脫除木質(zhì)素的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種脫除木質(zhì)素的方法，其包括如下步驟：步驟1，對原料顆粒同時進(jìn)行堿處理和微波處理，以除去所述原料顆粒中的木質(zhì)素并生成包含木質(zhì)素的水解液；步驟2，將所述原料顆粒被除去所述木質(zhì)素后剩余的固體顆粒與所述水解液進(jìn)行固液分離。上述方法同時進(jìn)行堿處理和微波處理，處理周期短、處理能力與效率高。并且通過固液分離可得到不含木質(zhì)素的固體顆粒以用作后續(xù)工藝的原料，例如生產(chǎn)乙醇。
【專利說明】脫除木質(zhì)素的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種脫除木質(zhì)素的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料乙醇是以生物質(zhì)為原料通過生物發(fā)酵等途徑獲得的、可作為燃料用的乙醇，是一種環(huán)境友好且可再生能源。目前，燃料乙醇的生產(chǎn)原料主要以糖質(zhì)和淀粉質(zhì)作物為主，即第一代燃料乙醇技術(shù)，其工藝流程一般分為4個階段，即液化、糖化、發(fā)酵、精制。但是一代燃料乙醇技術(shù)存在著“與人爭糧，與糧爭地”的缺點(diǎn)。因此，近年來，以農(nóng)業(yè)廢棄物秸桿，即木質(zhì)纖維素為原料的二代燃料乙醇技術(shù)引起了各國科學(xué)家的關(guān)注。與一代技術(shù)相比，二代燃料乙醇技術(shù)首先應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理，即脫除木質(zhì)素，增加原料的疏松性以增加各種酶與纖維素的接觸，提高酶效率；待原料分解為可發(fā)酵糖類后，再進(jìn)行發(fā)酵、蒸餾和脫水。目前，木質(zhì)纖維素預(yù)處理方法(即脫除木質(zhì)素的方法)大致可分為物理法、化學(xué)法及生物法。
[0003]物理法主要通過機(jī)械粉碎、微波、蒸汽爆破等手段破壞木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)，該法存在耗能高、設(shè)備費(fèi)用高等缺點(diǎn)。微波是一種波長在Imm?IOOcm范圍內(nèi)(頻率300MHz?300KMHz)的電磁波，可使纖維素的分子間氫鍵發(fā)生變化，可提高纖維素的比表面積可及性，提高纖維素酶水解效率，但上述通過將微波作用于木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)的微波處理方法僅能部分破壞木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)，使之更為疏松，無法去除木質(zhì)素。
[0004]化學(xué)法為采用化學(xué)試劑(如酸法、堿法)水解半纖維素或脫除木質(zhì)素，達(dá)到破壞木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)的目的。堿法預(yù)處理(堿處理)為采用NaOH、Κ0Η、Ca (OH) 2和氨水等處理木質(zhì)纖維素原料，去除木質(zhì)素，是目前應(yīng)用最廣泛的方法。堿處理的主要缺點(diǎn)在于NaOH、KOH的成本較高且不易回收，廢液會造成環(huán)境污染；Ca(0H)2和氨水的條件溫和，易于回收，但預(yù)處理時間過長?；瘜W(xué)法由于過程操作簡單、耗能低、效果明顯等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用，但其溶劑消耗大，需要投入更多的費(fèi)用用于環(huán)境污染治理等缺點(diǎn)。
[0005]生物法為采用可分解木質(zhì)素的微生物，除去木質(zhì)素以破壞其對纖維素的包裹功能，具有反應(yīng)條件溫和、能耗低、選擇性高，環(huán)境污染小，處理成本低等優(yōu)點(diǎn)，但存在微生物種類少，分解酶活力低，反應(yīng)轉(zhuǎn)化周期長等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種處理周期短、處理能力與效率高的脫除木質(zhì)素的方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種脫除木質(zhì)素的方法，包括如下步驟:步驟1，對原料顆粒同時進(jìn)行堿處理和微波處理，以除去原料顆粒中的木質(zhì)素并生成包含木質(zhì)素的水解液；步驟2，將原料顆粒被除去木質(zhì)素后剩余的固體顆粒與水解液進(jìn)行固液分離。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，在進(jìn)行步驟I之前，用堿性溶液浸沒原料顆粒10_30min。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，微波處理包括交替地開啟和關(guān)閉作用于堿性溶液和原料顆粒的微波；其中，微波持續(xù)處于開啟狀態(tài)2-15min，微波持續(xù)處于關(guān)閉狀態(tài)5_10min，微波的功率恒定、并位于200-1000w的范圍內(nèi)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，在進(jìn)行微波處理的過程中，以執(zhí)行一個開啟和一個關(guān)閉為一個周期，在執(zhí)行2-5個周期后，持續(xù)地對固體顆粒與部分水解液進(jìn)行固液分離，并持續(xù)地補(bǔ)入堿性溶液以持續(xù)進(jìn)行堿處理。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，步驟I中的微波處理持續(xù)0.5-3h。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，堿性溶液為氨水溶液。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，還包括如下步驟:從在微波處理過程中分離出的水解液中分離氨氣。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，還包括如下步驟:利用分離出的氨氣制備氨水溶液，并將制備后的氨水溶液作為補(bǔ)入的堿性溶液。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，以2-10L/ (kg原料顆粒.min)的速度補(bǔ)入堿性溶液。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，還包括如下步驟:從分離出氨氣后的水解液中分離出木質(zhì)素。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，原料顆粒的粒度范圍為40-100目。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，氨水溶液的質(zhì)量百分比濃度為5_30%。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，在進(jìn)行步驟I之前，將原料顆粒置于反應(yīng)器中，并以2_10L/(kg原料顆粒.min)的速度注入堿性溶液。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，原料顆粒為秸桿的顆粒。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，稻桿為玉米稻桿、水稻稻桿、小麥稻桿或聞粱稻桿。
[0022]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:
[0023]1、通過本發(fā)明的對原料顆粒同時進(jìn)行堿處理和微波處理的步驟，微波通過高頻電場，使原料顆粒的內(nèi)部與表面同時升溫，加熱速度快且均勻，能量利用率高，部分破壞原料顆粒的木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)，使之更為疏松。與此同時，使用堿處理去除木質(zhì)素。由此，綜合并同時使用堿處理和微波處理，縮短預(yù)處理時間、降低了能耗以及試劑和酶的用量、提高處理能力及效率。并且,將上述原料顆粒除去木質(zhì)素的固體顆粒和生成的包含木質(zhì)素的水解液分離，可得到不含木質(zhì)素的固體顆粒以用作后續(xù)工藝的原料，例如生產(chǎn)乙醇。
[0024]2、在進(jìn)行微波處理的過程中，具有持續(xù)地將部分水解液與固體顆粒分離、并補(bǔ)入堿性溶液以持續(xù)進(jìn)行堿處理的步驟。此步驟及時將溶有木質(zhì)素的水解液導(dǎo)出并及時補(bǔ)充新的堿性溶液，以防止因木質(zhì)素不斷溶于堿性溶液而使得后續(xù)處理能力下降。由此，使對原料顆粒脫除木質(zhì)素的處理效果更佳。
[0025]3、在堿性溶液為氨水溶液的情況下，可從分離出的水解液中分離氨氣，并利用分離出的氨氣制備氨水溶液，并且將該氨水溶液作為補(bǔ)入的堿性溶液。由此，一方面，采用氨水溶液作為試劑，與其他堿處理方式相比，在有效的去除木質(zhì)素的同時，具有處理?xiàng)l件溫和，纖維素的損失小，環(huán)境污染小等特點(diǎn)。另一方面，通過氨水溶液的循環(huán)再利用，降低氨水溶液(即試劑)的用量，減少技術(shù)對環(huán)境的影響，并降低了生產(chǎn)成本。
[0026]4、本發(fā)明通過從分離出氨氣后的水解液中的分離出木質(zhì)素，可得到木質(zhì)素。該木質(zhì)素既可作為燃料，又可作為其他行業(yè)如橡膠、減水劑等行業(yè)的原料，達(dá)到節(jié)約能源，增加經(jīng)濟(jì)效益的作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是用于本發(fā)明的脫除木質(zhì)素的方法的一個實(shí)施例的系統(tǒng)的示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述。
[0029]參照圖1，用于本發(fā)明的脫除木質(zhì)素的方法的一個實(shí)施例的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括反應(yīng)器1、微波裝置2、分離器3、儲罐4和過濾裝置5。
[0030]本發(fā)明的脫除木質(zhì)素的方法包括如下步驟:對原料顆粒同時進(jìn)行堿處理和微波處理，以除去原料顆粒中的木質(zhì)素并生成包含木質(zhì)素的水解液(即步驟I)，以及將原料顆粒被除去木質(zhì)素后剩余的固體顆粒與水解液進(jìn)行固液分離(即步驟2)。
[0031]具體地，參照圖1，在本發(fā)明的第一個實(shí)施例中，執(zhí)行如下步驟:
[0032]a、將原料粉碎至具有一定粒度的顆粒，優(yōu)選地該原料顆粒的粒度范圍為40-100目。
[0033]b、將上述原料顆粒置于反應(yīng)器I中(以箭頭6示意出)，以2_10L/(kg原料顆粒.min)的速度向反應(yīng)器I中注入堿性溶液，直至堿性溶液至少浸沒原料顆粒后停止注入堿性溶液。在本實(shí)施例中，堿性溶液為氨水溶液，并且氨水溶液的質(zhì)量百分比濃度為5-30%，即氨水溶液中的溶質(zhì)(氨)的質(zhì)量占氨水溶液的質(zhì)量的百分比為5-30%。其中，單位“L/ (kg原料顆粒.min) ”意為針對每千克原料顆粒每分鐘注入的堿性溶液的體積，該體積的單位為L，并且，該單位中的“原料顆粒”為干原料顆粒(即原料經(jīng)過烘干工藝后制得的顆粒)。
[0034]C、停止注入氨水溶液后，保持氨水溶液浸沒原料顆粒10?30min，以使氨水溶液完全浸透原料顆粒。
[0035]d、待上述浸沒10?30min完成后，開啟微波裝置，即開啟作用于氨水溶液和原料顆粒的微波，該微波通過部分地位于微波裝置中的反應(yīng)器作用于氨水溶液和原料顆粒。此時開始對原料顆粒同時進(jìn)行堿處理和微波處理的步驟，即開始執(zhí)行步驟I。而在本實(shí)施例中，微波處理包括交替地開啟和關(guān)閉作用于氨水溶液和原料顆粒的微波。其中，首次開啟微波裝置即為微波處理的開始，也即為同時進(jìn)行堿處理和微波處理的步驟的開始。最后一次關(guān)閉微波即為微波處理的結(jié)束，也即為同時進(jìn)行堿處理和微波處理的步驟的結(jié)束。在微波處理的開始至結(jié)束的期間內(nèi)為微波處理的過程。上述堿處理即為為原料顆粒提供堿性溶液反應(yīng)。上述微波的功率恒定、并位于200-1OOOw的范圍內(nèi)。
[0036]具體地，上述首次開啟微波后，使得微波持續(xù)處于開啟狀態(tài)2_15min，即使得微波持續(xù)作用于氨水溶液和原料顆粒2-15min，然后關(guān)閉微波，即停止微波作用于氨水溶液和原料顆粒。然后保持微波處于關(guān)閉狀態(tài)5-10min，即保持微波停止作用于氨水溶液和原料顆粒5-10min。該停止?fàn)顟B(tài)維持5_10min后，再次開啟微波，并保持微波持續(xù)處于開啟狀態(tài)2-15min，如此循環(huán)使得微波處理持續(xù)0.5_3h。可選地，微波處于每個開啟狀態(tài)的時間可相同或不同，但均需位于2-15min的范圍內(nèi)；微波處于每個關(guān)閉狀態(tài)的時間可相同或不同，但均需位于5-10min的范圍內(nèi)。而從首次開啟微波至最后一次關(guān)閉微波的時間位于0.5_3h的范圍內(nèi)。
[0037]在進(jìn)行上述微波處理過程中，一方面，微波通過高頻電場，使原料顆粒的內(nèi)部與表面同時升溫，加熱速度快且均勻，能量利用率高，部分破壞原料顆粒的木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)，使之更為疏松。另一方面，原料顆粒在氨水溶液的作用下，木質(zhì)素被脫除，并且原料顆粒中的部分纖維素水解得到可發(fā)酵單糖。原料顆粒脫除木質(zhì)素后成為不含木質(zhì)素的固體顆粒，而木質(zhì)素、氨水溶液和可發(fā)酵單糖共同構(gòu)成水解液。當(dāng)然，水解液中也可能含有其他物質(zhì)，在此不詳述。
[0038]此外,在本實(shí)施例中,在上述微波處理的過程中，以執(zhí)行一個開啟和一個關(guān)閉為一個周期，即以微波持續(xù)處于一次開啟狀態(tài)并隨后持續(xù)處于一次關(guān)閉狀態(tài)為一個周期。在執(zhí)行2-5個周期后，持續(xù)地對固體顆粒與部分水解液進(jìn)行固液分離，并持續(xù)地補(bǔ)入氨水溶液以持續(xù)進(jìn)行堿處理。具體地，將部分水解液由反應(yīng)器I導(dǎo)出(以箭頭7示意出)，并向反應(yīng)器I中補(bǔ)入氨水溶液(以箭頭11示意出)。由此防止因木質(zhì)素不斷溶于氨水溶液而使得后續(xù)處理能力下降。從而使對原料顆粒脫除木質(zhì)素的處理效果更佳。
[0039]另外，從在微波處理過程中分離出的水解液中分離氨氣，并利用分離出的氨氣制備氨水溶液，作為上述補(bǔ)入反應(yīng)器中的氨水溶液。具體地，將上述由反應(yīng)器I排出的水解液送入分離器2，并使用換熱夾套9對分離器2進(jìn)行供熱，以使得水解液被加熱而分離出氨氣。將該分離出的氨氣導(dǎo)入儲罐4中(以箭頭8示意出)，并向儲罐4中補(bǔ)入脫鹽水(以箭頭10示意出，脫鹽水為工業(yè)常用的普通蒸餾水)，由此制備氨水溶液。之后，將制備的該氨水溶液以2-10L/ (kg原料顆粒.η?η)的速度補(bǔ)入反應(yīng)器中(以箭頭11示意出)。優(yōu)選地,該制備的氨水溶液的質(zhì)量百分比濃度為5-30%。在本實(shí)施例中，脫鹽水中的剩余含鹽量應(yīng)在I?5毫克/升之間。由此，一方面，米用氨水溶液作為試劑，與其他堿處理方式相比，在有效的去除木質(zhì)素的同時，具有處理?xiàng)l件溫和，纖維素的損失小，環(huán)境污染小等特點(diǎn)。另一方面，通過氨水溶液的循環(huán)再利用，降低氨水溶液(即試劑)的用量，減少技術(shù)對環(huán)境的影響，并降低了生產(chǎn)成本。
[0040]進(jìn)一步，在本實(shí)施例中，還包括從分離出氨氣后的水解液中分離出木質(zhì)素的步驟。具體地，在上述微波處理的過程中，將分離出氨氣后的水解液導(dǎo)入過濾裝置5中(以箭頭12示意出)，通過過濾裝置5分離水解液中的木質(zhì)素并將其導(dǎo)出(以箭頭13示意出)，該木質(zhì)素既可作為燃料，又可作為其他行業(yè)如橡膠、減水劑等行業(yè)的原料，達(dá)到節(jié)約能源，增加經(jīng)濟(jì)效益的作用。此外，分離后的清液含有可發(fā)酵單糖，將該清液送至下游發(fā)酵工序(以箭頭14示意出)。
[0041]e、在上述步驟I結(jié)束后，即關(guān)閉微波后，執(zhí)行步驟2。具體為:從反應(yīng)器I導(dǎo)出全部的水解液(箭頭8同時示意出該步驟中水解液的全部導(dǎo)出)，并取出原料顆粒被除去木質(zhì)素后剩余的固體顆粒(以箭頭15示意出)，由此實(shí)現(xiàn)原料顆粒被除去木質(zhì)素后剩余的固體顆粒與水解液固液分離。之后將固體顆粒烘干稱量，作為下道工序的原料，例如用于生產(chǎn)乙醇。
[0042]在本實(shí)施例中，原料顆粒為秸桿的顆粒。優(yōu)選地，上述秸桿可以為玉米秸桿、水稻稻桿、小麥稻桿或高粱稻桿。
[0043]此外，本發(fā)明不局限于上述步驟a和步驟b。例如，在可選的實(shí)施例中，先將堿性溶液置于反應(yīng)器中，后將原料顆粒放入反應(yīng)器中，即可以實(shí)現(xiàn)使得堿性溶液與原料顆粒相接觸即可。而上述“堿性溶液至少浸沒原料顆?！睘閮?yōu)選方式，在此情況下，為原料顆粒提供充分的堿性溶液以進(jìn)行后續(xù)的堿處理，提高效率。當(dāng)然，本發(fā)明不局限于此，堿性溶液的注入量可按照實(shí)際的生產(chǎn)情況調(diào)節(jié)。而上述步驟c是為步驟I中的堿處理所做的準(zhǔn)備，可使原料顆粒在步驟I前預(yù)先與堿性溶液充分接觸，從而提高了后續(xù)步驟I所做處理的效率。當(dāng)然在其他可選地實(shí)施例，可不含有該步驟C，而在原料顆粒和堿性溶液混合后直接開啟微波裝置進(jìn)行同時地堿處理和微波處理。
[0044]參照圖1，在本發(fā)明的第二個實(shí)施例中，執(zhí)行如下步驟:
[0045]a、將玉米秸桿粉碎，形成粒度為60目的玉米秸桿顆粒(即原料顆粒)。
[0046]b、將上述玉米稻桿顆粒置于反應(yīng)器I中，以5L/ (kg原料顆粒.η?η)的速度向反應(yīng)器中加入氨水溶液，氨水溶液的質(zhì)量百分比濃度為15%。待氨水溶液至少浸沒玉米秸桿顆粒后停止注入氨水溶液。
[0047]C、停止注入氨水溶液后，保持氨水溶液浸沒原料顆粒10?30min，以使氨水溶液完全浸透原料顆粒。
[0048]d、待上述浸沒10?30min完成后，開啟微波裝置。此時，微波裝置開啟即為同時進(jìn)行堿處理和微波處理的步驟開始，即步驟I開始。微波以持續(xù)處于開啟狀態(tài)5min和持續(xù)處于關(guān)閉狀態(tài)5min的方式交替開啟和關(guān)閉，即每隔5min向氨水溶液和原料顆粒作用5min的微波。其中微波的功率為800w。在微波處理過程中，在執(zhí)行2-5個周期后，將部分水解液由反應(yīng)器I導(dǎo)出至分離器3，換熱夾套以50?100°C (優(yōu)選地為80°C)的水為熱源對分離器加熱，分離器被加熱后氨氣逸出并導(dǎo)入儲罐4。向儲罐4中加入脫鹽水，該脫鹽水與上述導(dǎo)入儲罐4的氨氣生成氨水，并通過控制脫鹽水的注入質(zhì)量而制備成質(zhì)量百分比濃度為15%的氨水溶液。采用離心泵將該氨水溶液補(bǔ)入反應(yīng)器I中。分離器3中分離出氨氣后的水解液導(dǎo)入過濾裝置5分離木質(zhì)素，分離出木質(zhì)素后的清液(含有可發(fā)酵單糖)送至下游發(fā)酵工序。在微波處理進(jìn)行2h后，關(guān)閉微波。至此，同時進(jìn)行堿處理和微波處理的步驟結(jié)束，即步驟I結(jié)束。
[0049]e、步驟I結(jié)束后，執(zhí)行步驟2。具體為:取出反應(yīng)器I中的玉米秸桿顆粒被除去木質(zhì)素后剩余的固體顆粒，將其烘干稱量并分析成分。玉米秸桿顆粒中約71%的木質(zhì)素被去除，保留了 94%的纖維素。
[0050]參照圖1，在本發(fā)明的第三個實(shí)施例中，執(zhí)行如下步驟:
[0051]a、將高粱秸桿粉碎，形成粒度為50目的高粱秸桿顆粒(即原料顆粒)。
[0052]b、將上述高粱稻桿顆粒置于反應(yīng)器I中，以5L/ (kg原料顆粒.η?η)的速度向反應(yīng)器中加入氨水溶液，氨水溶液的質(zhì)量百分比濃度為20%。待氨水溶液至少浸沒高粱秸桿顆粒后停止注入氨水溶液。
[0053]C、停止注入氨水溶液后，保持氨水溶液浸沒原料顆粒10?30min，以使氨水溶液完全浸透原料顆粒。
[0054]d、待上述浸沒10?30min完成后，開啟微波裝置。此時，微波裝置開啟即為同時進(jìn)行堿處理和微波處理的步驟開始，即步驟I開始。微波以持續(xù)處于開啟狀態(tài)5min和持續(xù)處于關(guān)閉狀態(tài)5min的方式交替開啟和關(guān)閉，即每隔5min向氨水溶液和原料顆粒作用5min的微波。其中微波的功率為800w。在微波處理過程中，在執(zhí)行2-5個周期后，將部分水解液由反應(yīng)器I導(dǎo)出至分離器3，換熱夾套對分離器加熱，加熱到75°C后氨氣逸出并導(dǎo)入儲罐
4。向儲罐4中加入脫鹽水，該脫鹽水與上述導(dǎo)入儲罐4的氨氣生成氨水，并通過控制脫鹽水的注入質(zhì)量而制備成質(zhì)量百分比濃度為20%的氨水溶液。采用離心泵將該氨水溶液補(bǔ)入反應(yīng)器I中。分離器3中分離出氨氣后的水解液導(dǎo)入過濾裝置5分離木質(zhì)素，分離出木質(zhì)素后的清液(含有可發(fā)酵單糖)送至下游發(fā)酵工序。在微波處理進(jìn)行2h后，關(guān)閉微波。至此，同時進(jìn)行堿處理和微波處理的步驟結(jié)束，即步驟I結(jié)束。
[0055]e、步驟I結(jié)束后，執(zhí)行步驟2。具體為:取出反應(yīng)器I中的高粱秸桿顆粒被除去木質(zhì)素后剩余的固體顆粒，將其烘干稱量并分析成分。高粱秸桿顆粒中約76%的木質(zhì)素被去除，保留了 91%的纖維素。
[0056]可理解，上述實(shí)施例中提到的裝置，僅為方便理解和描述本發(fā)明的方法所設(shè)置。本發(fā)明的方法也可使用其他裝置實(shí)現(xiàn)。
[0057]此外，在可選的實(shí)施例中，也可使用除氨水溶液以外的其他具有揮發(fā)性的堿性溶液?；蛘?，在可選的實(shí)施例中，可使用例如NaOHXa(OH)2的不具有揮發(fā)性的堿性溶液，由于這些溶液不具有揮發(fā)性，所以僅用于上述部分步驟。但可以理解，NaOH、Ca(OH)2溶液同樣可以實(shí)現(xiàn)上述同時進(jìn)行堿處理和微波處理的步驟。
[0058]另外，可理解，在上述步驟b、c中，由于堿性溶液已經(jīng)與原料顆粒接觸，所以已經(jīng)有少量的木質(zhì)素由原料顆粒中析出，即有少量的原料顆粒已經(jīng)轉(zhuǎn)化為脫除了木質(zhì)素的固體顆粒。由此，在步驟I中對原料顆粒同時進(jìn)行堿處理和微波處理除去原料顆粒中的木質(zhì)素并非限定僅在此步驟中會有木質(zhì)素脫除出，而應(yīng)理解為在此步驟中，原料顆粒中大部分的木質(zhì)素被脫除。而在步驟d結(jié)束時，反應(yīng)器I中會有少量的原料顆粒未被脫除木質(zhì)素。由此，“將原料顆粒被除去木質(zhì)素后剩余的固體顆粒與水解液進(jìn)行固液分離”的步驟，不應(yīng)理解為僅將水解液與不含木質(zhì)素的固體顆粒分離，而不與未脫除木質(zhì)素的原料顆粒分離。換言之，將原料顆粒被除去木質(zhì)素后剩余的固體顆粒與水解液進(jìn)行固液分離的步驟中，固體顆粒中會混合有少量未脫除木質(zhì)素的原料顆粒。
[0059]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種脫除木質(zhì)素的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1，對原料顆粒同時進(jìn)行堿處理和微波處理，以除去所述原料顆粒中的木質(zhì)素并生成包含木質(zhì)素的水解液； 步驟2，將所述原料顆粒被除去所述木質(zhì)素后剩余的固體顆粒與所述水解液進(jìn)行固液分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 在進(jìn)行所述步驟I之前，用堿性溶液浸沒所述原料顆粒10-30min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于， 所述微波處理包括交替地開啟和關(guān)閉作用于所述堿性溶液和所述原料顆粒的微波；其中，所述微波持續(xù)處于開啟狀態(tài)2-15min，所述微波持續(xù)處于關(guān)閉狀態(tài)5_10min，所述微波的功率恒定、并位于200-1OOOw的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于， 在進(jìn)行所述微波處理的過程中，以執(zhí)行一個所述開啟和一個所述關(guān)閉為一個周期，在執(zhí)行2-5個所述周期后，持續(xù)地對所述固體顆粒與部分所述水解液進(jìn)行固液分離，并持續(xù)地補(bǔ)入所述堿性溶液以持續(xù)進(jìn)行所述堿處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述步驟I中的微波處理持續(xù)0.5-3h。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于， 所述堿性溶液為氨水溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟: 從在所述微波處理過程中分離出的所述水解液中分離氨氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟: 利用分離出的所述氨氣制備氨水溶液，并將制備后的所述氨水溶液作為所述補(bǔ)入的所述堿性溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或8所述的方法，其特征在于， 以2-10L/ (kg原料顆粒.min)的速度補(bǔ)入所述堿性溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟: 從分離出所述氨氣后的所述水解液中分離出木質(zhì)素。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述原料顆粒的粒度范圍為40-100目。
12.根據(jù)權(quán)利要求6-8、10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 所述氨水溶液的質(zhì)量百分比濃度為5-30%。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 在進(jìn)行所述步驟I之前，將所述原料顆粒置于反應(yīng)器中，并以2-10L/(kg原料顆粒.min)的速度注入所述堿性溶液。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述原料顆粒為秸桿的顆粒。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于， 所述稻桿為玉米稻桿、水稻稻桿、小麥稻桿或聞粱稻桿。
【文檔編號】D21C3/02GK103924469SQ201410182348
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】黃春超, 李欣平, 佟珂, 李春華, 李曉亮, 陸洋, 郭勇, 楊爽, 劉麗娟, 趙峰, 牛曉旭, 楊家忠, 程志強(qiáng), 武力, 劉鵬 申請人:中國石油集團(tuán)東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計院