[发明专利]皇竹草分级转化燃料乙醇联产发电、纸浆的工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于皇竹草资源综合利用领域，特别涉及到皇竹草发酵燃料乙醇联产发电、纸浆的工艺方法。

背景技术

随着世界人口的迅猛增加、社会经济的不断发展，人类在近400年内，将地球25亿年累积的化石型能源石油、煤、天然气几乎耗尽。自1993年我国首次成为石油产品净进口国以来，2004年原油进口突破亿吨大关，因此为了解决国家能源安全问题，寻找清洁、廉价、可再生的替代能源迫在眉睫！

在可能替代化石燃料的能源中，生物质以其可再生、产量巨大、可储存、碳循环等优点引起世人注目。而且生物质能是唯一一种可以转换为燃料乙醇的可再生能源，其利用技术和化石燃料的利用方式具有很大的兼容性。在生物质能产品产业规模方面，发展最快的是燃料乙醇。目前，巴西全国有300多家甘蔗加工厂，燃料乙醇年产量为170亿升；美国2004年以玉米为原料生产燃料乙醇1000万吨。目前，我国燃料乙醇四大生产厂安徽丰原生化、黑龙江华润酒精、河南天冠和吉林乙醇的乙醇总生产能力为163万吨/年，总产量在140万吨左右。然而当今我国燃料乙醇多为玉米转化，原料成本高且与人争粮。而利用木质纤维原料发酵转化符合“不与人争粮、不与粮争地”原则，用以生产燃料乙醇，具有诱人的开发前景。木质纤维原料发酵燃料优势明显，而皇竹草以其高生物量积累、热值高、保持水土等优势逐渐被人们所青睐。

皇竹草是我国从南美洲哥伦比亚引进的高产量高蛋白优质牧草，有“草王”之称，别名王草、皇竹、巨象草，学名：Pennisetum sinese Roxb，隶属被子植物门，单子叶植物纲，禾本科，狼尾草属。皇竹草是由象草和美州狼尾草杂交育成的高产优质禾本科牧草。皇竹草植株高大，直立丛生，根系发达，在温度适宜地区为多年生植物。株高可达4～5米，节间长9～15厘米；有15～30个有效分蘖，每节着生1个腋芽，并由叶片包裹，叶片互生，长60～132厘米，叶片宽3～6厘米。在广东、广西等地区种植皇竹草见效快，收获期长，稳产高产，春季栽植后2～3个月即可收割，随割随长，每年可收割4～6次，种一次可连续收割6～7年，每亩每年产量高达25吨。

皇竹草的主要化学成分包括：纤维素(cellulose)、半纤维素(hemi-cellulose)和木质素(lignin)，这三种成分构成植物体的支持骨架；其中，纤维素组成微细纤维、构成植物细胞壁的网状骨架，而半纤维素和木质素则是填充的纤维之间的“粘合剂”和“填充剂”。其中综纤维素含量在75％以上，克拉森木质素在为20％左右，灰分占3％左右，此外皇竹草中还含有果胶质、脂蜡质、脂类、低分子的碳水化合物等。

目前皇竹草的利用主要集中在三个方面：一是作为优质牧草及饲料；二是作为良好的水土保持、美化环境植物；三是为造纸建材和饮料生产新型原料。

①优质牧草和饲料：皇竹草鲜叶质地柔软多汁、含糖份较高，适口性好，营养丰富，消化率高，是饲养草食畜禽及鱼类的最佳青饲料，每年4～11月间均可收割，一般全年可收割4～6次，管理条件好时，可收割8次以上，种植一亩皇竹草足以满足育肥肉牛8～10头饲料需求。

②用于坡地水土保持和美化环境：皇竹草是实施退耕还林还草工程的好草种，是防止水土流失、治理荒滩、陡坡的理想植株。皇竹草根系发达，茎杆坚实，平均根系长3～4米，最长根系可达5米，根系密集，平均茎粗直径2～3厘米，最大茎粗可达4厘米。皇竹草生长迅速、抗旱力强，整体抗风能力强，种植在地边、园坝、果园可作围栏、绿篱；种植在河边、沟边、水库边、荒坡可防洪护堤，防止水土流失，对绿化荒山荒坡、防风固沙都具有积极的作用。同时，皇竹草新陈代谢旺盛，代谢后的根是极好的有机质肥料，有利于土壤土质改良。同时皇竹草还用于庭院、公园、园林区、风景区的绿化。皇竹草植株高大，茎节灰白，光滑发亮，具有观叶观节的实用价值，种植后合理修剪、管护，可迅速形成葱绿的“草林”，美化当地环境，减少了环境污染，改善人们生活和工作环境都有积极的作用。

③用于造纸和建材：皇竹草是一种潜力很大，具有良好的制造纸的性能的速生造纸原料，具有纤维长，制浆得率高，漂白性能好，戊聚糖含量低，浆料纤维强度较高等综合指标，均优于麦草、稻草和杨木，充分适合制造中高档的文化纸品。同时黄组成植株可造质优价廉的纤维板、模型板等建材板和各种工艺品。