[发明专利]一种利用秸秆制备乙醇燃料的方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种利用秸秆制备乙醇燃料的方法，属于燃料领域。

背景技术

能源是当今社会赖以生存和发展的基础。目前，石油等传统化石燃料所造成的环境污染日益严重，而且其储量逐渐减少。据国际能源资料统计和专家预言，适合于经济开采的石油和天然气资源只能再开采30年，最多50年，煤炭储量也仅够开采300年。寻找新的可再生的替代能源已迫在眉睫。目前，国内外已有大量关于纤维素原料转化乙醇的技术路线的研究，并处于筹划千吨级纤维素乙醇示范工程建设阶段。然而纤维燃料乙醇生产的技术经济关迟迟不能走出低谷，分析其原因主要有：（1）单一技术无法实现纤维素、半纤维素和木质素三组分的同时利用。只强调单一纤维素组分的利用，其它组分成为废弃物，既造成环境污染，又造成资源浪费。（2）缺乏纤维素原料转化过程关键技术的突破。如在原料预处理上，套用造纸工业的污染技术或酸水解的传统技术，造成原料预处理费用高和环境污染严重；在纤维素酶和乙醇发酵生产中，套用淀粉发酵乙醇的工艺和设备，使得纤维素酶用量大，乙醇转化效率低，造成乙醇直接生产成本高。（3）缺乏系统的技术集成和配套技术研究。传统的生物转化过程把秸秆作为性质/单一的原料，主要利用的是秸秆中的纤维素，从而使得秸秆的高值转化难以适应工业化的要求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对目前无法将纤维素、半纤维素和木质素三组分的同时利用，利用酸水解和酶水解法的污染重、腐蚀大、酸回收困难、后处理难度大的问题，提供了一种利用玉米秸秆和小麦秸秆通过粉碎、蒸煮、晒干、培炒等工艺后加入水缸中，并加入草药的药汁，在上面铺上药渣，用薄膜进行密封发酵，得到燃料乙醇，本发明将秸秆中的纤维素、半纤维素和木质素降解彻底，充分利用资源，不会造成环境污染，并且生产得到的乙醇产率高，可达到20～25%，工艺生产成本低，操作简单，具有很大的市场前景。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）取400～500g的玉米秸秆和450～550g的小麦秸秆，先将秸秆切碎，并用铁耙除杂，筛选出细度均匀的秸秆，将其放入太阳下暴晒2～3h，晒干后将秸秆出加入粉碎机中粉碎，过筛后得40～50目的秸秆颗粒；

（2）取300～500g上述秸秆颗粒，并向秸秆中按固液质量比1:3加入水，并充分混合均匀，之后向混合物中滴加质量分数5%的氢氧化钠溶液调节pH值为7.5～8，之后再加入0.5～0.7g的硫代硫酸钠并搅拌混合均匀，混合后将其放入蒸锅中，在温度100～120℃下蒸煮30～40min，之后再降温到50～60℃，并在此温度下保温1～2h，冷却至室温；

（3）将上述冷却后的混合物加入离心分离机中，在1500～2500r/min转速下进行离心分离，将得到的沉淀物放入太阳下进行暴晒2～4天，晒干后放入炒锅中，并向锅中加入10～20g的沙子进行翻炒，炒20～30min后将其冷却至室温；

（4）取500～600g上述翻炒后的秸秆，先去除其中的沙子，之后向秸秆中加入3～5L的水和3～5g/L的黑曲酶和2～4g/L酵母菌，搅拌混合均匀后将其倒入带有凹槽的水缸中；

（5）取200～300g甘草，100～150g芡实，300～350g艾蒿，将其斩碎成大小均匀的碎渣，将斩碎后的草药进行混合均匀，并放入榨汁机中，分别得到草药渣和草药汁，将草药渣进行曝晒，晒至其中的水分为10～12%，然后将药渣捏成团，放入避光的地方让其自然发霉，控制温度在20～25℃，发霉3～4天即可；

（6）取100～150mL上述的草药汁，向其中滴加质量分数35%盐酸溶液，调药汁节pH值为4～5，调节后将其加入缸中的混合液中，并搅拌混合均匀，将上述发霉的药渣进行粉碎，得80～100目的药渣粉末，将其均匀撒在水缸的液面上，把液体完全覆盖，并将药渣的上面铺上一层薄膜，使其隔绝氧气进行密封，最后在水缸的四周包上一层厚度为8～10cm的稻草，密封发酵10～15天，即可从水缸的凹槽中收集到乙醇燃料。

本发明的应用方法：本发明制得的乙醇燃料可以单独使用，也可以加入汽油中混合使用，在常温常压下，将60～120g轻炔、30～60g煤焦油、45～105g溶剂加入到反应釜中，然后再向釜中加入本发明制得的45～105g乙醇燃料、0.6～3g燃料促进剂过氧化氢、0.1～0.2g分散剂单丁二酰亚胺，和0.2～0.4g防腐剂脂肪酸酯，搅拌均匀，即可得到燃料，燃烧后比汽油燃料的一氧化氮含量降低了26～30%。

本发明的有益效果是：