[发明专利]一种秸秆综合利用方法

说明书

本发明涉及一种秸秆综合利用的方法，属于生物质原料综合利用技术领域，所述方法主要包括以下关键步骤：秸秆切断处理、干法除尘、热水洗涤除沙、连续蒸煮、喷放接收、多级逆流洗涤、多级高浓磨浆、纤维分级处理、长纤维浓缩、长纤维熟化处理、长纤维磨浆、长纤维生产瓦楞纸；短纤维浓缩、短纤维酶解发酵蒸馏生产燃料乙醇和固体颗粒燃料等。本发明的有益效果：实现了秸秆物料各组分高值化综合利用，不加化学品，水系统封闭循环，废水零排放；细小纤维组分比表面积大、酶解效率高；长纤维组分生产瓦楞纸强度高、质量好；细小纤维组分用于酶解系统，不仅提高了物料的可酶解性，还大幅降低了酶解糖的成本，从而促进生物质综合利用技术的发展。

技术领域

本发明属于生物质原料综合利用技术领域，特别涉及一种秸秆综合利用方法。

背景技术

我国木材资源缺乏，不但针叶木材紧缺，有限的速生阔叶木材也主要由于建筑和家具板材，剩余边角料也用于生产价值较高的漂白纸浆，大型制浆厂原料木片大部分依赖进口，部分大型企业虽然也有人工林地，但主要以生产漂白浆为主。

2017年，我国瓦楞箱板等工业包装纸总产量4720万吨，占中国造纸总体产量11130万吨体量的42%；我国是世界废纸进口第一大国，2017年进口废纸2572万吨；国内废纸由于多次回收循环再利用，导致纤维强度、得率下降，纤维品质越来越差，导致化学助剂的用量增加，污水处理费用增加；只能靠进口OCC（废箱板纸）来增加新鲜纤维的加入，以提高纤维强度和得率。

历史上，我国的瓦楞箱板等工业包装纸的自制浆生产，主要以植物秸秆为原料，将秸秆切断后直接加入氢氧化钠进行蒸煮，蒸煮压力0.3-0.65Mpa，温度130-165℃；液比1:3（绝干物料/蒸煮液），氢氧化钠用量3-6%（氢氧化钠/绝干物料），时间30-120min；也有采用亚硫酸铵作为蒸煮药品，或采用石灰水作为蒸煮药品；蒸煮设备主要采用间歇的蒸球或蒸池，由于规模小、技术落后、效能低下、污染严重，自上世纪90年代，已全部逐步关停；现在生产运行的瓦楞箱板等工业包装纸企业，大部分采用国内回收废纸和进口废纸为原料；我国的第一大废纸来源是美国，由于限制进口等原因，导致近两年原料和成品市场像过山车一样剧烈波动，严重影响了整个行业的健康发展。

我国是货物贸易顺差大国，也就是说，出口货物量远大于进口货物量，这就导致大量工业包装物随出口货物一起出口，使工业包装纤维原料一直处于总量净减少状态，更加剧了纤维原料的短缺。

纤维原料缺乏，将是我国长期的痛点，解决我国瓦楞箱板等工业包装纸用自产纤维浆料，可减少对进口废纸的严重依赖，降低整个行业的成本，具有重大的战略意义和长远的经济意义。

禾本科植物秸秆原料的组分，灰分2.5-6%，稻草可以达到16%；冷水抽出物2.5-8%；热水抽出物达13-29%（秸秆样品在蒸馏水中煮沸360min后损失的物质，主要是水溶性的无机盐、糖、植物碱、环多醇、单宁、色素以及多糖类物质如胶质、粘液、淀粉、果胶质、多乳糖等，大部分具有良好的生化降解性）；1%氢氧化钠抽出物27-40%，麦草和稻草可以达到45-48%（秸秆样品1%氢氧化钠溶液中煮沸60min后损失的物质，主要是部分低分子量木质素、多戊糖、多己糖、树脂酸及糖醛酸等）；多戊糖（主要是阿拉伯糖和木糖）18-26%；纤维素36-44%；木质素含量14-23%，且分子量分布范围广，平均分子量约为8000-10000，其中20000以上大约5%，10000以下约占75%，结构单元中酚羟基含量较高，约有35-45%的酚型结构，其他酸性基团也较木材多；秸秆类物料的半纤维素主要是4-O-甲基葡萄糖醛酸、阿拉伯糖、木糖的复合多糖聚合物。

阔叶木材原料的组分，灰分0.2-0.7%；冷水抽出物1-1.7%；热水抽出物达到1.6-3.5%；1%氢氧化钠抽出物17-22%；多戊糖（主要是木糖）21-29%；纤维素49-55%；木质素18-23%，平均分子量约为16000-20000，其中20000以上大约24%，10000以下约占43%，只有约20-30%的酚型结构单元；半纤维素主要是4-O-甲基葡萄糖醛酸和木糖的复合多糖聚合物。