[发明专利]一种草类生物质连续化全组分分离方法和装置

说明书

本发明属于生物化工与生物能源领域，公开了一种草类生物质连续化全组分分离方法和装置。该装置包括：回料装置、预热装置、T型管、第一蒸煮装置、浆料卸料装置、第一固液分离装置、料塞装置、第二蒸煮装置、浆料喷放装置、第二固液分离装置；所述回料装置与预热装置连接；所述预热装置与T型管连接；所述T型管与第一蒸煮装置连接；所述第一蒸煮装置与浆料卸料装置连接；所述浆料卸料装置与第一固液分离装置连接；所述第一固液分离装置与料塞装置连接；所述料塞装置与第二蒸煮装置连接；所述第二蒸煮装置与浆料喷放装置连接；所述浆料喷放装置与第二固液分离装置连接。该装置可高效分离出高纯度木质素及高纯度纤维素草浆。

技术领域

本发明属于生物化工与生物能源领域，具体涉及一种草类生物质连续化全组分分离方法 和装置。

背景技术

我国具有丰富的生物质资源，玉米、水稻、小麦、棉花等农作物秸秆等资源量每年约8.2 亿吨(约合4亿吨标煤)，可收集的资源量每年约6.9亿吨。然而迄今为止，秸秆利用仍然是 世界性难题。鉴于我国缺林少木的情况，充分利用秸秆这一丰富的纤维资源具有重要意义。 同时由于国家经济的快速发展与人们日益增长的消费需求，纸浆的缺口将进一步扩大。

秸秆主要由纤维素、半纤维素及木质素组成，这三大组分均已有成熟的下游产业化应用。 而秸秆制浆大多仍停留在粗狂式的整株利用，例如专利文献CN201410529695.2和专利文献 CN201811414874.6，未能充分挖掘秸秆其它组分价值，同时制备出的浆品质较低，导致应用 面局限性较大；或是单纯借鉴传统木材碱法制浆工艺应用于秸秆制浆，例如专利文献 CN103061180B采用碱法横管蒸煮，能较好的分离出木质素，得到芦苇浆，但是由于半纤维 仍大量存在的原因，所得纸浆存在滤水性差的问题，所以需要用大量水稀释碱性物料才能较 好的挤出黑液，同时所提木质素纯度提升有限，蒸煮过程一部分半纤维素发生剥皮反应，溶 于黑液之中。目前木材制浆已有成熟的一套连续化蒸煮工艺以及配套装置，例如专利文献 CN102449231B及CN106164370B。然而上述木材的连续蒸煮工艺以装置由于草类物料滤水性 比木材差，所以无法应用于秸秆的连续蒸煮。综上由于草类物料半纤维素含量较高，纤维长 度较短，细小纤维含量高，制浆后普遍存在滤水性差、强度低等问题，严重限制秸秆大规模 高值化的利用。

因此，能够实现草类生物质连续化全组分分离的连续制浆，对于秸秆的高效节能环保利 用，具有重要的意义。

发明内容

本发明第一方面的目的，在于提供一种草类生物质连续化全组分分离装置。

本发明第二方面的目的，在于提供第一方面的装置在草类生物质连续化全组分分离中的 应用。

本发明第三方面的目的，在于提供一种草类生物质连续化全组分分离方法。

本发明第四方面的目的，在于提供第一方面的装置和/或第三方面的方法在制备纸浆中的 应用。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明的第一个方面，提供一种草类生物质连续化全组分分离装置，包括：回料装置、 预热装置、T型管、第一蒸煮装置、浆料卸料装置、第一固液分离装置、料塞装置、第二蒸煮装置、浆料喷放装置、第二固液分离装置；所述回料装置与预热装置连接；所述预热装置与T型管连接；所述T型管与第一蒸煮装置连接；所述第一蒸煮装置与浆料卸料装置连接；所述浆料卸料装置与第一固液分离装置连接；所述第一固液分离装置与料塞装置连接；所述 料塞装置与第二蒸煮装置连接；所述第二蒸煮装置与浆料喷放装置连接；所述浆料喷放装置 与第二固液分离装置连接。

优选地，所述草类生物质连续化全组分分离装置还包括计量装置，所述回料装置通过计 量装置与预热装置连接。

优选地，所述草类生物质连续化全组分分离装置还包括喂料装置，所述预热装置通过喂 料装置与T型管连接。

优选地，所述第一蒸煮装置包含多根蒸煮管；进一步包含四根蒸煮管。