[发明专利]一种以木质纤维素为原料联产乙醇和电能的方法

权利要求书

1.一种以木质纤维素为原料联产乙醇和电能的方法，其包括以下步骤：

(1)将木质纤维素原料与氧化态杂多酸或其盐溶液混和进行预处理后，分离得到固体1和含有还原态杂多酸或其盐的液体1；

(2)将步骤(1)得到的固体1用水洗涤后分离，得到固体2和液体2，并将固体2进一步用水洗涤至中性；

(3)将步骤(2)得到的洗涤至中性的固体2用于乙醇生产；

(4)将步骤(1)得到的液体1和步骤(2)得到的液体2混合后得到的液体3用于产生电能，同时将液体3重新氧化为再生氧化态杂多酸或其盐溶液；以及

(5)将步骤(4)得到的再生氧化态杂多酸或其盐溶液回收并重复用于步骤(1)中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中所使用的氧化态杂多酸或其盐为Keggin、Silverton或Dawson结构杂多酸及其盐中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中所使用的氧化态杂多酸或其盐选自以下中的一种或多种：磷钼酸、磷钨酸、磷钼钒酸、磷钨钒酸、硅钼酸、硅钨酸、硅钼钒酸、硅钨钒酸及其钠盐、钾盐、铜盐、铵盐。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的氧化态杂多酸或其盐溶液浓度为0.001-0.5mol/L。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预处理还包括加入磷酸。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述磷酸浓度不大于1mol/L。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预处理条件为：温度50-200℃，液固比v/w 3:1-50:1L/kg，时间0.1-24小时。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中用水洗涤步骤(1)得到的固体1时，采用多级逆流洗涤的方法。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述洗涤方法包括先采用与初始木质纤维素原料液固比v/w为10:1-20:1L/kg的水洗涤，得到固体2和液体2，之后再采用水将固体2洗涤至中性。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)和/或步骤(2)中的分离选自压滤、真空过滤或离心分离。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中将步骤(2)得到的洗涤至中性的固体2用于生产乙醇是通过分步糖化发酵或同步糖化发酵实现的。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中将液体3用于产生电能是在液流式燃料电池中实现的，其中将液体3用作阳极溶液进行阳极反应，氧化剂用作阴极电子受体进行阴极反应。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述氧化剂选自以下中的一种或多种：空气、氧气、氧化态杂多酸或其盐、过氧化物、高锰酸钾、重铬酸钾、次氯酸及其盐、过氧化物酶、TEMPO。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，其中将所述阳极反应的温度控制在室温至150℃。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述阳极溶液在液流式燃料电池中的流速为0.1-1000ml/min。

16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，将所述阴极反应的温度控制在室温至150℃。

17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，其中所述氧化剂在液流式燃料电池中的流速为0.1-1000ml/min。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，所述氧化态杂多酸或其盐对木质纤维素进行预处理的过程与所述将还原态杂多酸或其盐通过液流式燃料电池氧化再生产生电能的过程可同步偶联连续进行。