也主要由于建筑和家具板材，剩余边角料也用于生产价值较高的漂白纸浆，大型制浆厂原料木片大部分依赖进口，部分大型企业虽然也有人工林地，但主要以生产漂白浆为主。

2017年，我国瓦楞箱板等工业包装纸总产量4720万吨，占中国造纸总体产量11130万吨体量的42%；我国是世界废纸进口第一大国，2017年进口废纸2572万吨；国内废纸由于多次回收循环再利用，导致纤维强度、得率下降，纤维品质越来越差，导致化学助剂的用量增加，污水处理费用增加；只能靠进口OCC（废箱板纸）来增加新鲜纤维的加入，以提高纤维强度和得率。

历史上，我国的瓦楞箱板等工业包装纸的自制浆生产，主要以植物秸秆为原料，将秸秆切断后直接加入氢氧化钠进行蒸煮，蒸煮压力0.3-0.65Mpa，温度130-165℃；液比1:3（绝干物料/蒸煮液），氢氧化钠用量3-6%（氢氧化钠/绝干物料），时间30-120min；也有采用亚硫酸铵作为蒸煮药品，或采用石灰水作为蒸煮药品；蒸煮设备主要采用间歇的蒸球或蒸池，由于规模小、技术落后、效能低下、污染严重，自上世纪90年代，已全部逐步关停；现在生产运行的瓦楞箱板等工业包装纸企业，大部分采用国内回收废纸和进口废纸为原料；我国的第一大废纸来源是美国，由于限制进口等原因，导致近两年原料和成品市场像过山车一样剧烈波动，严重影响了整个行业的健康发展。

我国是货物贸易顺差大国，也就是说，出口货物量远大于进口货物量，这就导致大量工业包装物随出口货物一起出口，使工业包装纤维原料一直处于总量净减少状态，更加剧了纤维原料的短缺。

纤维原料缺乏，将是我国长期的痛点，解决我国瓦楞箱板等工业包装纸用自产纤维浆料，可减少对进口废纸的严重依赖，降低整个行业的成本，具有重大的战略意义和长远的经济意义。

禾本科植物秸秆原料的组分，灰分2.5-6%，稻草可以达到16%；冷水抽出物2.5-8%；热水抽出物达13-29%（秸秆样品在蒸馏水中煮沸360min后损失的物质，主要是水溶性的无机盐、糖、植物碱、环多醇、单宁、色素以及多糖类物质如胶质、粘液、淀粉、果胶质、多乳糖等，大部分具有良好的生化降解性）；1%氢氧化钠抽出物27-40%，麦草和稻草可以达到45-48%（秸秆样品1%氢氧化钠溶液中煮沸60min后损失的物质，主要是部分低分子量木质素、多戊糖、多己糖、树脂酸及糖醛酸等）；多戊糖（主要是阿拉伯糖和木糖）18-26%；纤维素36-44%；木质素含量14-23%，且分子量分布范围广，平均分子量约为80-1，其中2以上大约5%，1以下约占75%，结构单元中酚羟基含量较高，约有35-45%的酚型结构，其他酸性基团也较木材多；秸秆类物料的半纤维素主要是4-O-甲基葡萄糖醛酸、阿拉伯糖、木糖的复合多糖聚合物。

阔叶木材原料的组分，灰分0.2-0.7%；冷水抽出物1-1.7%；热水抽出物达到1.6-3.5%；1%氢氧化钠抽出物17-22%；多戊糖（主要是木糖）21-29%；纤维素49-55%；木质素18-23%，平均分子量约为160-2，其中2以上大约24%，1以下约占43%，只有约20-30%的酚型结构单元；半纤维素主要是4-O-甲基葡萄糖醛酸和木糖的复合多糖聚合物。

从纤维形态来看， 禾本科植物秸秆原料纤维平均长度1.3-2.0mm，长宽比110-174；以阔叶木材速生杨为例，纤维平均长度0.8-1.3mm，长宽比40-64；仅从纤维形态来看，秸秆纤维要优于速生阔叶木材。

化学浆在蒸煮过程中，要求尽量脱除木质素，保留纤维素和半纤维素；瓦楞纸用浆的制造方法和目的，不同于化学浆，要求在保留纤维素和半纤维素的同时，也要保留木质素以保持纸浆强度和得率，以提高瓦楞纸的挺度、环压强度等指标；木质素作为植物细胞之间的黏结物和细胞壁的填充物，使植物体具有刚性，木材木质素平均分子量是秸秆物料的两倍，采用同样工艺技术，以木材为原料生产的瓦楞纸用浆，强度指标要远好于秸秆原料生产的纸浆，这是主要原因之一。

作为植物秸秆原料，生产瓦楞纸用浆，如果加入氢氧化钠等化学品，大部分1%氢氧化钠抽出物组分将进入蒸煮液，较高灰分含量中的一大部分，主要是硅酸盐类无机物也进入蒸煮液，使蒸煮液不仅溶解物含量高，且粘度高，滤水性差，洗涤用水增加，导致废水浓度较低且量大，由于碱性降解物的生化降解性较差，一般BOD₅/COD不超过0.35，属于难降解废水，废水处理设施的投资和运行费用极高，且难以达标。

还有采用蒸汽爆破的方式处理秸秆物料，再经过磨浆作为瓦楞纸浆配料使用，由于爆破作用没有方向选择性，造成大量纤维径向断裂，产生大量纤维碎片，没有使物料微细纤维化，没有产生可以氢键结合的位点，严格意义上讲，这种方法制作的物料，不能算作纸浆，不具备纸浆所需的技术特性，无法单独使用生产纸，只是作为配料使用的，或在废纸浆中掺入、或在化学浆中掺入生产纸品；配入的产品有瓦楞纸或餐盒、餐盘等纤维压制品；还有一类方法，是将秸秆原料切断浸渍后，直接使用高浓磨浆机或双螺杆制浆机与高浓磨浆机组合进行磨浆，这种产品的品质与上述方式一样，用途与作用也基本一致；所制备的“纸浆”不具备纸浆的技术特征，是生产不出瓦楞纸等纸制品的，只能作为配料使用。

而植物秸秆在不加化学品的高温水蒸煮过程中，由于含有的较多的酚羟基、羧基等酸性基团，可使蒸煮液ph值降至2.0-4.5，降低的ph值，使半纤维素水解进程加快，半纤维素降解生成的4-O-甲基葡萄糖醛酸、阿拉伯糖和木糖，进入蒸煮液，具有良好的生化降解性；大量半纤维素降解物的溶出，使物料孔隙率增加，空余出大量的氢键结合位点，为提高纤维结合强度创造了条件；这也是与上述蒸汽爆破物料的根本区别之处。

纤维素分子的葡萄糖基的α-苷键，对酸的抵抗力较弱，在酸性、适当的温度和处理时间条件下，纤维素发生也可以水解反应，产生水解纤维素、纤维素糊精、低聚糖、纤维二糖，最后水解为葡萄糖，也进入蒸煮液。

作为阔叶木材原料，半纤维素与木质素含量与秸秆物料相近，但其木质素的分子量分布范围窄，平均分子量是秸秆原料的大约2倍；灰分含量仅有秸秆原料的不到十分之一，热水抽出物仅有秸秆原料的十分之一至四分之一，纤维素含量高出将近15%，所以能够生产出质量较高的瓦楞纸用浆，而且废水容易处理。

在不加化学品的高温水蒸煮过程中，随着ph值的降低，木质素相互之间发生缩合反应，变成分子量更大的木质素，而且结构和化学性质更稳定；对化学制浆来说，这是最不希望发生的，但生产瓦楞纸用浆，却可以提高原料的刚性强度，进而提高瓦楞纸的挺度、环压强度等重要指标，使秸秆原料的产品品质提升。

纤维素乙醇秸秆预处理的目标之一，是尽量降低酶解物料的尺寸、增加比表面积，提高酶制剂的可及率，提高酶解效果；在秸秆物料酶解过程中，由于先期物料含有的细小纤维物料较多，酶解速率快、效率高，随着细小纤维的消耗，粗大纤维比例越来越高，其比表面积较小，酶制剂的可及率较低，酶解效率逐渐降低；短纤维组分适合于作为酶解物料，比面积大，酶解效率高；长纤维组分长度大，挺度和强度高，可生产品质较好的瓦楞纸。

秸秆物料处理过程中，水膜除尘循环喷淋水、热水洗涤水，主要是水溶性的无机盐、糖、植物碱、环多醇、单宁、色素以及多糖类物质如胶质、粘液、淀粉、果胶质、多乳糖等，大部分具有良好的生化降解性，占秸秆比率约10-29%；多级逆流洗涤水，主要是半纤维素降解物4-O-甲基葡萄糖醛酸、阿拉伯糖和木糖，也具有良好的生化降解性；蒸馏废醪液，主要含有溶解性碳水化合物，具有较好的生化降解性；以上是高浓度废水，BOD₅/COD比值约0.6-0.85，具有很好的生化降解性（传统制浆造纸行业废水BOD₅/COD比值普遍小于0.35），进厌氧处理生产沼气；酶解发酵蒸馏后的渣料生产固体燃料颗粒；供生物质锅炉燃烧，生产自用蒸汽和电；实现碳的零排放。

由于系统不加化学品，不会产生溶解性无机盐类累积，且成品瓦楞纸和固体燃料颗粒含有5-10%水分，排出系统的泥沙、水处理的污泥也可以带走一部分无机盐类，经厌氧处理后的废水，再经过好氧处理，COD达到3-5mg/L，与低浓废水混合后，在系统内封闭循环使用，实现生产用水零排放；厌氧处理和好氧处理的污泥浓缩用于生产有机肥料。

综上所述，急需一种秸秆综合利用方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种秸秆综合利用方法；

本发明采取以下技术方案：

一种秸秆综合利用方法，包括秸秆切断处理、干法除尘、热水洗涤除沙、连续蒸煮、喷放接收、多级逆流洗涤、多级高浓磨浆、纤维分级处理、长纤维浓缩、长纤维熟化处理、长纤维磨浆、长纤维生产瓦楞纸步骤；以及短纤维浓缩、短纤维酶解发酵蒸馏生产燃料乙醇和固体颗粒燃料步骤；还有高浓度废水厌氧处理、好氧处理、污泥浓缩、水封闭循环、沼气和固体颗粒燃料燃烧步骤。

进一步的，秸秆切断步骤具体为：

将秸秆物料切断，送入干法除尘机，扬起的尘土和碎屑被引风机吸入水膜除尘步骤，秸秆物料切断长度30-50mm，合格率85%以上。

干法除尘步骤具体为：

切断的秸秆物料，在干法除尘机内松散翻转，将料片上粘附的泥沙筛出，然后送入洗涤除沙步骤；扬起的尘土和碎屑被引风机吸入水膜除尘步骤。

水膜除尘步骤具体为：

引风机送来的含有尘土和碎屑的气流，在喷淋水作用下，沉降下来，泥沙沉降排出，液体部分过滤出碎屑，再循环使用，至COD达到35mg/L以上，送厌氧处理产沼气；喷淋水使用洗涤除沙步骤循环利用后的洗涤水，水温30-70℃；喷淋水再循环使用。

热水洗涤除沙步骤具体为：

秸秆物料送入洗涤除沙步骤，使水溶性物质溶解，并将洗涤水中的泥沙分离出来，输送出系统，洗涤水回用至COD值达到20mg/L以上送水膜除尘系统，洗涤时间5-40min，洗涤水温50-1℃，洗涤物料含量1-6%（料水比）；洗涤水循环使用，COD值达到30mg/L以上，送厌氧系统。

连续蒸煮步骤具体为：

秸秆物料进料干度40-50%，料水比1:1-4，蒸煮温度135-2℃，蒸煮压力0.3-1.2Mpa，蒸煮时间20-90min，喷放频率10-20次/min，喷放物料浓度15-40%，PH值2.0-4.5，蒸煮过程不加化学品；可根据最终纤维分级要求，调节以上数据，如需提高长纤维组分比例，则降低蒸煮温度和压力，同时降低料塞干度和紧度，也就降低了料塞物料之间的搓揉作用，可增加纤维长度，还可同时降压降温喷放物料；如需提高短纤维组分比例，则要提高蒸煮温度和压力，同时需提高料塞干度和紧度，也增加了料塞物料之间的错位撕裂作用，可降低纤维平均长度；如需增加沼气产量，提高锅炉热电供给，可延长蒸煮时间，增加半纤维素降解物含量，提高逆流洗涤水可降解COD含量。

喷放接收步骤具体为：

接收带有压力的喷放物料，接收物料浓度15-40%。

多级逆流洗涤步骤具体为：

来自喷放接收步骤的物料，通过多级逆流洗涤，将蒸煮过程中的半纤维素降解物置换出来，洗涤水送厌氧处理产沼气，物料进口浓度稀释至8-20%，出口浓度浓缩至25-40%，采用2级以上逆流洗涤方式，洗涤水COD达到150-9mg/l。

多级高浓磨浆步骤具体为：

洗涤后的物料，采用2级以上串联高浓磨浆，磨浆进料浓度25-40%，磨浆温度60-95℃，磨浆叩解度25-35ºSR。

纤维分级步骤具体为：

稀释多级高浓磨浆后的物料，并进行纤维分级，进料浓度为1.0-3.5%；长纤维组分出浆浓度3-6%；短纤维出浆浓度0.5-3%；长纤维分级比例20%-80%，短纤维分级比例80%-20%。

一种秸秆物料综合利用生产瓦楞纸用浆的系统，包括秸秆切断机系统、辊式除尘机系统、水膜除尘系统、洗涤除沙装置系统、连续蒸煮系统、泄压接收仓系统、螺旋挤浆机系统、熟化塔系统、高浓磨浆机系统、纤维分级系统；

长纤维浓缩步骤具体为：

长纤维组分浓度由3-6%脱水浓缩至25-40%。

长纤维熟化步骤具体为：

将长纤维进行加热软化处理，物料浓度25-40%，熟化温度85-1℃，时间30-90min。

长纤维磨浆步骤具体为：

熟化后的物料进行磨浆处理，磨浆浓度4-40%，磨浆叩解度26-32ºSR。

长纤维生产瓦楞纸步骤为：

使用磨浆后的长纤维生产瓦楞纸。

进一步的，短纤维浓缩步骤具体为：

短纤维组分浓度由0.5-3%脱水浓缩至15-45%。

短纤维酶解发酵蒸馏生产燃料乙醇和固体颗粒燃料步骤具体为：

短纤维组分进行酶解、发酵、蒸馏生产燃料乙醇，短纤维酶解干物质含量15-45%；蒸馏后的渣料生产固体燃料颗粒，热值达到40kcal/kg以上；蒸馏废醪液COD达到350-6mg/l，送厌氧系统产沼气。

高浓废水厌氧处理、好氧处理、水封闭循环、沼气和固体颗粒燃料燃烧步骤具体为：

水膜除尘循环喷淋水、秸秆洗涤水、多级逆流洗涤水、蒸馏废醪液，是高浓度废水，混合后进厌氧处理生产沼气；酶解发酵蒸馏后的渣料生产固体燃料颗粒；供生物质锅炉燃烧，生产自用蒸汽和电；经厌氧处理后的废水，再经过好氧处理，COD达到3-5mg/L，与低浓废水混合后，在系统内封闭循环使用，生产用水零排放；厌氧处理和好氧处理的污泥浓缩至干度30%以上，用于生产有机肥料。

进一步的，系统回用水全部经过磁化处理，磁场强度为30-80GS；水流通过时间0.5-20秒钟。

本发明的一种秸秆综合利用方法，具有以下有益效果：

1、植物秸秆中的叶、髓部分，主要是储存营养物质的有生命的细胞，较短的椭圆或园形叶肉薄壁细胞，纤维和木质素含量较少，分子量较低，容易降解，热水洗涤后大量进入洗涤水；分离出洗涤水中的泥沙，回用至水膜除尘作为喷淋水使用，使碎叶和髓再进入洗涤水，提高喷淋水COD值，由于没有化学品加入，其中的COD组分又是易降解组分，很容易降解生成沼气；分离出这些组分，会提高后续浆料的滤水性、提高结合力，降低蒸汽和动力消耗。

2、本发明的蒸煮时间可使纤维充分润涨和软化，在喷放爆破中产生纵向撕裂，减少横向撕裂产生的纤维断裂，保护了纤维长度；并且使分子链较短的半纤维素充分降解，逆流洗涤提取后，通过厌氧处理转化为环境友好的生物质燃料，提供自用热电，减少碳排放。

3、经过本发明前段处理和逆流洗涤的物料，纤维素和木质素组分比例大大提高，已经超过阔叶木材，其中的薄壁细胞类物质或热水抽提物已经降至低于速生阔叶木材；在不加化学品的连续蒸煮过程中，秸秆物料本身的羧基、酚型结构和高温下变异产生的羧基等酸性基团，使蒸煮液ph值降至2.0-4.5，在高温和酸性条件下，活性很高的木质素，会发生大量的木质素缩合反应，使木质素平均分子量增加，且缩合后的木质素性质趋于稳定；失去低分子量组分的物料孔隙率增加，木质素裸露的比表面积扩大，更促进了缩合反应的进展，进而提高瓦楞纸浆的挺度和强度；瓦楞纸用浆不同于化学浆，要保留木质素以保持纸浆强度和得率。

4、在高温和酸性条件下，木质素缩合，活性降低，酶解过程中对酶制剂的吸附能力也将降低，可提高物料的酶解效率。

5、高浓磨浆后的浆料，进行分级处理，将长纤维组分和细小纤维分开，细小纤维组分平均外形尺寸小、比表面积大，酶制剂的可及率高，酶解效果好，可降低纤维素制糖成本；长纤维组分比表面积较小，外形尺寸粗长，结晶纤维素含量较高，酶制剂的可及性较差，酶解效果不理想，但粗大纤维长度大，挺度和强度高，做为瓦楞纸浆使用，可生产品质较好的高强瓦楞纸，提高了长纤维组分的价值。

6、秸秆木质素结构单元中酚羟基含量较高，约有35-45%的酚型结构，其他酸性基团也较多，活性较强，对阳离子具有强烈的吸引作用；秸秆中的重金属阳离子，取代酸性基团的氢原子，以不溶性盐的形式结合在木质素中，结合金属阳离子的木质素化学性质稳定，包括对酸、碱及氧化剂也很稳定，难以形成游离态的金属阳离子，金属阳离子被稳定的结合在木质素中；通过能富集重金属元素的植物，将重金属元素富集到秸秆中，并通过本发明的方法，最终转移到木质素产品和瓦楞纸中，以经济可行的方式，将污染土地的重金属元素转移至工业品中，实现无害化处理，为修复我国的重金属污染土地提供一个可行的技术方向。

7、本发明的一种秸秆综合利用方法，可实现秸秆物料各组分高值化综合利用，环境友好，过程废水资源化利用，并制备出比表面积大、适于酶解的细小纤维组分和高质量的瓦楞纸；本发明的推广和应用，可缓解我国长期纤维原料缺乏的问题，提高我国瓦楞箱板等工业包装纸自产纤维浆料的能力，减少对进口废纸洋垃圾的严重依赖；细小纤维组分用于酶解系统，提高了可酶解性，降低了纤维素酶解制糖成本，从而促进生物质综合利用技术的发展，并提供了修复重金属污染土地的经济可行方法。

附图说明

图1是一种秸秆综合利用方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步地说明。

下面结合具体实施例对本发明作进一步详述；以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

为更清楚的描述本发明一种秸秆综合利用方法，本实施例中首先结合图1对本发明进行描述。

实施例1

秸秆物料通过皮带输送机连续送入秸秆切断机，将秸秆物料切断，再通过皮带输送机送入除尘机；秸秆物料在辊式除尘机内松散翻转，将料片上粘附的泥沙筛出，然后通过皮带输送机送入洗涤除沙装置，秸秆物料切断长度30-50mm，合格率85%；扬起的尘土和碎屑被引风机吸入水膜除尘系统，含有尘土和碎屑的气流，在温度60℃喷淋水作用下，沉降下来，泥沙沉降排出，液体部分过滤出碎屑，再循环使用，至COD达到50mg/L，送水处理厌氧产沼气。

除尘后的物料送入洗涤除沙装置，洗涤时间20min，洗涤水温80℃，洗涤物料含量3%（料水比），至洗涤水COD循环达到25mg/L，将洗涤水中的泥沙分离出来，送水膜除尘系统作为循环喷淋水使用；泥沙输送出系统。

洗涤后的秸秆物料机内连续蒸煮系统，料塞螺旋机料塞干度50%，蒸煮温度185℃，蒸煮压力1.0Mpa，蒸煮时间35min，料水比1:2，弯管喷放装置喷放频率12次/min，喷放物料干度25%。

来自喷放接收步骤的物料，进入一级挤压脱水装置，出口浓度35%，挤出液进入收集罐；使用三级挤压脱水装置脱出的液体稀释物料，至浓度10%，进入二级挤压脱水装置，出口浓度35%，挤出液送收集罐；二级挤压出的物料再使用四级挤压脱水装置脱出的液体稀释物料，至浓度10%，进入三级挤压脱水装置，出口浓度35%，挤出液用于一级挤压脱水后的物料稀释；三级挤压出的物料再使用回用水稀释物料，至浓度10%，进入四级挤压脱水装置，出口浓度35%，挤出液用于二级挤压脱水后的物料稀释；挤出液收集罐洗涤水COD约3-450mg/l，送厌氧处理。

四级逆流挤压洗涤后的物料，采用3级串联高浓磨浆，磨浆进料浓度35%，磨浆温度80-90℃，磨浆叩解度30ºSR； 稀释磨浆后的物料至浓度2%，送入纤维分级装置进行分级处理，长纤维组分出浆浓度3.5-6%，叩解度18-23ºSR；短纤维出浆浓度1.0-1.5%，叩解度35-40ºSR；长、短纤维分级比例各50%。

长纤维组分浓度由3.5-6%脱水浓缩至35%，加热至温度95℃，熟化处理60min；再进行2级磨浆处理，磨浆浓度5%，出浆叩解度28-30ºSR，送瓦楞纸机生产瓦楞纸。

短纤维组分浓度由1.0-1.5%脱水浓缩至30%，进入酶解、发酵、蒸馏系统，生产燃料乙醇；蒸馏废醪液COD达到350-5mg/l，送厌氧处理。

水膜除尘循环喷淋水、秸秆洗涤水、多级逆流洗涤水、蒸馏废醪液，是高浓度废水，混合后进厌氧处理生产沼气；蒸馏乙醇后的渣料，主要是木质素和结晶纤维素，浓缩至35%的干度，生产固体燃料颗粒，热值达到42kcal/kg；供生物质锅炉燃烧，生产自用蒸汽和电；经厌氧处理后的废水，再经过好氧处理，COD达到3mg/L，与低浓废水混合后，在系统内封闭循环使用，生产用水零排放；厌氧处理和好氧处理的污泥浓缩至干度30%以上，用于生产有机肥料。

系统回用水全部经过磁化处理，磁场强度为3000GS；水流通过时间3-5秒钟。

实施例2

秸秆物料通过皮带输送机连续送入秸秆切断机，将秸秆物料切断，再通过皮带输送机送入除尘机；秸秆物料在辊式除尘机内松散翻转，将料片上粘附的泥沙筛出，然后通过皮带输送机送入洗涤除沙装置，秸秆物料切断长度30-50mm，合格率90%；扬起的尘土和碎屑被引风机吸入水膜除尘系统，含有尘土和碎屑的气流，在温度65℃喷淋水作用下，沉降下来，泥沙沉降排出，液体部分过滤出碎屑，再循环使用，至COD达到55mg/L，送水处理厌氧产沼气。

除尘后的物料送入洗涤除沙装置，洗涤时间15min，洗涤水温80℃，洗涤物料含量4%（料水比），至洗涤水COD循环达到30mg/L，将洗涤水中的泥沙分离出来，送水膜除尘系统作为循环喷淋水使用；泥沙输送出系统；

洗涤后的秸秆物料机内连续蒸煮系统，料塞螺旋机料塞干度48%，蒸煮温度175℃，蒸煮压力0.8Mpa，蒸煮时间45min，料水比1:3，弯管喷放装置喷放频率15次/min，喷放物料干度20%。

来自喷放接收步骤的物料，进入一级挤压脱水装置，出口浓度35%，挤出液进入收集罐；使用三级挤压脱水装置脱出的液体稀释物料，至浓度10%，进入二级挤压脱水装置，出口浓度35%，挤出液送收集罐；二级挤压出的物料再使用四级挤压脱水装置脱出的液体稀释物料，至浓度10%，进入三级挤压脱水装置，出口浓度35%，挤出液用于一级挤压脱水后的物料稀释；三级挤压出的物料再使用回用水稀释物料，至浓度10%，进入四级挤压脱水装置，出口浓度35%，挤出液用于二级挤压脱水后的物料稀释；挤出液收集罐洗涤水COD约250-4mg/l，送厌氧处理。

四级逆流挤压洗涤后的物料，采用2级串联高浓磨浆，磨浆进料浓度35%，磨浆温度80-90℃，磨浆叩解度28ºSR； 稀释磨浆后的物料至浓度2%，送入纤维分级装置进行分级处理，长纤维组分出浆浓度3.0-5%，叩解度18-20ºSR；短纤维出浆浓度1.0-1.7%，叩解度32-35ºSR；长纤维组分分级比例70%，短纤维组分分级比例30%。

长纤维组分浓度由3-5%脱水浓缩至35%，加热至温度95℃，熟化处理90min；再进行2级磨浆处理，磨浆浓度4.5%，出浆叩解度28-30ºSR，送瓦楞纸机生产瓦楞纸。

短纤维组分浓度由1.0-1.7%脱水浓缩至25%，进入酶解、发酵、蒸馏系统，生产燃料乙醇；蒸馏废醪液COD达到4-5mg/l，送厌氧处理。

水膜除尘循环喷淋水、秸秆洗涤水、多级逆流洗涤水、蒸馏废醪液，是高浓度废水，混合后进厌氧处理生产沼气；蒸馏乙醇后的渣料，主要是木质素和结晶纤维素，浓缩至35%的干度，生产固体燃料颗粒，热值达到41kcal/kg；供生物质锅炉燃烧，生产自用蒸汽和电；经厌氧处理后的废水，再经过好氧处理，COD达到350mg/L，与低浓废水混合后，在系统内封闭循环使用，生产用水零排放；厌氧处理和好氧处理的污泥浓缩至干度30%以上，用于生产有机肥料。

系统回用水全部经过磁化处理，磁场强度为5000GS；水流通过时间5-10秒钟。

实施例3

秸秆物料通过皮带输送机连续送入秸秆切断机，将秸秆物料切断，再通过皮带输送机送入除尘机；秸秆物料在辊式除尘机内松散翻转，将料片上粘附的泥沙筛出，然后通过皮带输送机送入洗涤除沙装置，秸秆物料切断长度30-50mm，合格率88%；扬起的尘土和碎屑被引风机吸入水膜除尘系统，含有尘土和碎屑的气流，在温度55℃喷淋水作用下，沉降下来，泥沙沉降排出，液体部分过滤出碎屑，再循环使用，至COD达到53mg/L，送水处理厌氧产沼气。

除尘后的物料送入洗涤除沙装置，洗涤时间10min，洗涤水温80℃，洗涤物料含量2.5%（料水比），至洗涤水COD循环达到22mg/L，将洗涤水中的泥沙分离出来，送水膜除尘系统作为循环喷淋水使用；泥沙输送出系统；

洗涤后的秸秆物料机内连续蒸煮系统，料塞螺旋机料塞干度50%，蒸煮温度191℃，蒸煮压力1.2Mpa，蒸煮时间25min，料水比1:1.5，弯管喷放装置喷放频率10次/min，喷放物料干度35%。

来自喷放接收步骤的物料，进入一级挤压脱水装置，出口浓度35%，挤出液进入收集罐；使用三级挤压脱水装置脱出的液体稀释物料，至浓度10%，进入二级挤压脱水装置，出口浓度35%，挤出液送收集罐；二级挤压出的物料再使用回用水稀释物料，至浓度10%，进入三级挤压脱水装置，出口浓度35%，挤出液用于一级挤压脱水后的物料稀释；挤出液收集罐洗涤水COD约350-5mg/l，送厌氧处理。

三级逆流挤压洗涤后的物料，采用3级串联高浓磨浆，磨浆进料浓度35%，磨浆温度80-90℃，磨浆叩解度28-32ºSR； 稀释磨浆后的物料至浓度2%，送入纤维分级装置进行分级处理，长纤维组分出浆浓度3.5-5.5%，叩解度18-20ºSR；短纤维出浆浓度1.3-1.8%，叩解度35-40ºSR；长纤维组分分级比例30%，短纤维组分分级比例70%。

长纤维组分浓度由3.5-5.5%脱水浓缩至35%，加热至温度95℃，熟化处理90min；再进行3级磨浆处理，磨浆浓度4.0%，出浆叩解度28-30ºSR，送瓦楞纸机生产瓦楞纸。

短纤维组分浓度由1.0-1.5%脱水浓缩至35%，进入酶解、发酵、蒸馏系统，生产燃料乙醇；蒸馏废醪液COD达到450-6mg/l，送厌氧处理。

水膜除尘循环喷淋水、秸秆洗涤水、多级逆流洗涤水、蒸馏废醪液，是高浓度废水，混合后进厌氧处理生产沼气；蒸馏乙醇后的渣料，主要是木质素和结晶纤维素，浓缩至35%的干度，生产固体燃料颗粒，热值达到41kcal/kg；供生物质锅炉燃烧，生产自用蒸汽和电；经厌氧处理后的废水，再经过好氧处理，COD达到4mg/L，与低浓废水混合后，在系统内封闭循环使用，生产用水零排放；厌氧处理和好氧处理的污泥浓缩至干度30%以上，用于生产有机肥料。

系统回用水全部经过磁化处理，磁场强度为8000GS；水流通过时间18-20秒钟。

尽管上文对本发明作了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种秸秆综合利用方法，其特征在于：依次包括秸秆切断处理、干法除尘、热水洗涤除沙、连续蒸煮、喷放接收、多级逆流洗涤、多级高浓磨浆、纤维分级处理、长纤维浓缩、长纤维熟化处理、长纤维磨浆、长纤维生产瓦楞纸步骤；

以及短纤维浓缩、短纤维酶解发酵蒸馏生产燃料乙醇和固体颗粒燃料步骤；

以及高浓度废水厌氧处理、好氧处理、污泥浓缩、水封闭循环、沼气和固体颗粒燃料燃烧步骤。

2.根据权利要求1所述的一种秸秆综合利用方法，其特征在于，秸秆切断步骤为：将秸秆物料切断，送入干法除尘机，扬起的尘土和碎屑被引风机吸入水膜除尘步骤；干法除尘步骤为：切断的秸秆物料，在干法除尘机内松散翻转，将料片上粘附的泥沙筛出，然后送入洗涤除沙步骤，扬起的尘土和碎屑被引风机吸入水膜除尘步骤；水膜除尘步骤为：引风机送来的含有尘土和碎屑的气流，在喷淋水作用下，沉降下来，泥沙沉降排出，液体部分过滤出碎屑，再循环使用，至COD值达到一定数值后，再送厌氧处理产沼气；热水洗涤除沙步骤为：秸秆物料送入洗涤除沙步骤，使水溶性物质溶解，并将洗涤水中的泥沙分离出来，输送出系统，洗涤水回用至一定COD值，再回用至水膜除尘步骤做为喷淋水使用；连续蒸煮步骤为：不加化学品对秸秆物料进行蒸煮；喷放接收步骤为：接收带有压力的喷放物料；多级逆流洗涤步骤为：来自喷放接收步骤的物料，通过多级逆流洗涤，将蒸煮过程中的半纤维素降解糖洗出，洗涤水送厌氧处理产沼气；多级高浓磨浆步骤为：洗涤后的物料，进行多级高浓磨浆；纤维分级步骤为：使用回用水稀释多级高浓磨浆后的物料，并进行纤维分级；长纤维浓缩步骤为：脱除分级处理后长纤维组分多余的水分，脱除的水循环利用；长纤维熟化步骤为：将长纤维进行加热软化处理；长纤维磨浆步骤为：对熟化后的物料进行磨浆处理；长纤维生产瓦楞纸步骤为：使用磨浆后的长纤维生产瓦楞纸。

3.根据权利要求1所述的一种秸秆综合利用方法，其特征在于，短纤维浓缩步骤为：脱除分级处理后短纤维组分多余的水分，脱除的水循环利用；短纤维酶解发酵蒸馏生产燃料乙醇和固体颗粒燃料步骤为：浓缩后的短纤维组分，进行酶解、发酵、蒸馏生产燃料乙醇，渣料生产固体燃料颗粒。

4.根据权利要求1所述的一种秸秆综合利用方法，其特征在于，高浓废水厌氧处理、好氧处理、水封闭循环、沼气和固体颗粒燃烧步骤为：高浓废水进行厌氧处理，生产沼气，与固体颗粒燃料一起供生物质锅炉燃烧，生产自用蒸汽和电；经厌氧处理后的废水，再经过好氧处理，与部分不处理的低浓废水一起在系统内封闭循环使用。

5.根据权利要求 1或2 所述的一种秸秆综合利用方法，其特征在于：所述的秸秆切断步骤中，秸秆物料切断长度30-50mm；所述的水膜除尘步骤中，使用洗涤除沙步骤循环利用后的洗涤水作为喷淋水，水温30-70℃，喷淋水再循环使用，至COD达到35mg/L以上，送厌氧系统；所述热水洗涤除沙步骤中，洗涤时间5-40min，洗涤水温50-1℃，洗涤物料含量1-6%（料水比），洗涤水循环使用，COD至达到20mg/L以上送水膜除尘系统，作为喷淋水使用，达到30mg/L以上，送厌氧系统；所述连续蒸煮步骤中，秸秆物料进料干度40-50%，料水比1:1-4，蒸煮温度135-200℃，蒸煮压力0.3-1.2Mpa，蒸煮时间20-90min，喷放频率10-20次/min，喷放物料浓度15-40%，PH值2.0-4.5，蒸煮过程不加化学品；所述喷放接收步骤中，接收物料浓度15-40%；所述多级逆流洗涤步骤中，进口物料浓度稀释至8-20%，出口浓度25-40%，采用2级以上逆流洗涤方式，洗涤水COD达到150-9mg/l，送厌氧系统；所述多级高浓磨浆步骤中，采用2级以上串联高浓磨浆，磨浆进料浓度25-40%，磨浆温度60-95℃，磨浆叩解度25-35ºSR；所述的纤维分级步骤中，进料浓度为1.0-3.5%，长纤维组分出浆浓度3-6%，短纤维出浆浓度0.5-3%，长纤维分级比例20%-80%，短纤维分级比例80%-20%；所述长纤维浓缩步骤中，浓度由3-6%脱水浓缩至25-40%；所述长纤维熟化步骤中，物料浓度25-40%，熟化温度85-1℃，时间30-90min；所述的长纤维磨浆步骤中，磨浆浓度4-40%，磨浆机叩解度26-32ºSR。

6.根据权利要求 1 或3所述的一种秸秆综合利用方法，其特征在于：所述短纤维浓缩步骤中，浓度由0.5-3%脱水浓缩至15-45%；所述短纤维酶解发酵蒸馏生产燃料乙醇和固体颗粒燃料步骤中，短纤维酶解干物质含量15-45%，蒸馏废醪液COD达到350-6mg/l，送厌氧系统，酶解发酵蒸馏后的固体渣料生产固体燃料颗粒，热值达到40kcal/kg以上。

7.根据权利要求 1或4 所述的一种秸秆综合利用方法，其特征在于：所述高浓度废水厌氧处理、好氧处理、水封闭循环、沼气和固体颗粒燃料燃烧步骤中，水膜除尘循环喷淋水、秸秆洗涤水、多级逆流洗涤水、蒸馏废醪液，是高浓度废水，进厌氧处理生产沼气；酶解发酵蒸馏后的渣料生产固体燃料颗粒；供生物质锅炉燃烧，生产自用蒸汽和电；经厌氧处理后的废水，再经过好氧处理，COD达到3-5mg/L，与低浓废水混合后，在系统内封闭循环使用；厌氧处理和好氧处理的污泥浓缩至干度30%以上。

8.根据权利要求 1 所述的一种秸秆综合利用方法，其特征在于：系统回用水全部经过磁化处理，磁场强度为30-80GS，水流通过时间5-20秒钟。