[发明专利]秸秆类木质纤维素原料处理产生的黑液的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物质化工技术领域，具体为秸秆类木质纤维素原料处理产生的黑液的处理方法。

背景技术

秸秆类木质纤维素资源的主要成分是纤维素、半纤维素和木素。其中，纤维素、半纤维素是可发酵糖的来源。木素是由苯丙烷结构单元通过碳-碳键(C-C)和醚键(-O-)连接而成的三维网状高分子物质，是复杂的芳香族聚合物；由于它的芳香族性质、侧链脂肪族特性和各种功能基，木素可成为如石油一样的能源物质和重要的化工原料。

乙醇俗称酒精，不仅是一种非常重要的有机化工原料和溶剂，而且因其可再生和对环境无污染而被认为是可替代石油类不可再生资源的最有发展前景的液体燃料。

我国燃料乙醇的市场规模正急剧扩大。以秸秆类木质纤维素为原料制备乙醇是这类原料能源化利用最广泛的课题。一般地，以秸秆类木质纤维素为原料制备乙醇，首先需要将植物纤维原料用酸或碱处理，蒸煮、洗涤后进行固液分离，分离所得的黑色液体被称为黑液，其中含有从所处理原料中溶出的木素、半纤维素和纤维素的降解产物及有机酸等。

从经济效益考虑，目前在以秸秆类木质纤维素为原料制备乙醇的过程中产生了大量的黑液，在污水处理的过程中势必加大了企业污水处理的资金投入；同时黑液中大量的木素具有很高的经济价值，木素是一种芳香族高分子化合物，使用亚硫酸盐法处理黑液后的木素磺酸盐可用作胶粘剂、螯合剂、工业洗净剂、水的软化剂、乳化剂和乳液稳定剂、单宁补充剂、水泥添加剂、石油钻井分散剂和土壤稳定剂等。此外，也可用木素磺酸制备香草素、香草酸等。硫酸盐法处理后黑液可以制备含硫的脂肪族化合物，如二甲基亚砜、二甲基砜和二甲基硫化物等。

本发明的目的在于降低企业污水处理成本的同时，提高企业的经济效益。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种秸秆类木质纤维素原料处理产生的黑液的处理方法。

本发明提供的秸秆类木质纤维素原料处理产生的黑液的处理方法，其包括对秸秆类纤维素原料碱处理后进行固液分离得到秸秆渣和黑液I，将黑液I进行木素絮凝，然后将絮凝后的黑液I固液分离得到富含木素的絮凝物和黑液II。

进一步地，所述的处理方法还包括将黑液II检测碱浓度后，添加碱溶液或进行浓缩。

其中，上述对黑液的浓缩可采用本领域公知的任何方法进行浓缩，优选采用双效浓缩器进行浓缩。

进一步地，所述的黑液II通过添加碱溶液或浓缩后NaOH含量达到1.0～2.0％。除非特别说明，本发明所用百分比为质量百分比，比例为质量比例。

进一步地，在所述的处理方法中用NaOH含量为1.0～2.0％的碱液或调节NaOH含量为1.0～2.0％的黑液II，在90～120℃下对秸秆类纤维素原料蒸煮0.5～2小时，对秸秆类纤维素原料进行碱处理。

进一步地，所述对秸秆类纤维素原料碱处理后进行固液分离包括先将碱处理后的秸秆类纤维素原料进行首次固液分离得到首次分离黑液和固体秸秆渣，接着用热水洗涤该固体秸秆渣后进行再次固液分离得到二次分离黑液和固体秸秆渣，将所述首次分离黑液和二次分离黑液合并为黑液I。

进一步地，所述固液分离所使用的设备可为螺旋挤浆机组，所述螺旋挤浆机组可由由4～6台螺旋挤浆机通过绞笼串联组成。

进一步地，在所述的处理方法中用碱性絮凝剂进行絮凝。

进一步地，所述的碱性絮凝剂含有：Ca(OH)₂ 20～30％、活性白泥5～10％、硅藻土5～10％、草灰5～10％和NaOH含量为30％～32％的工业用碱溶液40～60％。

进一步地，所述碱性絮凝剂的加入量为黑液体积的1～2‰。

本发明可采用任何本领域公知的方法对絮凝物进行分离，优选采用板框压滤机组，其中，所述的板框压滤机组可由3～4台板框压滤机并联组成。

本发明所述秸秆类木质纤维素原料为本领域公知的任何秸秆类木质纤维素原料，如玉米秸秆、油菜秸秆、高梁秸秆、小麦秸秆、稻草秸秆等。

本发明的优点：

本发明提供一种秸秆类木质纤维素乙醇黑液的处理方法，与传统造纸工业黑液的处理方法相比，本发明方法从黑液中得到的木素制品含量高，杂质少；处理后黑液经浓缩后回用，其在碱处理秸秆类木质纤维素方面的效果与通常直接用碱处理秸秆类木质纤维素相同，处理后秸秆渣经检测，与通常生产的秸秆渣组分相同；本发明在黑液回用生产过程中，生产能耗偏高于直接碱液生产，但提取出的木素具有热值高、可用于企业替代部分煤、附加价值高的优点，降低了企业污水处理的成本，本方法具有较高的经济和社会效益。

具体实施方式