CN109776461A - 一种用秸秆制取糠醛和甲烷产品的联产方法 - Google Patents

Abstract

一种用秸秆制取糠醛和甲烷产品的联产方法属于秸秆综合利用技术；本联产方法充分合理的将秸秆制备糠醛产品过程中产生的碱性废水和酸性糠醛废水在秸秆制备甲烷产品的发酵处理加工中使用，不仅大幅度提高了糠醛产品和甲烷产品的产量，降低了生产成本，提高了生产效率，尤其是解决了糠醛产品生产中产生的碱性废水和酸性糠醛废水的处理难题，有利于环境保护，促进废物利用。

Description

一种用秸秆制取糠醛和甲烷产品的联产方法

技术领域

本发明属于秸秆综合利用技术，主要涉及一种用秸秆制取糠醛和甲烷产品的联产方法。

背景技术

以秸秆高温解聚生产糠醛是一种成熟的工艺技术，在特定的条件下催化水解成糠醛水溶液，再经蒸馏后得到糠醛成品。但随之产生的糠醛废水因其强酸性和高盐性而需处理后排放，尤其是半纤维素与纤维素和木质素之间的氢键、共价键和范德华力制约着半纤维素的水解。目前采用低成本的石灰水具有较好脱出木质素效果，适用于原料的预处理。然而预处理后产生的废碱液以及如何去掉原料中碱液又是一大技术难题。

沼气池发酵是我国农村常用的秸秆处理技术之一，以木质纤维素中的纤维素及半纤维素为基质，经产酸菌、产甲烷菌的分解利用后，生成的一种以甲烷为主的燃料。但是，该技术同样因存在木质纤维素难降解的问题，致使甲烷产率不高。稀酸预处理可使不稳定的半纤维素水解而提升木质纤维素降解度，然而又存在化学试剂成本高、半纤维素含量流失、预处理后酸液难以处理等诸多技术性问题未能解决。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术存在的问题，提出一种用秸秆制取糠醛和甲烷产品的联产方法，达到在提升糠醛厂和沼气池产业效益的同时，减少环境污染的目的。

本发明的目的通过以下方法实现:所述联产方法是：

①、糠醛产品制取：

A、将秸秆粉碎过20—80目筛后得到的秸秆原料按固液比1g：10ml的比例浸泡在质量浓度为4％的石灰水中，3—4天后，对预处理后的秸秆原料进行固液分离，得固体秸秆原料和碱性废水，用清水对固体秸秆原料冲洗至PH＝5—7，将冲洗固体秸秆原料后的废水与碱性废水合并，冲洗后的固体秸秆原料和碱性废水均暂存备用；

B、将A中固体秸秆原料投入高压釜中,按固液比1g:3—8ml的比例加入质量浓度为5—10％的硫酸，关闭高压釜并加热，在加热至160—180℃时，稳定保持该温度40—70分钟后停止加热，并立即冷却，经精馏分离后得到糠醛产品及酸性糠醛废水；

②、甲烷产品制取：

C、将秸秆粉碎成长度尺寸小于2cm的段状，将粉碎后的秸秆浸泡在①B所述的酸性糠醛废水中，且使酸性糠醛废水将秸秆完全浸没，在20—25℃环境条件下放置8—10天，或者在35—50℃环境条件下放置3—5天，得混合浆液；

D、将②C中的混合浆液加入到发酵池中，再将①A中的碱性废水加入到混合浆液内，调节PH至6.5—7.5后，添加接种物和沼液，使总固体浓度达到4—7％，继尔进行20—25天沼气发酵，得甲烷产品。

本发明的优点是：石灰水预处理糠醛生产的秸秆原料，脱出了秸秆原料中的部分木质素，增加硫酸催化剂对半纤维素的可及性，使糠醛产量提升32.07％，酸性糠醛废水代替传统酸液预处理发酵原料，并全部浆液用于沼气发酵，降低预处理成本，避免半纤维素流失，同时解决了酸性糠醛废水的处理问题，使沼气产量提升59.28％；碱性废水和酸性糠醛废水有机联用，同时解决了碱、酸预处理后废液处理的难题，有利于环境保护，降低生产成本。

具体实施方式

下面对本发明实施方案进行详细描述。一种用秸秆制取糠醛和甲烷产品的联产方法，所述联产方法是：

①、糠醛产品制取：

B、将秸秆粉碎过20—80目筛后得到的秸秆原料按固液比1g：10ml的比例浸泡在质量浓度为4％的石灰水中，3—4天后，对预处理后的秸秆原料进行固液分离，得固体秸秆原料和碱性废水，用清水对固体秸秆原料冲洗至PH＝5—7，将冲洗固体秸秆原料后的废水与碱性废水合并，冲洗后的固体秸秆原料和碱性废水均暂存备用；

B、将A中固体秸秆原料投入高压釜中,按固液比1g:3—8ml的比例加入质量浓度为5—10％的硫酸，关闭高压釜并加热，在加热至160—180℃时，稳定保持该温度40—70分钟后停止加热，并立即冷却，经精馏分离后得到糠醛产品及酸性糠醛废水；

②、甲烷产品制取：

C、将秸秆粉碎成长度尺寸小于2cm的段状，将粉碎后的秸秆浸泡在①B中所述的酸性糠醛废水中，且使酸性糠醛废水将秸秆完全浸没，在20—25℃环境条件下放置8—10天，或者在35—50℃环境条件下放置3—5天，得混合浆液；

D、将②C中的混合浆液加入到发酵池中，再将①A中的碱性废水加入到混合浆液内，调节PH至6.5—7.5后，添加接种物和沼液，使总固体浓度达到4—7％，继尔进行20—25天沼气发酵，得甲烷产品。

Claims (1)

1.一种用秸秆制取糠醛和甲烷产品的联产方法，其特征在于：所述联产方法是：

①、糠醛产品制取：

A、将秸秆粉碎过20—80目筛后得到的秸秆原料按固液比1g：10ml的比例浸泡在质量浓度为4％的石灰水中，3—4天后，对预处理后的秸秆原料进行固液分离，得固体秸秆原料和碱性废水，用清水对固体秸秆原料冲洗至PH＝5—7，将冲洗固体秸秆原料后的废水与碱性废水合并，冲洗后的固体秸秆原料和碱性废水均暂存备用；

B、将A中固体秸秆原料投入高压釜中,按固液比1g:3—8ml的比例加入质量浓度为5—10％的硫酸，关闭高压釜并加热，在加热至160—180℃时，稳定保持该温度40—70分钟后停止加热，并立即冷却，经精馏分离后得到糠醛产品及酸性糠醛废水；

②、甲烷产品制取：

C、将秸秆粉碎成长度尺寸小于2cm的段状，将粉碎后的秸秆浸泡在①B中所述的酸性糠醛废水中，且使酸性糠醛废水将秸秆完全浸没，在20—25℃环境条件下放置8—10天，或者在35—50℃环境条件下放置3—5天，得混合浆液；

D、将②C中的混合浆液加入到发酵池中，再将①A中的碱性废水加入到混合浆液内，调节PH至6.5—7.5后，添加接种物和沼液，使总固体浓度达到4—7％，继尔进行20—25天沼气发酵，得甲烷产品。