[发明专利]一种以纤维乙醇发酵残渣为原料提取木质素并联产磷钾复合肥的方法

说明书

本发明公开了一种以纤维乙醇发酵残渣为原料提取木质素并联产磷钾复合肥的方法，包括以下步骤：(1)向发酵残渣中加入含钾元素的碱性水溶液抽提木质素，固液分离，得到固体残渣和碱抽提液；(2)向得到的固体残渣中加入腐熟剂进行腐熟处理；(3)用含磷元素的酸性水溶液调节碱抽提液的pH至2～6，固液分离，固相经洗涤干燥后即得木质素；(4)将滤液进行干燥制得磷钾复合肥。本发明通过梯度调节碱抽提液的pH，控制缓释型磷钾复合肥的肥效肥效，从而满足不同农作物对磷钾复合肥的需求。

技术领域

本发明属于生物能源与生物化工领域，具体涉及一种以纤维乙醇发酵残渣为原料提取木质素并联产磷钾复合肥的方法。

背景技术

近年来，随着石油等化石资源的逐渐枯竭以及环境污染等问题日益突出，绿色低碳的发展理念不断深入人心，以生物质全组分利用的精炼技术已成为世界备受瞩目的研究开发领域，其中燃料乙醇作为一种可再生的生物质能源，正逐步渗透于人们的日常生活中。

2015年全球燃料乙醇产量达到983亿升，占总生物液体燃料(包括乙醇、生物柴油和氢化植物油)产量(约1307亿升)的75％，是全球最主要的液体可再生燃料，也是交通领域公认的汽油替代燃料。迄今为止，燃料乙醇主要是以粮食作物、糖类作物和非粮淀粉等为原料通过发酵产生，为了节约粮食，以木质纤维素类生物质为原料生产纤维乙醇将成为今后的发展趋势。

目前，纤维乙醇整体尚处于工业试验阶段，国内外已有多套示范装置。但是，其与粮食乙醇的成本竞争性一直是纤维乙醇商业化的限制性因素。木质素作为自然界中在总量上仅次于纤维素的可再生、可生物降解的天然有机高分子化合物，是唯一能大量提供可再生芳香基化合物的非石油资源，用其来制备高附加值化学品是提高生物质资源利用效率的关键。然而在实际应用中，只有很小一部分木质素被用于其他商业目的，绝大部分均被焚烧以回收部分热能。因此，若能有效的利用这部分木质素，不仅可以减轻环境污染，而且在一定程度上可以提高传统生物炼制的经济效益。

土壤中的常量营养元素氮、磷、钾通常不能满足作物生长的需求，需要施用含氮、磷、钾的化肥来补足。但由于氮素易通过挥发、淋溶、反硝化损失；磷肥很容易被土壤中的A1³⁺、Fe³⁺及Ca²⁺、Mg²⁺固定，形成稳定的沉淀或与铁、铝氧化物形成闭蓄态磷而逐步丧失有效性，造成化肥施用的当季利用率很低，因此，以减少肥料流失、防止施肥造成的环境污染、增加作物产量、提高肥料利用率为目的的“高效、缓效、复合、专用化”发展方向的肥料研制及其应用技术研究，成为保护生态环境、推动农业经济持续发展的热点研究课题。木质素的比表面积大，易降解，在土壤中通过微生物降解可以生成腐殖酸，改善土壤理化性质，提高土壤通透性，防止板结，用木质素作为肥料的载体，吸附、包囊肥料，可达到肥料缓释的目的。总之，它的开发利用既是对纤维乙醇发酵残渣中木质素资源的综合利用，又同时解决了化肥的流失和污染，并能为降低农业生产成本提供一种新的产品。

CN200910014038.3公开了以棉籽壳为原料联产纤维素、木质素、复合肥的方法。该发明改变了国内现有技术在水资源浪费和环境污染上的弊端，但是其木质素提取率低、木质素溶脱剂中含有高锰酸钾，对木质素天然结构破坏较大，且整体工艺复杂，成本较高。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种以纤维乙醇发酵残渣为原料提取木质素并联产磷钾复合肥的方法，解决了传统木质素生产过程中产生的含酸或高盐废水，是一种经济且节能环保的木质素分离提取方法。

技术方案：本发明所述一种以纤维乙醇发酵残渣为原料提取木质素并联产磷钾复合肥的方法，包括以下步骤：

(1)向纤维乙醇发酵残渣中加入含钾元素的碱性水溶液进行抽提，固液分离得到固体残渣和碱抽提液；

(2)向步骤(1)得到的固体残渣中加入腐熟剂进行腐熟处理；