【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于可再生能源和资源环境，涉及一种同时提取木质素和沼气的方法，具体涉及一种同时提高木质素和沼气产量的方法。
技术介绍
1、随着化石能源的不断衰竭和环境问题的日益加剧，清洁、可再生能源的开发与利用成为目前全球关注的重要议题。生物质具有普遍性、丰富性、可再生性等特点，已被公认为是一种可以用于替代传统化石原料的天然可再生资源。在以木质纤维素生物质转化生物燃料的各项技术路线中，大多关注于厌氧发酵产甲烷(沼气)途径，通过厌氧发酵可将部分有机物转化成甲烷，而且厌氧发酵产甲烷的能量产投比达到28.8mj/mj，高于其它的生物或热化学转化路径，具有较好的经济、环境效益。
2、目前，用于厌氧发酵产甲烷的生物质主要是秸秆类生物质材料，但是秸秆类生物质材料中木质素含量偏低，不具备沼气及木质素联产的可行性，因而难以同时获得高产量的木质素和沼气，经济效益仍然较差。与秸秆类生物质材料完全不同的是，皮壳类生物质材料中纤维素、半纤维素以及木质素的含量分布较为均衡，各成分含量在20％-30％之间，这使得皮壳类生物质材料具备沼气及木质素联产的可行性。然而，现有以皮壳类生物质材料为原料通过厌氧发酵产甲烷的方法中，由于皮壳类生物质材料中可被微生物利用的可溶性有机质通常被木质素所包裹，而木质素的结构复杂且具有强大的化学稳定性，因而厌氧微生物难以利用皮壳类生物质材料中的纤维素、半纤维素，从而难以快速的将纤维素、半纤维素等可溶性有机质转化成甲烷，特别是，木质素与纤维素酶之间存在相互作用，当木质素与纤维素酶接触时，木质素的大分子结构可以物理上阻碍酶分子与
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、操作方便、成本低、绿色环保的同时提高木质素和沼气产量的方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种同时提高木质素和沼气产量的方法，包括以下步骤：
4、s1、将皮壳类生物质材料与低共熔溶剂混合进行反应，过滤，得到固相和液相；
5、s2、将固相进行厌氧消化处理，收集沼气；
6、步骤s1中，所述液相的加工方法包括以下步骤：
7、(1)回收液相中的溶剂；
8、(2)将剩余的液相与去离子水混合，静置，去除上清液，得到木质素悬浊液；
9、(3)对木质素悬浊液进行离心处理，得到木质素。
10、上述的同时提高木质素和沼气产量的方法，进一步改进的，步骤s1中，所述皮壳类生物质材料与低共熔溶剂的质量比为1∶15～25；所述皮壳类生物质材料的粒径为粒径为0.1mm～1.0mm。
11、上述的同时提高木质素和沼气产量的方法，进一步改进的，所述皮壳类生物质材料中木质素的质量百分含量为20％～40％；所述皮壳类生物质材料为油茶果蒲、核桃壳和椰子壳中的至少一种。
12、上述的同时提高木质素和沼气产量的方法，进一步改进的，所述低共熔溶剂中，氢键受体为氯化胆碱，氢键供体为丙三醇、羧酸类化合物和尿素中的至少一种。
13、上述的同时提高木质素和沼气产量的方法，进一步改进的，所述低共熔溶剂由以下方法制备得到：将氢键受体和氢键供体混合，在温度为70℃～80℃、转速为300rpm～500rpm的条件下搅拌1h～2h，形成澄清透明的均质溶液，于80℃真空条件下干燥处理24h，得到低共熔溶剂；所述氢键受体和氢键供体的摩尔比为1∶1～3。
14、上述的同时提高木质素和沼气产量的方法，进一步改进的，所述低共熔溶剂在使用之前还包括：往低共熔溶剂中加入酸性溶液进行酸化；所述酸性溶液与低共熔溶剂的比例为0.09ml∶20g；所述酸性溶液为硫酸溶液、硅钨酸溶液、磷钨酸溶液和磷钼酸溶液中的至少一种；所述酸性溶液的质量分数为0.5％～1.0％。
15、上述的同时提高木质素和沼气产量的方法，进一步改进的，步骤s1中，所述反应的温度为100℃～150℃；所述反应的时间为10h～12h；所述过滤的方式为抽滤。
16、上述的同时提高木质素和沼气产量的方法，进一步改进的，步骤s2中，所述厌氧消化处理包括以下步骤：
17、s2-1、将固相与接种污泥混合，得到混合物；
18、s2-2、对混合物进行厌氧培养，收集沼气。
19、上述的同时提高木质素和沼气产量的方法，进一步改进的，步骤s2-1中，所述混合物中固相的质量百分含量为3％～5％；所述接种污泥在使用之前还包括以下处理：往接种污泥中持续通入氮气10min～1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种同时提高木质素和沼气产量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的同时提高木质素和沼气产量的方法，其特征在于，步骤S1中，所述皮壳类生物质材料与低共熔溶剂的质量比为1∶15～25；所述皮壳类生物质材料的粒径为粒径为0.1mm～1.0mm；
3.根据权利要求2所述的同时提高木质素和沼气产量的方法，其特征在于，步骤S1中，所述反应的温度为100℃～150℃；所述反应的时间为10h～12h；所述过滤的方式为抽滤。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的同时提高木质素和沼气产量的方法，其特征在于，步骤S2中，所述厌氧消化处理包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的同时提高木质素和沼气产量的方法，其特征在于，步骤S2-1中，所述混合物中固相的质量百分含量为3％～5％；所述接种污泥在使用之前还包括以下处理：往接种污泥中持续通入氮气10min～15min，形成无氧环境，在35℃下培养30天以上。
6.根据权利要求5所述的同时提高木质素和沼气产量的方法，其特征在于，步骤S2-2中，所述厌氧培养实施前还包括：往混合
7.根据权利要求6所述的同时提高木质素和沼气产量的方法，其特征在于，步骤S2-2中，所述厌氧培养完成后还包括以下处理：收集沼液，采用筛网去除沼液接种污泥，洗涤，干燥，得到沼渣；所述洗涤为依次采用丙酮、水对沼渣进行清洗；所述洗涤的次数为2次～3次；所述干燥的温度为60℃～80℃；所述干燥的时间为12h。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的同时提高木质素和沼气产量的方法，其特征在于，步骤(1)中，对液相进行旋转蒸发，回收液相中的溶剂；所述旋转蒸发在温度为50℃～70℃下进行。
9.根据权利要求1～3中任一项所述的同时提高木质素和沼气产量的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述去离子水的加入量为所述剩余的液相的5～10倍体积；所述静置的时间为12h～24h；采用虹吸法去除上清液。
10.根据权利要求1～3中任一项所述的同时提高木质素和沼气产量的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述离心处理的转速为5000rpm～8000rpm；所述离心处理的时间为10min～15min；所述离心处理后还包括以下处理：将离心后的产物于-20℃下冰冻成块，冷冻干燥48h。
...【技术特征摘要】
1.一种同时提高木质素和沼气产量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的同时提高木质素和沼气产量的方法，其特征在于，步骤s1中，所述皮壳类生物质材料与低共熔溶剂的质量比为1∶15～25；所述皮壳类生物质材料的粒径为粒径为0.1mm～1.0mm；
3.根据权利要求2所述的同时提高木质素和沼气产量的方法，其特征在于，步骤s1中，所述反应的温度为100℃～150℃；所述反应的时间为10h～12h；所述过滤的方式为抽滤。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的同时提高木质素和沼气产量的方法，其特征在于，步骤s2中，所述厌氧消化处理包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的同时提高木质素和沼气产量的方法，其特征在于，步骤s2-1中，所述混合物中固相的质量百分含量为3％～5％；所述接种污泥在使用之前还包括以下处理：往接种污泥中持续通入氮气10min～15min，形成无氧环境，在35℃下培养30天以上。
6.根据权利要求5所述的同时提高木质素和沼气产量的方法，其特征在于，步骤s2-2中，所述厌氧培养实施前还包括：往混合物中持续通入氮气10min～15min，形成无氧环境；所述厌氧培养的温...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄兢，李峰，黄忠良，李辉，吴子剑，张轩，覃晓莉，阮敏，赵成，
申请(专利权)人：湖南省林业科学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。