多年科技攻关,赢得秸秆综合利用话语权 圣泉集团用秸秆生产出上百种产品,并打破国外技术垄断
＜公司人员在展示从秸秆中提取的航空煤油。
△原料场内正在集中处理小山一样的玉米芯。麦秸、玉米秸、玉米芯、稻草等作物秸秆能用来做什么?当柴烧,作饲料,沤土杂肥等等。不错,一般人可以想出好几种,或者是十几种,但如果说这些常见的作物秸秆可以生产出上百种产品,很多人可能就摇头了,认为是吹牛。
“这还真不是吹,我们可以用作物秸秆加工出好多东西,比如糠醛、沥青乳化剂、炭黑粘结剂、航空煤油、生物质石墨烯、L-阿拉伯糖等等,品种肯定超过一百种,这些产品用途极其广泛,涉及到机械制造、石油化工、航空航天、交通运输、人们的日常生活等等。”12月11日,济南圣泉集团股份有限公司(以下简称圣泉集团)生物质研究所所长高绍丰介绍说。
因生产实际
而研究作物秸秆
1979年,圣泉集团前身刁镇糠醛厂成立,相继经历了章丘县助剂厂、济南圣泉化工实业总公司等。2010年,酚醛树脂是当时公司的拳头产品,因酚醛树脂主要原料为苯酚和甲醛,研究人员发现,秸秆中的木质素经过加工后可以代替苯酚,如果能从秸秆中大量提取木质素,经济效益将非常可观。为此,公司组织专业力量研究从秸秆中提取木质素。
秸秆(植物)主要成分为半纤维素、纤维素、木质素。随着研究的深入,技术人员大胆设想:在生产木质素的同时,能不能得到纯净的半纤维素和纤维素呢?因为半纤维素是提取糠醛的主要原料,糠醛也是公司的主要产品,而剩余纤维素应用前景也很广阔。当初单纯提取木质素的设想,此时转变为秸秆的深度综合研究和利用。
因为公司糠醛生产一直进行,所以秸秆综合研究利用的突破口也发生了变化,转为糠醛生产工艺的改进。因为当时世界上生产糠醛采用的均是“一步法”工艺,此工艺缺点是,在提取糠醛后,剩余的木质素和纤维素就被碳化。如果能做到在提取糠醛后,木质素和纤维素能保持原有状态,且被分离出来,就完美了。经过近两年的科研攻关,难题被成功解决,糠醛“两步法”生产工艺在圣泉集团诞生,圣泉集团拥有了分离、利用秸秆“半纤维素、纤维素、本质素”三种成分的先进技术。
小小秸秆
被“吃干榨净”
12月11日,记者在圣泉集团原料堆垛场看到,偌大的场内,玉米芯垛如同山丘一样,十几米高的堆垛每个重量超过2万吨。据集团负责人介绍,原料多的时候,原料场内这样的原料垛有五六个。
一车车原料被输送进车间,经过清洗、粉碎、混合等一系列工序后,再被分别加工成不同的产品。其中,半纤维素可生产出糠醛、L-阿拉伯糖、木糖等；纤维素可被提取加工出纳米纤维素、生物质石墨烯、生物质燃料乙醇、可再生纤维素纤维、粘胶纤维、纸浆等；而木质素则可生产出生物质炭、航空煤油、染料分散剂、沥青乳化剂、可降解塑料薄膜、电池阴极膨胀剂、建筑材料减水剂以及乙苯等等。而剩余的灰分,则可以加工成有机肥,或用作燃料等,一根秸秆被“吃干榨净”。
以上这些产品,又都是重要的产品或有机化工原材料,进一步加工后,能再生产几千种化合物,广泛应用于能源、化工、食品、高分子材料等众多领域。比如,糠醛是重要的化工原料；而可再生纤维素纤维——莱赛尔,该纤维织成的布料穿着舒适,华丽漂亮,性能优于棉花、涤纶,目前市场需求达千万吨级；而粘胶纤维,则跟人们的生活更为密切,其强度媲美化学纤维,吸水及柔软性优于棉花。生物质炭,其燃烧热值与优质煤相当,是非常洁净高效的燃料,若进一步合成氨后,又成为化肥的重要原料,而合成乙烯后,可与石油化工和煤化工打通,应用领域更为广阔。生物质航空煤油与石油提炼产品相比,因不含硫和氮,同样的油量飞机航程可增加10%。
多年科技攻关
打破国外技术垄断
木质素染料分散剂是一种高科技产品,这种产品,自40年前诞生后,技术就被美国的一家公司垄断,2013年,国内进口价格每吨在3万元左右。经过科技攻关,2014年,这一技术难题被圣泉集团技术人员攻破,利用普通作物秸秆加工出的产品,性能比美国同类产品还优异,每吨售价仅1万元左右,一举打破垄断。
经过长年不懈努力,在投入近十亿元的巨资后,圣泉集团今天已形成一系列具有极大优势的“圣泉法”生物质精炼技术体系。因技术体系从生物质自身生成能源,所以没有二氧化碳排放,产业绿色,环境友好。
目前,圣泉集团在济南市章丘区的厂区,秸秆循环经济产业链已经建成,年消耗作物秸秆12万吨左右,年产1.5万吨木糖、1500吨L-阿拉伯糖、10万吨呋喃树脂；这些产品产量,均为世界前列,产生了巨大的经济效益。圣泉集团目前已在黑龙江大庆成立公司,计划建设年处理秸秆100万吨的工厂。
未来5年,圣泉集团计划再建4个左右的秸秆加工企业,年处理秸秆能力将超过250万吨,助力农业增效、农民增收、农业循环经济发展及环境保护。
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