[发明专利]一种由生物质原料制备纸浆并联产生物碳的方法

权利要求书

1.一种由生物质原料制备纸浆并联产生物碳的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将生物质原料粉碎后，在过氧化氢的催化作用下，使用由甲酸、乙酸组成的有机酸液对所述原料进行蒸煮，控制蒸煮温度90-155℃，固液比为1：5-1：20，反应时间30-90min，并将得到的反应液进行第一次固液分离；

所述有机酸液中，总酸浓为60-95%，所述乙酸与甲酸的质量比为19：1-1：1，余量为水；

过氧化氢占生物质原料的1-8%；

（2）收集所述第一次固液分离得到的固体，在过氧化氢的催化作用下，采用甲酸、乙酸形成混合酸液对所述固体进行酸洗，控制酸洗温度20-100℃，固液比为1：4-1：20，并将得到的反应液进行第二次固液分离；

所述混合酸液中，总酸浓为60-95%，所述乙酸与甲酸的质量比为19：1-1：1，余量为水；

过氧化氢占生物质原料的1-8%；

（3）收集所述第二次固液分离得到的固体，并进行水洗，控制水洗温度为25-90℃，浆浓为1-10%，并将得到的水洗浆进行第三次固液分离；

（4）收集所述第三次固液分离得到的固体，进行筛选得到细浆纤维素、再经过漂白得到所需的纸浆。

（5）收集第一次固液分离和第二次固液分离得到的液体，进行脱水碳化反应，将脱水碳化反应后的溶液进行第四次固液分离，得到的固体为生物碳；所述脱水碳化反应的反应温度为150-220℃，时间60-300min。

2.根据权利要求1所述的由生物质原料制备纸浆并联产生物碳的工艺，其特征在于：

所述脱水碳化反应的反应温度为170-190℃，时间120-180min。

3.根据权利要求1-2任一所述的由生物质原料制备纸浆并联产生物碳的方法，其特征在于，所述漂白包括如下步骤：

所述漂白包括碱处理，碱用量占所述细浆纤维素质量的1-5%，温度为70-110℃，抽提时间1-5h，浆浓5-15%；

碱性过氧化氢漂白，过氧化氢用量占所述细浆纤维素质量的3-10%，pH值控制在10-12之间,温度70-100℃，漂白时间1-6h,浆浓3-15%；和

酸处理，所述酸的质量占所述细浆纤维素质量的1-6%，pH值控制在2-4之间，温度30-55℃，时间1-4h，浆浓3-6%。

4.根据权利要求3所述的由生物质原料制备纸浆并联产生物碳的方法，其特征在于：

所述碱处理的步骤中，所述碱用量占所述细浆纤维素质量的2-5%，温度为80-100℃，抽提时间1-2.5h，浆浓6-10%；

所述碱性过氧化氢漂白的步骤中，过氧化氢的质量占所述细浆纤维素质量的1-3%，温度80-100℃，漂白时间1-5h,浆浓4-10%；和

所述酸处理的步骤中，温度35-45℃，时间1.5-3h。

5.根据权利要求1-4任一所述的由生物质原料制备纸浆并联产生物碳的方法，其特征在于：

所述从生物质原料制备纸浆并联产生物碳的工艺步骤还包括，收集所述第三次固液分离得到的液体，进行水、酸精馏，得到的混合酸液作为蒸煮液回用于所述步骤（1），得到的水作用水洗用水回用于步骤（3）。

6.根据权利要求1-5任一所述的由生物质原料制备纸浆并联产生物碳的方法，其特征在于：

所述步骤（1）中，固液比为1：6-1：10，反应温度105-125℃，反应时间40-70min;

所述有机酸液的总酸浓为70-85%，乙酸与甲酸的质量比为2：1-1：1，加入过氧化氢的质量占生物质原料质量的1-4%。

7.根据权利要求1-6任一所述的由生物质原料制备纸浆并联产生物碳的方法，其特征在于：

所述步骤（2）中所述混合酸液与所述步骤（1）中所述有机酸液相同。

8.根据权利要求7所述的由生物质原料制备纸浆并联产生物碳的方法，其特征在于：

所述步骤（2）的酸洗温度为30-90℃，固液比为1：8-1：10。

9.根据权利要求1-8任一所述的由生物质原料制备纸浆并联产生物碳的方法，其特征在于：

所述步骤（3）的水洗温度为60-90℃，浆浓为4-6%；所述步骤（3）的水洗过程为逆流水洗过程。

10.根据权利要求1-9任一所述的由生物质原料制备纸浆并联产生物碳的方法，其特征在于：

所述生物质原料是木类原料或草类原料。