一种加工秸秆的方法技术

本文描述了一种将秸秆加工成中间秸秆产物的方法。所述方法包括：(a)在约20℃至约80℃的温度下用pH约10至约14的碱性溶液处理秸秆约6小时至约30小时；(b)将过量的碱性溶液和所述处理过的秸秆相互分离；和(c)将所述处理后的秸秆保存在约30℃至约45℃的温度的厌氧环境中约6小时至约30小时，以制备中间秸秆产物；还描述了通过该方法制备的中间产物；从秸秆中提取木质素的方法；由此制备的木质素；从秸秆中提取纤维素纤维以生产纸浆的方法；由此制备的纤维素纤维和纸浆；用于生产纸浆产品或纸制品的方法；由此制备的产品；以及根据所述方法描述的加工秸秆的容器和装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种加工秸秆的方法本专利技术涉及一种加工秸秆的方法，特别是一种将秸秆加工成有用的中间产物的方法，所述中间产物可以进一步加工和/或精制成一种或多种有用的最终产物，例如可用于造纸的纤维素纤维。尤其，所述秸秆可以是来自小麦、大麦、燕麦、稻或干草。众所周知，从秸秆中提取纤维素纤维以生产纸浆，并且所述纸浆可用于各种纸制品中。但是，从秸秆中提取纤维素纤维的现有工艺是复杂和昂贵的，通常依赖于使用压力和/或大量温度。因此，本专利技术的目的是寻求方法以缓解上述已发现的问题。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种将秸秆加工成中间秸秆产物的方法，所述方法包括：(a)在约20℃至约80℃的温度下，用pH为约10至约14的碱性溶液处理秸秆约6小时至约30小时；(b)将过量的碱性溶液和所述处理后的秸秆相互分离；和(c)将所述处理后的秸秆保存在约30℃至约45℃的厌氧环境中约6小时至约30小时，以制备中间秸秆产物。值得注意的是，本专利技术所述的方法产生了中间产物，所述中间产物无需经受高压，即可进一步加工以生成一种或多种的最终产物。虽然所述中间秸秆产物的进一步加工可以包括已知的步骤(例如使用制浆来生产纸浆)和进一步加工步骤以将浆精制成纸浆，本专利技术所述的方法产生了中间产物，其能够比采用其它可能的方式更容易并且更有效的进一步加工。应注意的是，提到的“过量的碱性溶液”是指在步骤(a)期间未被所述秸秆吸收的碱性溶液。优选地，步骤(b)包括除去过量的碱性溶液。或者，步骤(b)包括从所述过量的碱性溶液中除去处理后的秸秆。优选地，步骤(a)、(b)和/或(c)在容器中进行，例如罐，优选生物罐。优选地，步骤(a)、(b)和(c)在单个容器中进行，例如罐，优选生物罐。优选地，步骤(a)包括将未处理的秸秆放置于容器中，并将碱性溶液从位于秸秆上方的入口加入到秸秆中。或者，步骤(a)包括用碱性溶液填充所述容器并将未处理的秸秆放置于碱性溶液中。优选地，用碱性溶液填充所述容器到预定高度。优选地，步骤(a)包括将所述碱性溶液的液位保持在容器内的预定高度。例如，应当理解，在优选实施例中，在步骤(a)的过程中可以将碱性溶液加入到所述容器中，以使碱性溶液的液位保持在预定高度。优选地，步骤(b)包括从所述容器中排出碱性溶液。优选地，碱性溶液从靠近或位于所述容器底部的出口排出。优选地，所述秸秆在第一容器中处理，并且从第二容器加入所述碱性溶液。值得注意的是，已经发现在步骤(b)过程中除去的碱性溶液含有比预期更高含量的木质素。优选地，在步骤(c)之前，所述方法包括除去空气，例如从所述容器中除去空气，以形成厌氧环境。在本专利技术的另一方面中，提供了一种从秸秆中提取木质素的方法，所述方法包括根据本文所述的方法将秸秆加工成中间秸秆产物，并提取木质素。优选地，从过量的碱性溶液中提取木质素。在本专利技术的另一方面中，提供了一种从秸秆中提取纤维素纤维以制备纸浆的方法，所述方法包括(i)将秸秆加工成如本文所述的中间秸秆产物；和(ii)将所述中间秸秆产物进一步加工成纸浆。优选地，所述方法包括，(d)将所述中间秸秆产物与水混合，并将所述秸秆和水的混合物制成浆；(e)加工所述浆状秸秆，以从所述秸秆中获得纤维素纤维；和(f)获得所述浆。优选地，步骤(d)包括在将所述中间秸秆产物与水混合之前，将中间秸秆产物转移至碎浆机。优选地，步骤(d)包括在碎浆机中将所述中间秸秆产物与水混合，并将秸秆和水的混合物制成浆。本专利技术工艺的优点在于，在低温且不使用压力的情况下，可以从秸秆中分离纤维素纤维。由于所述工艺可以使用再循环液，所以使液体的消耗最小化。所使用的碱性溶液可以是廉价的，合适的示例是烧碱(氢氧化钠)。因此，纤维素纤维可以以简单且经济有效的方式获得，并且可以通过环境友好的工艺获得。所得的浆可用于各种行业。因此，例如所述浆可以用在造纸行业中，用于生产报纸或其它产品。所得的浆可以不经过进一步清洗而用于生产，例如蛋盒、瓶分离器(bottleseparators)和包含容器的成型纤维包装产品。可以进一步清洗所述浆以制造其它纸制品，例如纸巾。优选地，步骤(e)包括以下子步骤中的一个或多个，优选全部：(e1)通过过滤器过滤所述浆状秸秆，以从秸秆中提取纤维素纤维；(e2)在精制机中精制所述过滤后的浆状秸秆，以从秸秆中进一步提取纤维素纤维；(e3)筛选所述精制后的浆，以从纤维素纤维中分离木质素和/或灰分；(e4)用水洗涤所述筛选后的浆，以分离更多的木质素和/或灰分；和(e5)从步骤(e2)中回收液体以在本文所述的方法中重复使用。或者，或另外，步骤(e)可以包括通过碎解(de-flaking)来加工所述浆状秸秆。本专利技术所述的方法可以包含回收已经从纤维素纤维中分离的木质素。可以进一步加工所述木质素以除去二氧化硅和任何其它目标杂质。优选地，所述碱性溶液包括烧碱。可以使用其它碱性溶液，例如，所述碱性溶液可以包括碳酸钠。或者，所述碱性溶液可以包括氢氧化钾或碳酸钾。优选地，步骤(a)的pH为约14。优选地，步骤(a)的温度为约80℃。优选地，步骤(a)的时间为约12小时。优选地，步骤(a)包括以下子步骤中的一个或多个，优选全部：(a1)将所述秸秆放置在第一容器中；(a2)在第二容器中将水和碱混合，以制备pH为约10至约14的碱性溶液；(a3)将所述第二容器中的溶液加热至温度为约20℃至约80℃；(a4)将所述加热后的溶液从第二容器转移到第一容器；(a5)在约20℃至约80℃的温度下，将所述溶液与秸秆留在第一容器中约6至约30小时，在此期间秸秆吸收部分溶液；和(a6)将所述第一容器中的剩余溶液转移至第二容器。优选地，步骤(a2)的pH为约14。优选地，步骤(a3)的温度为约80℃。优选地，步骤(a5)的温度为约80℃。可以采用其它温度和时间。优选地，步骤(a)包括以重复的检查间隔，优选在初始时间段内，检查所述碱性溶液的液位和/或碱性溶液的pH。优选地，检查所述碱性溶液的液位以确保其始终淹没秸秆。检查所述碱性溶液的液位，因为秸秆吸收碱性溶液，优选地，秸秆不应吸收过多碱性溶液以致碱性溶液的液位低于秸秆的高度。优选地，所述检查间隔为大约每三十分钟一次。如果需要的话，所述检查间隔可以更长或更短。优选地，进行重复检查的所述初始时间段为大约前4小时。如果需要的话，所述时间段可以更短或更长。优选地，未被所述秸秆吸收的碱性溶液基本上全部转移到第二容器中。例如，所述转移的碱性溶液可以是最初提供的碱性溶液的约70％。在这种情况下，约30％的所述最初提供的碱性溶液已被秸秆吸收。所述转移的碱性溶液可以多于或少于最初提供的碱性溶液的70％，和被秸秆吸收的量共计100％。步骤(a)可以使制备碱性溶液、浸泡秸秆以及加热都在第一容器中进行。如果仅使用所述第一容器，则在将秸秆加入容器之前，优选地，将碱性溶液加热至所需温度。在这种情况下，优选地，将所述秸秆加入容器中，使得碱性溶液不会从容器溢出。优选地，步骤(c)的温度为约35℃。优选地，步骤(c)的时间段为约12小时。优选地，将所述秸秆和水的混合物制浆约10和约20分钟，优选约15分钟。如果需要的话，可以制浆超过20分钟。优选地，通过筛网过滤器过滤浆状秸秆。优选地，所述筛网过滤器包括6mm的筛网过滤器。在其它实施例中，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将秸秆加工成中间秸秆产物的方法，所述方法包括：(a)在约20℃至约80℃的温度下，用pH为约10至约14的碱性溶液处理秸秆约6小时至约30小时；(b)将过量的碱性溶液和处理后的秸秆相互分离；和(c)将所述处理后的秸秆保存在约30℃至约45℃的温度的厌氧环境中约6小时至约30小时，以制备中间秸秆产物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.03 GB 1417488.21.一种将秸秆加工成中间秸秆产物的方法，所述方法包括：(a)在约20℃至约80℃的温度下，用pH为约10至约14的碱性溶液处理秸秆约6小时至约30小时；(b)将过量的碱性溶液和处理后的秸秆相互分离；和(c)将所述处理后的秸秆保存在约30℃至约45℃的温度的厌氧环境中约6小时至约30小时，以制备中间秸秆产物。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述中间秸秆产物可以进一步加工和/或精制成一种或多种有用的终产物，例如用于造纸的纤维素纤维。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤(b)包括除去所述过量的碱性溶液或从所述过量的碱性溶液中除去所述处理后的秸秆。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(a)、(b)和/或(c)在容器中进行，例如罐，优选生物罐。5.根据权利要求4所述的方法，其中步骤(a)包括将未处理的秸秆放置于所述容器中，并将所述碱性溶液从位于秸秆上方的入口加入到秸秆中。6.根据权利要求4所述的方法，其中步骤(a)包括用碱性溶液填充所述容器并将未处理的秸秆放置于碱性溶液中。7.根据权利要求4-6中任一项所述的方法，其中用碱性溶液填充所述容器到预定高度。8.根据权利要求4-7中任一项所述的方法，其中步骤(a)包括使碱性溶液的液位保持在所述容器内的预定高度。9.根据权利要求4-8中任一项所述的方法，其中步骤(b)包括从所述容器中排出碱性溶液。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述秸秆在第一容器中处理，并且从第二容器加入所述碱性溶液。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤(c)之前，所述方法包括除去空气以形成厌氧环境。12.一种从秸秆中提取木质素的方法，所述方法包括将秸秆加工成根据前述权利要求中任一项所述的中间秸秆产物并提取木质素。13.根据权利要求12所述的方法，其中木质素是从所述过量的碱性溶液中提取。14.一种从秸秆中提取纤维素纤维以生产纸浆的方法，所述方法包括(i)根据权利要求1-12中任一项所述的方法将秸秆加工成中间秸秆产物；和(ii)将所述中间秸秆产物进一步加工成纸浆。15.根据权利要求14所述的方法，包括，(d)将所述中间秸秆产物与水混合，并将所述秸秆和水的混合物制成浆；(e)加工所述浆状秸秆，以从所述秸秆中获得纤维素纤维；和(f)获得所述浆。16.根据权利要求15所述的方法，其中步骤(d)包括在将所述中间秸秆产物与水混合之前，将中间秸秆产物转移至碎浆机。17.根据权利要求16所述的方法，其中步骤(d)包括在碎浆机中将所述中间秸秆产物与水混合，并将秸秆和水的混合物制成浆。18.根据权利要求15-17中任一项所述的方法，其中步骤(e)包括以下子步骤中的一个或多个：(e1)通过过滤器过滤所述浆状秸秆，以从秸秆中提取纤维素纤维；(e2)在精制机中精制所述过滤后的浆状秸秆，以从秸秆中进一步提取纤维素纤维；(e3)筛选所述精制后的浆，以从纤维素纤维中分离木质素和/或灰分；(e4)用水洗涤所述筛选后的浆，以分离更多的木质素和/或灰分；和(e5)从步骤(e2)中回收液体以在根据前述权利要求中任一项所述的方法中重复使用。19.根据权利要求15-18中任一项所述的方法，其中步骤(e)可以包括通过碎解加工所述浆状秸秆。20.根据权利要求14-19中任一项所述的方法，其包括回收已经从所述纤维素纤维中分离的木质素。21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述碱性溶液包括烧碱。22.根据权利要求1-20中任一项所述的方法，其中所述碱性溶液包括碳酸钠、氢氧化钾或碳酸钾。23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(a)的p...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·纳菲奇，
申请(专利权)人：纳菲奇环境研究NER有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB