[发明专利]一种降低反应器腐蚀度的玉米秸秆稀酸预处理方法

说明书

本发明公开一种降低反应器腐蚀度的玉米秸秆稀酸预处理方法，其具体步骤为：(1)将稀硫酸与经过除尘、粉碎后的玉米秸秆在低液固比下混合均匀，使稀硫酸溶液完全被玉米秸秆吸收，无游离态的稀酸存在；(2)将步骤(1)所述的玉米秸秆加入内置搅拌装置的预处理反应器中进行预处理；(3)将步骤(2)得到的预处理后的玉米秸秆用于后续的生物加工过程。本发明的优点：低液固比(稀硫酸溶液和玉米秸秆固体的质量比)的稀酸预处理过程在取得较好预处理效果的同时，由于不存在游离态的酸性溶液，大幅降低了预处理过程对反应器材质的腐蚀，提高了反应器的使用寿命和生物炼制过程的经济性。

【技术领域】

本发明涉及木质纤维素生物炼制领域，是一种降低反应器腐蚀度的玉米秸秆稀酸预处理方法。

【背景技术】

木质纤维素原料结构复杂，半纤维素和木质素通过共价键联结成网状结构，将纤维素紧紧包裹起来，直接对其进行酶解或生物转化非常困难。因此需要通过物理、化学、物理化学或生物方法破坏木质纤维素结构，使得后续的酶解和发酵过程更容易进行，这个过程为木质纤维素原料的预处理过程。

稀酸预处理是当前最主流的预处理方法之一。该过程将稀酸作为催化剂，主要将半纤维素降解成木糖和其他单糖，破坏纤维素的晶体结构，使得后续的酶解过程更容易进行。但是在常规的稀酸预处理过程中，稀酸的用量通常高达木质纤维素原料的6-10倍，游离的酸液在高温的预处理过程中对反应器材质的腐蚀非常严重，大大提高了设备投资；同时，产生了大量的酸性预处理废水，导致沉重的污水处理负担。因此，开发一种低腐蚀的稀酸预处理方法，在保证预处理效果的同时，显著降低预处理对反应器的腐蚀，减少废水排放，对生物炼制产业具有非常重要的推动作用。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种降低反应器腐蚀度的玉米秸秆稀酸预处理方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种降低反应器腐蚀度的玉米秸秆稀酸预处理方法，其具体步骤为：

(1)将稀硫酸与经过除尘、粉碎后的玉米秸秆在低液固比下混合均匀，使稀硫酸溶液完全被玉米秸秆吸收，无游离态的稀酸存在；

所述的稀硫酸与玉米秸秆固体的质量比为0.5:1-2:1，在此条件下，无游离态稀酸溶液。

(2)将步骤(1)所述的玉米秸秆加入内置搅拌装置的预处理反应器中进行预处理；

所述的预处理硫酸用量根据玉米秸秆原料产地的不同，以取得较好预处理效果为特征，范围在1.5-2.5g硫酸/100g玉米秸秆之间；

所述的预处理条件为温度175℃下处理5分钟；

所述的预处理反应器材质为碳钢，不锈钢304或不锈钢316L等。

(3)将步骤(2)得到的预处理后的玉米秸秆用于后续的生物加工过程。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

与常规的稀酸预处理方法相比，低腐蚀的稀酸预处理在低液固比条件下进行，使稀硫酸溶液被玉米秸秆固体完全吸附，无游离态的酸性溶液。保证了预处理效果的同时，显著降低了预处理对反应器的腐蚀，提高了反应器的使用寿命，减少了生物炼制过程的设备投资。

图1为玉米秸秆的稀硫酸预处理在不同液固比(0.5:1和10:1)条件下对304不锈钢管的腐蚀程度；

【具体实施方式】

以下提供本发明一种降低反应器腐蚀度的玉米秸秆稀酸预处理方法的具体实施方式。

实施例1