[發明專利]秸稈經化學催化水解處理實現資源化和零排放的方法

有效

• 申請號: 201210024725.5
• 申請日: 2012-02-03
• 公開（公告）號: CN102553898A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 劉文治;宋薈
• 申請（專利權）人: 劉文治;上海百乘肥料有限公司
• 主分類號: B09B5/00
• 分類號: B09B5/00;B09B3/00;C05G3/00;C05F11/00;C05F11/08
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

1.秸稈經化學催化水解處理實現資源化和零排放的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)預處理：農作物秸稈經破碎成1mm-5mm小段后，用秸稈體積4倍-10倍量的10％-30％的硫酸浸取2h-24h得到酸浸秸稈，將多余的硫酸放出再利用；

2)第一級化學催化水解反應：將步驟1)制備所得的酸浸秸稈輸入第一級水解罐中，進行第一級化學催化水解，向第一級水解罐中通入蒸汽，第一級水解罐中的溫度控制在100℃-200℃，壓力控制在0.1MPa-1.6MPa，水解時間為2h-8h，冷凝反應產生的氣相，得到糠醛、甲基糠醛和醋酸的混合物，所得混合物經蒸餾分離出醋酸，所得醋酸用石灰水溶液中和得到醋酸鈣溶液，該醋酸鈣溶液經過濾、濃縮、結晶、離心分離和干燥得結晶醋酸鈣；所得混合物經精餾分出糠醛和甲基糠醛；反應產生的固相為第一級水解渣，所得第一級水解渣質量的50％用于熱解氣化爐產燃料氣供鍋爐燃料，用于發電，實現自供電源和蒸汽源，產生的草木灰，用于肥料添加劑以中和肥料的酸性物質和增加肥料中的鉀肥成分；

3)第二級化學催化水解反應：將步驟2)所得的第一級水解渣剩余的50％輸入到第二級水解罐中，進行第二級化學催化水解，水解溫度為150℃-250℃，水解壓力為1MPa-2MPa，水解時間為1h-6h，反應產生氣相、液相和固相，氣相為含醋酸的尾氣，該含醋酸的尾氣用石灰乳吸收中和生成醋酸鈣溶液，該醋酸鈣溶液經冷凝、濃縮、結晶和干燥得結晶醋酸鈣，液相中含水溶性有機碳類，經濃縮和結晶得固體粉末狀速溶性肥料，固相為第二級水解渣；

4)第三級化學催化水解反應：將步驟3)所得的第二級水解渣輸入到第三級水解罐中，進行第三級化學催化水解，水解溫度為200℃-350℃，水解壓力為1.5MPa-3.0MPa，水解反應時間為1h-6h，水解產物為氣相、液相和固相，氣相含甲酸，用石灰乳吸收，中和生成甲酸鈣溶液，該甲酸鈣溶液經過濾、濃縮、結晶、離心分離和干燥得結晶甲酸鈣，液相含水溶性黃腐酸，經過濾、濃縮、噴霧、干燥和脫水得粉末狀黃腐酸，固相為未水解的木質素，該木質素加功能菌制成復合微生物肥料。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中，用正壓0.1MPa-0.5MPa的壓力將酸浸秸稈輸送到第一級水解罐中，酸浸秸稈裝填量為第一級水解罐有效容積的30％-60％。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中，所述熱解氣化爐為富氧加壓熱解氣化爐；所述熱解氣化爐燃料用的第一級水解渣含水量控制在20％-50％，細度控制在30篩目-200篩目；熱解氣化爐中壓力控制在0.2MPa-1.0MPa，所述熱解氣化爐所產生的燃料氣經凈化脫氨、脫硫和脫水，然后進燃料氣輪機帶動發動機發電，產生的高壓蒸汽供三級水解用熱源。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，第一級化學催化水解反應中，糠醛、甲基糠醛和醋酸被分解分離出后，立即用0.3MPa-0.6MPa的壓力將第一級化學催化反應后的第一級水解渣剩余的50％輸送到第二級水解罐中，進行第二級化學催化水解反應。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)中，所述第二級化學催化水解反應所用第一級水解渣與水的質量比為1∶5-10。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)中，所述固體粉末狀速溶性肥料的含水量控制在2％-15％。

7.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于，在所述步驟4)中，用0.1MPa-0.6MPa的壓力將含水量為20％-50％的第二級水解渣輸送到水解罐中，進行第三級化學催化水解反應，第二級水解渣裝填量為第二級水解罐有效容積的30％-60％。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟4)中，所述黃腐酸的含水量控制在2％-15％。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟4)中，所述功能菌為土壤中分解植物殘留根和死亡菌體蛋白的枯草芽孢桿菌。