一种木质纤维素原料的预处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CN104611963A(43)申请公布日(43)申请公布日2015.05.13(21)申请号201310537913.2(22)申请日2013.11.05(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院(72)发明人张全关浩唐开宇(51)Int.Cl.D21B1/12(2006.01)C12P19/14(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图2页(54)发明名称一种木质纤维素原料的预处理方法(57)摘要本发明提供一种木质纤维素原料的预处理方法，包括：（1）将粉碎好的木质纤维素原料与浸渍液混合，连续输送到锥形螺杆装置中；（2）原料与浸渍液在锥形螺杆装置中进行连续搓揉、浸渍、蒸煮、挤压和脱水，控制温度为120-180℃，停留时间为3-30min；（3）原料连续进入到等径螺杆装置中进行二次蒸煮，控制温度为180-220℃，停留时间为4-40min；（4）原料在螺杆推力作用下移动到出料口进行蒸汽爆破；（5）蒸汽爆破后的原料进入到旋风分离器进行分离。本发明采用分段控温蒸煮和蒸汽爆破组合的工艺，在蒸爆处理前脱除部分酶解和发酵的抑制物，在水解木糖时也可以减少抑制物产生；同时，实现了预处理的连续进料、浸渍、挤压、脱水、蒸煮、蒸爆和分离的一体化过程。CN104611963ACN104611963A权利要求书1/1页1.一种木质纤维素原料的预处理方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将粉碎好的木质纤维素原料与浸渍液混合，连续输送到锥形螺杆装置中；（2）原料与浸渍液在锥形螺杆装置中进行连续搓揉、浸渍、蒸煮、挤压和脱水，控制温度为120-180℃，停留时间为3-30min；（3）原料连续进入到等径螺杆装置中进行第二次蒸煮，控制温度为180-220℃，停留时间为4-40min；（4）原料在螺杆推力作用下移动到出料口进行蒸汽爆破；（5）蒸汽爆破后的原料进入到旋风分离器进行分离。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的木质纤维素原料为秸秆、木屑或能源作物，粉碎到粒径为0.1-30mm。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的浸渍液为自来水，加热到60-99℃与木质纤维素原料混合。4.按照权利要求1或3所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的浸渍液与原料的液固质量比为10:1-2:1。5.按照权利要求1或3所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的浸渍液包括氯化钠，氯化钠浓度为0.1wt%-5.0wt%。6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：浸渍液还包括草酸铵和表面活性剂，草酸铵的浓度为0.1wt%-1.0wt%，表面活性剂为十二烷基磺酸钠、Tween80或多元醇，浓度为0.001wt%-0.2wt%。7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于：浸渍液中草酸铵的浓度为0.2wt%-0.6wt%；表面活性剂为十二烷基磺酸钠，浓度为0.01wt%-0.05wt%。8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述的锥形螺杆装置主要包括进料料斗、螺杆电机、锥形螺杆旋转轴、锥形螺杆套管、出料口、夹层、挤出液出口、环形金属膜片阻挡器和螺杆叶片。9.按照权利要求1或8所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述的锥形螺杆装置水平放置，包括大小头，大头为进料起始端，起始端上部设有进料料斗；小头设有出料口，出料口与后续的等径螺杆连接；大头和小头内径比为2:1-6:1。10.按照权利要求1或8所述的方法，其特征在于：锥形螺杆套管内壁设置3-10个均匀分布的环状半椭圆形金属膜片，金属膜片要求可耐受1-3MPa压力，膜孔直径为0.1-2.0mm，在每个金属膜片位置的锥形螺杆套管上开孔设置一个挤出液出口。11.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）进行第二次蒸煮，自来水与木质纤维素原料的液固质量比为1:20-1:2，停留时间为10-20min。12.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）所述的自动泄压阀门为气动阀，阀门的一端连接等径螺杆装置出料口，另一端连接旋风分离器，开启时间间隔为5-50s，每次开启时间为2-20s。2CN104611963A说明书1/8页一种木质纤维素原料的预处理方法技术领域[0001]本发明涉及一种木质纤维素原料的预处理方法，具体涉及一种蒸汽爆破预处理木质纤维素原料的方法。背景技术[0002]全球每年经光合作用产生的生物质约1700亿吨，其能量相当于全球能量年消耗总量的10倍，作为能源的利用量还不到总量的l%。由于国家限制粮食作物用作生物能源原料，木质纤维素原料的利用途径显得越来越重要。我国每年农作物秸秆产量即可达到7亿吨，