CN102251428A - 秸秆类木质纤维素原料处理产生的黑液的处理方法 - Google Patents

秸秆类木质纤维素原料处理产生的黑液的处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102251428A
CN102251428A CN 201110212170 CN201110212170A CN102251428A CN 102251428 A CN102251428 A CN 102251428A CN 201110212170 CN201110212170 CN 201110212170 CN 201110212170 A CN201110212170 A CN 201110212170A CN 102251428 A CN102251428 A CN 102251428A
Authority
CN
China
Prior art keywords
black liquor
solid
separation
processing method
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN 201110212170
Other languages
English (en)
Inventor
李荣杰
冯杰
付松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui BBCA Fermentation Technology Engineering Research Co Ltd
Original Assignee
Anhui BBCA Fermentation Technology Engineering Research Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui BBCA Fermentation Technology Engineering Research Co Ltd filed Critical Anhui BBCA Fermentation Technology Engineering Research Co Ltd
Priority to CN 201110212170 priority Critical patent/CN102251428A/zh
Publication of CN102251428A publication Critical patent/CN102251428A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compounds Of Unknown Constitution (AREA)

Abstract

本发明提供了一种秸秆类木质纤维素原料处理产生的黑液的处理方法。该处理方法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，将所得黑液进行木素絮凝，然后将絮凝后的黑液固液分离得到富含木素的絮凝物和黑液，所得黑液再处理回用。本发明通过对秸秆类木质纤维素原料处理产生的黑液的处理和再处理回用，在获得热值高的木素同时降低了企业污水处理的成本，具有较高的经济和社会效益。

Description

秸秆类木质纤维素原料处理产生的黑液的处理方法
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
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
取粉碎的玉米秸秆10kg，加入浓度为1.5％的碱液45L在100℃下蒸煮1小时，经螺旋挤浆机组首次固液分离得首次分离黑液和固体秸秆渣，该固体秸秆渣采用20kg热水洗涤，经螺旋挤浆机组再次固液分离，分离出的洗涤黑液即二次分离黑液与前述的首次分离黑液合并为黑液I，分离出的秸秆渣备用。
往上述黑液I中添加1.5‰(v/v)的絮凝剂，搅拌后絮凝，0.5小时后经板框压滤机固液分离，得到富含木素的絮凝物固体和黑液II；其中，所述的絮凝剂的配比为：25％的Ca(OH)2、7％的活性白泥、8％的硅藻土、10％的草灰和50％的工业用碱溶液(NaOH含量31.6％)。
实施例2
将按照实施例1实施、经板框压滤机固液分离所得黑液II添加碱，使该黑液的碱浓度为2.0％。
取粉碎的玉米秸秆10kg，加入上述浓度为2.0％的黑液45L在120℃下蒸煮1.0小时，经螺旋挤浆机组首次固液分离得首次分离黑液和固体秸秆渣，该固体秸秆渣采用20kg热水洗涤，经螺旋挤浆机组再次固液分离，分离出的洗涤黑液即二次分离黑液与前述的首次分离黑液合并为黑液I，分离出的秸秆渣备用。
往上述黑液I中添加1.0‰(v/v)的絮凝剂，搅拌后絮凝，0.5小时后经板框压滤机固液分离，得到富含木素的絮凝物固体和黑液II；其中，所述的絮凝剂的配比为：30％的Ca(OH)2、10％的活性白泥、5％的硅藻土、5％的草灰和5％的工业用碱溶液(NaOH含量31.6％)。
实施例3
将按照实施例1实施、经板框压滤机固液分离所得黑液II用双效浓缩器进行浓缩，使该浓缩后黑液的碱浓度为1.0％。
取粉碎的玉米秸秆5kg，加入上述浓度为1.0％的浓缩后黑液22.5L在90℃下蒸煮2.0小时，经螺旋挤浆机组固液分离得首次分离黑液和固体秸秆渣，该固体秸秆渣采用10kg热水洗涤，经螺旋挤浆机组再次固液分离，分离出的洗涤黑液即二次分离黑液与前述的首次分离黑液合并为黑液I，分离出的秸秆渣备用。
往上述黑液I中添加2.0‰(v/v)的絮凝剂，搅拌后絮凝，0.5小时后经板框压滤机固液分离，得到富含木素的絮凝物固体和黑液II。其中，所述的絮凝剂的配比为：20％的Ca(OH)2、5％的活性白泥、10％的硅藻土、10％的草灰和55％的工业用碱溶液(NaOH含量31.6％)。
实施例4
按照实施例1实施，经板框压滤机固液分离所得黑液II添加碱，使该黑液的碱浓度为1.5％，然后回用于对秸秆类纤维素原料碱处理，循环使用5次后，二次絮凝，经板框压滤机固液分离所得黑液II用双效浓缩器进行浓缩，使该浓缩后黑液的碱浓度为2.0％，作为本实施例的备用浓缩后黑液。
取粉碎的玉米秸秆4kg，加入上述浓度为2.0％的备用浓缩后黑液18L在110℃下蒸煮1.5小时，经螺旋挤浆机组固液首次分离得首次分离黑液和固体秸秆渣，该固体秸秆渣采用8kg热水洗涤，经螺旋挤浆机组再次固液分离，分离出的洗涤黑液即二次分离黑液与前述的首次分离黑液合并为黑液I，分离出的秸秆渣备用。
往上述黑液I中添加1.0‰(v/v)的絮凝剂，搅拌后絮凝，0.5小时后经板框压滤机固液分离，得到富含木素的絮凝物固体和黑液II。其中，所述的絮凝剂的配比为：30％的Ca(OH)2、10％的活性白泥、10％的硅藻土、10％的草灰和40％的工业用碱溶液(NaOH含量31.6％)。
实验例1
将实施例1～4中经碱处理后分离出的备用秸秆渣送样检测，结果(表1)表明，使用含碱浓度相同的碱液、加碱黑液、浓缩后黑液、二次絮凝黑液的浓缩液，对秸秆类木质纤维素进行碱处理，所得的备用秸秆渣成分基本一致，可见其处理效果是一致的。
表1：实施例1～4中备用秸秆渣送样检测的结果
  水分/％   纤维素/％   半纤维素/％   木质素/％   灰分/％
 实施例1   72.58   60.63   25.55   8.85   6.92
 实施例2   75.80   61.93   25.72   7.06   6.54
 实施例3   74.36   61.36   25.13   6.94   7.66
 实施例4   74.18   60.91   25.80   8.34   6.93
注：表中纤维素、半纤维、木质素、灰分含量为干基中含量
实验例2
将实施例1～4中经板框压滤机固液分离，得到的富含木素的絮凝物固体送样检测，结果(表2)表明，使用含碱浓度相同的碱液、加碱黑液、浓缩后黑液、二次絮凝黑液的浓缩液，对秸秆类木质纤维素进行碱处理，所得黑液经絮凝后经板框压滤机固液分离，得到的富含木素的絮凝物固体成分基本一致，都含有较高的木素，可见其处理效果是一致的。
表2：实施例1～4中富含木素的絮凝物固体送样检测的结果
  水分/％   木素/％
  实施例1   75.32   75.85
  实施例2   75.50   74.46
  实施例3   78.37   76.38
  实施例4   75.97   84.40
注：表中木素含量为干基中含量
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种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。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，还包括将黑液II检测碱浓度后，添加碱溶液或进行浓缩。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，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％。
4.根据权利要求1～3任一项所述的处理方法，其特征在于，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。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，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。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述固液分离所使用的设备为螺旋挤浆机组。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，用碱性絮凝剂进行絮凝。
8.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，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％。
9.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，所述碱性絮凝剂的加入量为黑液体积的1～2‰。
10.根据权利要求7～9任一项所述的处理方法，其特征在于，所述絮凝后的黑液固液分离所使用的设备为板框压滤机组。
CN 201110212170 2011-07-27 2011-07-27 秸秆类木质纤维素原料处理产生的黑液的处理方法 Pending CN102251428A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110212170 CN102251428A (zh) 2011-07-27 2011-07-27 秸秆类木质纤维素原料处理产生的黑液的处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110212170 CN102251428A (zh) 2011-07-27 2011-07-27 秸秆类木质纤维素原料处理产生的黑液的处理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102251428A true CN102251428A (zh) 2011-11-23

Family

ID=44978976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110212170 Pending CN102251428A (zh) 2011-07-27 2011-07-27 秸秆类木质纤维素原料处理产生的黑液的处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102251428A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104032612A (zh) * 2014-06-17 2014-09-10 毛林涛 一种由碱法草浆黑液提取木质素的方法
CN105296568A (zh) * 2015-11-05 2016-02-03 中国科学院广州能源研究所 一种碱处理木质纤维素废液回收利用的方法
CN105838756A (zh) * 2016-05-12 2016-08-10 中国科学院广州能源研究所 一种碱处理木质纤维素酶解产糖的节水减排工艺
CN108048297A (zh) * 2017-11-20 2018-05-18 中国科学院广州能源研究所 一种应用于碱预处理木质纤维素酶解糖化节水减排工艺的装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1316567A (zh) * 2000-04-05 2001-10-10 李风宁 一种造纸碱法制浆蒸煮黑液的处理方法
CN1697901A (zh) * 2003-06-18 2005-11-16 玉米浆及纸制品公司 制备玉米杆浆及由玉米杆浆制备纸产品的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1316567A (zh) * 2000-04-05 2001-10-10 李风宁 一种造纸碱法制浆蒸煮黑液的处理方法
CN1697901A (zh) * 2003-06-18 2005-11-16 玉米浆及纸制品公司 制备玉米杆浆及由玉米杆浆制备纸产品的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 20110615 李勇 Fenton法处理腈纶废水技术研究 B027-206 8 , 第6期 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104032612A (zh) * 2014-06-17 2014-09-10 毛林涛 一种由碱法草浆黑液提取木质素的方法
CN105296568A (zh) * 2015-11-05 2016-02-03 中国科学院广州能源研究所 一种碱处理木质纤维素废液回收利用的方法
CN105296568B (zh) * 2015-11-05 2019-03-08 中国科学院广州能源研究所 一种碱处理木质纤维素废液回收利用的方法
CN105838756A (zh) * 2016-05-12 2016-08-10 中国科学院广州能源研究所 一种碱处理木质纤维素酶解产糖的节水减排工艺
CN108048297A (zh) * 2017-11-20 2018-05-18 中国科学院广州能源研究所 一种应用于碱预处理木质纤维素酶解糖化节水减排工艺的装置
WO2019095698A1 (zh) * 2017-11-20 2019-05-23 中国科学院广州能源研究所 一种应用于碱预处理木质纤维素酶解糖化节水减排工艺的装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rezania et al. Different pretreatment technologies of lignocellulosic biomass for bioethanol production: An overview
Xu et al. Effect and characterization of sodium lignosulfonate on alkali pretreatment for enhancing enzymatic saccharification of corn stover
Sun et al. Evaluation of enzymatic hydrolysis of wheat straw pretreated by atmospheric glycerol autocatalysis
US8772427B2 (en) Continuous counter-current organosolv processing of lignocellulosic feedstocks
Thomsen et al. Hydrothermal treatment of wheat straw at pilot plant scale using a three-step reactor system aiming at high hemicellulose recovery, high cellulose digestibility and low lignin hydrolysis
Tengborg et al. Reduced inhibition of enzymatic hydrolysis of steam-pretreated softwood
CN101864683B (zh) 一种木质纤维原料的预处理方法
Vallejos et al. Low liquid-solid ratio fractionation of sugarcane bagasse by hot water autohydrolysis and organosolv delignification
CN102409572B (zh) 综合分离甘蔗渣中木质纤维素的绿色新工艺
US11312977B2 (en) Pretreatment with lignosulfonic acid
CN105296568B (zh) 一种碱处理木质纤维素废液回收利用的方法
CN100528767C (zh) 改性木质素除油絮凝剂及其制备方法
Manfredi et al. Integral process assessment of sugarcane agricultural crop residues conversion to ethanol
US10087476B2 (en) Process for hydrolyzing a pretreated feedstock and recovering lignin
MX2011010552A (es) Proceso para la obtencion de celulosa a partir de biomasa que contenga lignocelulosa.
CN102604121A (zh) 水热预处理耦合高沸醇制备高品质木质素的方法
CN102585247A (zh) 一种利用木质纤维素酶水解残渣制备木质素磺酸盐的方法
US20210054566A1 (en) Method for preparing unbleached biomechanical pulp from straw
CN102690423B (zh) 以农作物秸秆生产乙醇的残留物为原料生产木质素磺酸钠的方法
CN102251428A (zh) 秸秆类木质纤维素原料处理产生的黑液的处理方法
CN102134404A (zh) 一种改性木质素分散染料分散剂及其制备工艺
CN102605020A (zh) 一种提高木质纤维素酶解糖化效率的方法
CN104894188A (zh) 一种酶解糖化蔗渣的预处理方法
Champagne Bioethanol from agricultural waste residues
CN108424529A (zh) 一种从甘蔗渣中分离木质素的方法及其专用设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20111123