[发明专利]以农作物秸秆为原料联产乙醇、纤维素、复合肥的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种以农作物秸秆为原料联产乙醇、纤维素、复合肥的方法，农作物秸秆是指玉米、高粱、麦草等禾本类植物秸秆。

背景技术：

现有的玉米、高粱等秸秆加工利用技术多种多样：秸秆粉碎还田；秸秆制造纤维素(纸浆)；秸秆制造有机肥、活性炭或饲料；秸秆发电；秸秆气化；生物能源等。这些技术都是提取、利用部分原料成分，没有体现原料的最大价值，普遍存在原料利用率低、产品单一、加工增值少、加工过程“三废”严重、企业直接效益和社会效益较差、农民直接收益小等问题。因此，未能从总体上解决农作物秸秆仍大部分被废弃、焚烧的问题。

如秸秆发酵提取乙醇的工艺，秸秆剩余成分不能被综合利用的难题未能解决。虽能用酶分解纤维素，分离出更多可用于发酵提取酒精的成分，但其成本很高，生产的酒精还赶不上纤维素的市场价值，不具备经济上的可行性。

又如造纸业的制浆工序。通常用于制浆原料的植物可分为4大类：茎干纤维类、韧皮纤维类、种毛纤维类和木材纤维类。其中木材纤维类最重要，而目前我国木材资源远不能满足日益发展的制浆造纸工业的需要。为了弥补原料的不足，每年要从国外进口相当数量的纸浆。传统工艺常采用化学法，用氢氧化钠和硫化钠混合液等为蒸煮剂，蒸煮后的废液未经合理利用直接外排，内含有大量氯、硫、钠等，造成严重的环境污染，治理污染成本非常高。

因此，研究一种既尽可能量大的提取出酒精，又合理、高质量的分离出秸秆所含纤维素等其他成分的技术工艺成为必需。

发明内容：

本发明的目的是提供一种以农作物秸秆为原料联产乙醇、纤维素、复合肥的方法，除可提取乙醇外，还可联产纤维素、复合肥，改变了国内现有乙醇发酵提取技术只能单一生产一种产品、水资源浪费和严重污染环境的弊端。

本发明的目的是以如下步骤实现的：

a、将已粗碎的农作物秸秆原料与pH值调至2-4的酸性水溶液按1份对2-3份的质量比投入到蒸煮罐中，常压下加热至60-90℃进行蒸煮4-8小时；

b、将反应物压榨，压榨后得到的溶液，中和、调整浓度15-25％，按常规发酵工艺生产乙醇；

c、压榨后得到的秸秆残渣用相对a步骤中秸秆原料2-3倍质量的清水进行冲洗，冲洗后再压榨得到的秸秆残渣与含有木质素溶脱剂的水溶液按1份对6-8份的质量比混合，常压下加热至60-90℃进行蒸煮4-8小时，过滤得纤维素粗品；

其中：所用木质素溶脱剂由磷酸钾7-8质量份、高锰酸钾1.9-2.9质量份、木材渗透剂0.1质量份构成，木质素溶脱剂的水溶液中木质素溶脱剂按质量占0.1-0.5％；

d、将b步骤提取完乙醇的余液和c步骤过滤得纤维素粗品后的余液进行浓缩、喷干造粒，制得复合肥。

以上a步骤中的酸性水溶液为硫酸水溶液或盐酸水溶液。

以上c步骤中的纤维素粗品经清洗漂白、压滤脱水、烘干，即得纤维素成品。

漂洗液作为以后批次的漂洗液或生产过程中进行a步骤中所需要的酸性水溶液配制成分。

以上c步骤中，对秸秆残渣用清水进行冲洗，压榨后压出的液体作为以后批次生产过程中进行a步骤中所需要的酸性水溶液配制成分。

a步骤中，用于蒸煮农作物秸秆原料的酸性水溶液，是清水、上一次或几次的蒸煮液或冲洗压榨秸秆后形成的溶液，它们中的一种或两种、三种的混合液，与酸调配成的溶液。

冲洗水用于对秸秆下批原料的反应，漂洗水用于纤维素粗品的漂洗或达到一定浓度时用于对秸秆下批原料的反应，冲洗水和漂洗水重复使用。该工艺特点是节约用水，总用液量大幅度降低，溶液中的乙醇、无机盐(即复合肥成分)能比较经济地浓缩提取出来。

本发明与传统工艺相比有以下特点和进步：(1)一次反应即可依次分离提取出乙醇、纤维素、复合肥三种高纯度产品，解决了传统工艺只能提取单一产品的弊端，原料综合利用率大幅度提高，有效成分回收量达到100％；(2)所用木质素溶脱剂无氯、无硫、无钠等有害成分；(3)生产过程中不存在污染环境的环节，由于秸秆的有效成分都被提取出来，余液又经酸化制得复合肥，整个生产过程不仅无传统工艺的“三废”排放，还无氯、无硫、无钠，与传统工艺相比综合污染指数下降100％；(4)乙醇和纤维素的提取工艺做到用水的循环使用。与传统工艺相比，本工艺节水达90％，符合“循环经济、节约社会”的产业化导向，具有很高的推广使用价值。

具体实施方式：

实施例1