一種利用秸稈制備乙醇燃料的方法
【技術領域】
[0001]本發明公開了一種利用秸桿制備乙醇燃料的方法，屬于燃料領域。
【背景技術】
[0002]能源是當今社會賴以生存和發展的基礎。目前，石油等傳統化石燃料所造成的環境污染日益嚴重，而且其儲量逐漸減少。據國際能源資料統計和專家預言，適合于經濟開采的石油和天然氣資源只能再開采30年，最多50年，煤炭儲量也僅夠開采300年。尋找新的可再生的替代能源已迫在眉睫。目前，國內外已有大量關于纖維素原料轉化乙醇的技術路線的研究，并處于籌劃千噸級纖維素乙醇示范工程建設階段。然而纖維燃料乙醇生產的技術經濟關遲遲不能走出低谷，分析其原因主要有:(1)單一技術無法實現纖維素、半纖維素和木質素三組分的同時利用。只強調單一纖維素組分的利用，其它組分成為廢棄物，既造成環境污染，又造成資源浪費。(2)缺乏纖維素原料轉化過程關鍵技術的突破。如在原料預處理上，套用造紙工業的污染技術或酸水解的傳統技術，造成原料預處理費用高和環境污染嚴重；在纖維素酶和乙醇發酵生產中，套用淀粉發酵乙醇的工藝和設備，使得纖維素酶用量大，乙醇轉化效率低，造成乙醇直接生產成本高。(3)缺乏系統的技術集成和配套技術研究。傳統的生物轉化過程把秸桿作為性質/單一的原料，主要利用的是秸桿中的纖維素，從而使得秸桿的高值轉化難以適應工業化的要求。
【發明內容】
[0003]本發明主要解決的技術問題:針對目前無法將纖維素、半纖維素和木質素三組分的同時利用，利用酸水解和酶水解法的污染重、腐蝕大、酸回收困難、后處理難度大的問題，提供了一種利用玉米秸桿和小麥秸桿通過粉碎、蒸煮、曬干、培炒等工藝后加入水缸中，并加入草藥的藥汁，在上面鋪上藥渣，用薄膜進行密封發酵，得到燃料乙醇，本發明將秸桿中的纖維素、半纖維素和木質素降解徹底，充分利用資源，不會造成環境污染，并且生產得到的乙醇產率高，可達到20?25%，工藝生產成本低，操作簡單，具有很大的市場前景。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:
(1)取400?500g的玉米秸桿和450?550g的小麥秸桿，先將秸桿切碎，并用鐵耙除雜，篩選出細度均勻的秸桿，將其放入太陽下暴曬2?3h，曬干后將秸桿出加入粉碎機中粉碎，過篩后得40?50目的秸桿顆粒；
(2)取300?500g上述秸桿顆粒，并向秸桿中按固液質量比1:3加入水，并充分混合均勻，之后向混合物中滴加質量分數5%的氫氧化鈉溶液調節pH值為7.5?8，之后再加入0.5?0.7g的硫代硫酸鈉并攪拌混合均勻，混合后將其放入蒸鍋中，在溫度100?120°C下蒸煮30?40min，之后再降溫到50?60°C，并在此溫度下保溫1?2h，冷卻至室溫；
(3)將上述冷卻后的混合物加入離心分離機中，在1500?2500r/min轉速下進行離心分離，將得到的沉淀物放入太陽下進行暴曬2?4天，曬干后放入炒鍋中，并向鍋中加入10?20g的沙子進行翻炒，炒20?30min后將其冷卻至室溫； (4)取500?600g上述翻炒后的秸桿，先去除其中的沙子，之后向秸桿中加入3?5L的水和3?5g/L的黑曲酶和2?4g/L酵母菌，攪拌混合均勾后將其倒入帶有凹槽的水缸中；
(5)取200?300g甘草，100?150g芡實，300?350g艾蒿，將其斬碎成大小均勻的碎渣，將斬碎后的草藥進行混合均勻，并放入榨汁機中，分別得到草藥渣和草藥汁，將草藥渣進行曝曬，曬至其中的水分為10?12%，然后將藥渣捏成團，放入避光的地方讓其自然發霉，控制溫度在20?25°C，發霉3?4天即可；
(6)取100?150mL上述的草藥汁，向其中滴加質量分數35%鹽酸溶液，調藥汁節pH值為4?5，調節后將其加入缸中的混合液中，并攪拌混合均勻，將上述發霉的藥渣進行粉碎，得80?100目的藥渣粉末，將其均勻撒在水缸的液面上，把液體完全覆蓋，并將藥渣的上面鋪上一層薄膜，使其隔絕氧氣進行密封，最后在水缸的四周包上一層厚度為8?10cm的稻草，密封發酵10?15天，即可從水缸的凹槽中收集到乙醇燃料。
[0005]本發明的應用方法:本發明制得的乙醇燃料可以單獨使用，也可以加入汽油中混合使用，在常溫常壓下，將60?120g輕炔、30?60g煤焦油、45?105g溶劑加入到反應釜中，然后再向釜中加入本發明制得的45?105g乙醇燃料、0.6?3g燃料促進劑過氧化氫、0.1?0.2g分散劑單丁二酰亞胺，和0.2?0.4g防腐劑脂肪酸酯，攪拌均勻，即可得到燃料，燃燒后比汽油燃料的一氧化氮含量降低了 26?30%。
[0006]本發明的有益效果是:
(1)本發明將秸桿中的纖維素、半纖維素和木質素降解徹底，不僅充分利用資源，而且不會造成環境污染；
(2)本發明得到的乙醇產率高，可達到20?25%，工藝生產成本低，操作簡單，具有很大的市場前景。
【具體實施方式】
[0007]首先取400?500g的玉米秸桿和450?550g的小麥秸桿，先將秸桿切碎，并用鐵耙除雜，篩選出細度均勻的秸桿，將其放入太陽下暴曬2?3h，曬干后將秸桿出加入粉碎機中粉碎，過篩后得40?50目的秸桿顆粒；取300?500g上述秸桿顆粒，并向秸桿中按固液質量比1:3加入水，并充分混合均勻，之后向混合物中滴加質量分數5%的氫氧化鈉溶液調節pH值為7.5?8，之后再加入0.5?0.7g的硫代硫酸鈉并攪拌混合均勻，混合后將其放入蒸鍋中，在溫度100?120°C下蒸煮30?40min，之后再降溫到50?60°C，并在此溫度下保溫1?2h，冷卻至室溫；將冷卻后的混合物加入離心分離機中，在1500?2500r/min轉速下進行離心分離，將得到的沉淀物放入太陽下進行暴曬2?4天，曬干后放入炒鍋中，并向鍋中加入10?20g的沙子進行翻炒，炒20?30min后將其冷卻至室溫；取500?600g上述翻炒后的秸桿，先去除其中的沙子，之后向秸桿中加入3?5L的水和3?5g/L的黑曲酶和2?4g/L酵母菌，攪拌混合均勾后將其倒入帶有凹槽的水缸中；取200?300g甘草，100?150g芡實，300?350g艾蒿，將其斬碎成大小均勻的碎渣，將斬碎后的草藥進行混合均勻，并放入榨汁機中，分別得到草藥渣和草藥汁，將草藥渣進行曝曬，曬至其中的水分為10?12%，然后將藥渣捏成團，放入避光的地方讓其自然發霉，控制溫度在20?25°C，發霉3?4天即可；取100?150mL上述的草藥汁，向其中滴加質量分數35%鹽酸溶液，調藥汁節pH值為4?5，調節后將其加入缸中的混合液中，并攪拌混合均勻，將上述發霉的藥渣進行粉碎，得80?100的藥渣粉末，將其均勻撒在水缸的液面上，把液體完全覆蓋，并將藥渣的上面鋪上一層薄膜，使其隔絕氧氣進行密封，最后在水缸的四周包上一層厚度為8?10cm的稻草，密封發酵10?15天，即可從水缸的凹槽中收集到乙醇燃料。
[0008]
實例1
首先取400g的玉米秸桿和450g的小麥秸桿，先將秸桿切碎，并用鐵耙除雜，篩選出細度均勻的秸桿，將其放入太陽下暴曬2h，曬干后將秸桿出加入粉碎機中粉碎，過篩后得40目的秸桿顆粒；取300g上述秸桿顆粒，并向秸桿中按固液質量比1:3加入水，并充分混合均勻，之后向混合物中滴加質量分數5%的氫氧化鈉溶液調節pH值為7.5，之后再加入0.5g的硫代硫酸鈉并攪拌混合均勻，混合后將其放入蒸鍋中，在溫度100°C下蒸煮30min，之后再降溫到50°C，并在此溫度下保溫lh，冷卻至室溫；將冷卻后的混合物加入離心分離機中，在1500r/min轉速下進行離心分離，將得到的沉淀物放入太陽下進行暴曬2天，曬干后放入炒鍋中，并向鍋中加入10g的沙子進行翻炒，炒20min后將其冷卻至室溫；取500g上述翻炒后的秸桿，先去除其中的沙子，之后向秸桿中加入3L的水和3g/L的黑曲酶和2g/L酵母菌，攪拌混合均勻后將其倒入帶有凹槽的水缸中；取20(^甘草，100g芡實，300g艾蒿，將其斬碎成大小均勻的碎渣，將斬碎后的草藥進行混合均勻，并放入榨汁機中，分別得到草藥渣和草藥汁，將草藥渣進行曝曬，曬至其中的水分為10%，然后將藥渣捏成團，放入避光的地方讓其自然發霉