本發明涉及生物質資源化利用，尤其涉及一種基于微波輔助酸解的生物質分級處理系統及方法。
背景技術：
1、隨著全球經濟的快速發展，人類對能源的需求量日益增加。但全球化石能源儲量是固定的，隨著人們的開發利用，化石能源儲量不斷減少，人類將會面臨能源短缺的問題。而且，隨著化石能源的大量燃燒利用，導致全球環境急劇惡化，例如溫室效應，酸雨等，因此尋找新的可再生能源已經成為迫在眉睫的事情。
2、近年來，木質纖維生物質作為一種新的可再生能源，因為其可再生性逐漸引起人們的重視。將生物質的纖維素、半纖維素和木質素轉化，并利用其制備高附加值的材料能夠實現生物質的資源化利用。目前已開發了多種處理方法，實現半纖維素、木質素組分的分離提取，例如有機溶劑法、蒸汽爆破法和酸/堿預處理方法，但上述方法均存在能耗高、反應時間長的問題，且沒有對殘渣進行轉化利用。另外，生物質液相轉化過程中存在較為嚴重的傳熱和傳質問題。
技術實現思路
1、本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。
2、為此，本發明的實施例提出一種基于微波輔助酸解的生物質分級處理系統及方法。
3、第一方面，本發明提出了一種基于微波輔助酸解的生物質分級處理方法，包括以下步驟：
4、(1)將生物質破碎得到生物質碎料；
5、(2)將所述生物質碎料與稀酸混合后置于微波反應器中進行酸解反應溶解半纖維素，反應結束后過濾得到第一溶解液和第一固體殘渣；
6、(3)將所述第一固體殘渣水洗后加入堿性溶液進行堿解反應溶解木質素，反應結束后過濾得到第二溶解液和第二固體殘渣；
7、(4)將所述第二固體殘渣與金屬氧化物催化劑混合后在惰性氣體氛圍中進行熱解反應，得到碳基材料。
8、進一步地，所述生物質包括竹材、水稻秸稈、大豆秸稈、玉米秸稈中的一種或幾種。
9、進一步地，所述生物質碎料的粒徑在5mm以下。
10、進一步地，所述稀酸為稀硫酸，所述稀硫酸的質量濃度為0.5％～3％。
11、進一步地，所述微波反應器的功率為500～1000w。
12、進一步地，所述酸解反應的時間為10～30min。
13、進一步地，所述堿性溶液包括naoh溶液、koh溶液中的一種。
14、進一步地，所述堿性溶液的質量濃度為1％～5％；和/或，所述堿解反應的反應溫度為80～120℃，反應時間為1～2h。
15、進一步地，所述熱解反應的溫度為200～300℃。
16、第二方面，本發明提出了一種基于微波輔助酸解的生物質分級處理系統，用于實施上述第一方面提出的方法，包括：
17、破碎裝置，所述破碎裝置用于將生物質剪切為生物質碎料；
18、微波反應器，所述微波反應器設置在所述破碎裝置下游，用于進行酸解反應；
19、第一固液分離裝置，所述第一固液分離裝置設置在所述微波反應器下游；
20、堿解反應釜，所述堿解反應釜設置在所述第一固液分離裝置下游，用于進行堿解反應；
21、第二固液分離裝置，所述第二固液分離裝置設置在所述堿解反應釜下游；
22、催化熱解單元，所述催化熱解單元設置在所述第二固液分離裝置下游，用于進行熱解反應。
23、相對于現有技術，本發明的有益效果為：
24、本發明利用微波輔助加熱技術進行酸解，實現了固液相均勻加熱，加快了生物質液相轉化中的傳質過程，縮短了半纖維素提取溶解反應時間。
25、本發明實現了半纖維素和木質素的選擇性分離，實現了不同組分的充分利用。
26、本發明的固體殘渣熱解制備碳基材料，實現了殘渣的高價值利用，且氣化焦油含量低。
1.一種基于微波輔助酸解的生物質分級處理方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物質包括竹材、水稻秸稈、大豆秸稈、玉米秸稈中的一種或幾種。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物質碎料的粒徑在5mm以下。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述稀酸為稀硫酸，所述稀硫酸的質量濃度為0.5％～3％。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述微波反應器的功率為500～1000w。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸解反應的時間為10～30min。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述堿性溶液包括naoh溶液、koh溶液中的一種。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述堿性溶液的質量濃度為1％～5％；和/或，所述堿解反應的反應溫度為80～120℃，反應時間為1～2h。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述熱解反應的溫度為200～300℃。
10.一種基于微波輔助酸解的生物質分級處理系統，其特征在于，用于實施利用權利要求1～9任一所述的方法，包括：