農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)燃料乙醇項(xiàng)目可行性研究報(bào)告(已修改)
2025-05-07 00:32 本頁(yè)面
【正文】 農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)燃料乙醇項(xiàng)目一、 項(xiàng)目概述能源是人類生存和發(fā)展的基本需求。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展,用以支撐社會(huì)進(jìn)步的一次能源4 v ]. r$ k4 v。 d* h4 O的代表——石油,已成為現(xiàn)代文明賴以生存的“血液”。然而,地球上的一次能源是有限的、不可再生的,并且已呈逐漸枯竭之勢(shì)。據(jù)聯(lián)合國(guó)能源組織多次評(píng)估,再過(guò)50年左右,地球上的石油儲(chǔ)量大工業(yè)化開采將趨結(jié)束。能源短缺已是現(xiàn)代社會(huì)面臨的一個(gè)重大問(wèn)題。為了尋求替代能源,幾十年來(lái),人們做出了不懈: t2 g \6 f ~: [4 Samp。 k努力,通過(guò)大量的研究、對(duì)比和實(shí)踐,來(lái)尋找可方便制取、使用的可再生能源。近些年來(lái),世界將目光集中 ( if+ c4 w2 H到生物燃料乙醇上來(lái)。我國(guó)對(duì)生物燃料乙醇發(fā)展特別謹(jǐn)慎。在2008年6月召開的全球糧食安全高級(jí)別會(huì)議上,我國(guó)表示：將0 [ o+ y5 {39。 A, J堅(jiān)持走有中國(guó)特色的生物能源發(fā)展道路,堅(jiān)持“不與人爭(zhēng)糧、不與糧爭(zhēng)地”的原則,嚴(yán)格控制用玉米、油料等糧油產(chǎn)品生產(chǎn)生物燃料,堅(jiān)持充分利用秸稈、畜禽糞便等農(nóng)業(yè)農(nóng)村廢棄物發(fā)展生物質(zhì)能源。農(nóng)村廢棄物如稻草、玉米秸稈、麥秸、蔗渣及森林工業(yè)副產(chǎn)品等具有來(lái)源豐富，品種多，再生時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。目前沒(méi)有得到充分利用，而且常常造成環(huán)境污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年可生產(chǎn)生物質(zhì)2200108t，相當(dāng)于目前世界能源消耗的8～10倍。我國(guó)纖維素類可再生資源非常豐富，僅農(nóng)作物的秸稈就有7108 t。因此，如何成功地開發(fā)這一資源作為液體燃料，已成為世界各國(guó)普遍重視的研究課題。乙醇是來(lái)自可再生資源的最有發(fā)展前景的液體燃料，但目前生物法生產(chǎn)的乙醇還主要來(lái)自糖類和淀粉發(fā)酵，面對(duì)世界人口的急劇膨脹和糧食短缺，用糧食生產(chǎn)酒精的發(fā)展將受到限制。近年來(lái)，利用生物技術(shù)轉(zhuǎn)化農(nóng)業(yè)廢棄物秸桿中的纖維素生成酒精的工藝因其具有循環(huán)經(jīng)濟(jì)和低碳經(jīng)濟(jì)（作物的光合作用取碳于大氣，而作為燃料則把碳放回大氣，實(shí)際是“無(wú)碳經(jīng)濟(jì)”）的特征，以及不與糧爭(zhēng)地和變廢為寶的特點(diǎn)，而引起了人們的濃厚興趣，被認(rèn)為具有良好的發(fā)展前景。燃料乙醇的使用，可減少原油的消耗，保護(hù)寶貴的不可再生資源，可以顯著提高汽油的辛烷值，防止發(fā)動(dòng)機(jī)爆震，減少運(yùn)輸設(shè)備的損耗，可以減少汽車尾氣中C0CO、S02等對(duì)環(huán)境的污染，尤其可大量減少臭氧排放量，保護(hù)地球大氣環(huán)境。因此，這項(xiàng)技術(shù)也更符合我國(guó)的國(guó)情。事實(shí)上，自20世紀(jì)60年代第一次能源危機(jī)以后，許多發(fā)達(dá)國(guó)家和部分發(fā)展中國(guó)家即根據(jù)各國(guó)具體資源情況著手燃料乙醇的開發(fā)，如美國(guó)以玉米為主，而巴西、印度等以糖蜜為主，在美國(guó)每年生產(chǎn)的燃料乙醇在500萬(wàn)噸以上。在巴西，汽車所需燃料的43%以上已使用燃料乙醇。燃料乙醇的使用不僅減少了該國(guó)對(duì)進(jìn)口石油的依賴，還為該國(guó)創(chuàng)造500萬(wàn)人的就業(yè)機(jī)會(huì)。在我國(guó)，燃料乙醇的生產(chǎn)與使用問(wèn)題已提出多年，引起了黨中央和國(guó)務(wù)院的高度重視，明確要求加快燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。秸桿燃料乙醇以玉米、水稻等農(nóng)作物秸桿為原料，經(jīng)預(yù)處理、水解、發(fā)酵、蒸餾和脫水等工藝而制成。乙醇脫水后得到無(wú)水乙醇(%V/V)，它是一種高熱值燃料。無(wú)水乙醇添加適量變性劑后形成變性燃料乙醇，再把變性燃料乙醇和汽油以一定的比例混配形成車用乙醇汽油(將乙醇按10%～15%的比例加入汽油中作為燃料，現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)不經(jīng)過(guò)任何改裝即可正常運(yùn)行)。農(nóng)作物秸稈燃料乙醇的生產(chǎn)與使用，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展有其重要的作用。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量約為7億噸／年，居世界首位。農(nóng)作物秸稈的主要成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，是一種寶貴的可再生資源。目前，我國(guó)秸稈的主要用途是造紙、飼料、農(nóng)村生活能源，還有一部分用來(lái)還田造肥，%的秸稈被廢棄或焚燒。利用農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)燃料乙醇，既能解決原料問(wèn)題，又能變廢為寶，增加農(nóng)民收入。我場(chǎng)秸桿資料更加豐富，除少部分還田和做為生活燃料外，大部分焚燒了，造成了環(huán)境的污染和資源的浪費(fèi)。二、技術(shù)的可行性分析秸桿燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀成熟的技術(shù)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)業(yè)化的前提。以秸桿為原料生產(chǎn)乙醇是國(guó)內(nèi)外十分關(guān)注的課題。國(guó)內(nèi)以農(nóng)林廢棄物為原料制備燃料乙醇的研究單位很多，并取得了可喜的成果。中科院過(guò)程所開發(fā)了秸稈酶解發(fā)酵燃料乙醇新技術(shù)，在不加酸堿的秸稈汽爆處理技術(shù)、秸稈固相酶解發(fā)酵0 s c1 m2 a5 V1 L5 Q g( R8氣提分離乙醇耦合體系和纖維素酶固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)等方面取得了多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并完成了3000t/a秸稈發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的中試。廈門大學(xué)通過(guò)化學(xué)誘變和物理誘變方法，對(duì)灰綠曲霉等分解菌株進(jìn)行突變，獲得高活力的突變株，其活性比出發(fā)菌株高50%，篩選的酵母菌株用于秸稈制乙醇轉(zhuǎn)化率大于10%。利用灰綠曲霉對(duì)甘蔗渣、稻草秸稈進(jìn)行分解，蔗糖的轉(zhuǎn)化率可達(dá)40%，稻草秸稈的轉(zhuǎn)化率達(dá)45%。0 t( ]amp。 R2 F4 \( g$ 河南天冠集團(tuán)與山東大學(xué)、浙江大學(xué)等合作，攻克了利用秸稈為原料制備乙醇的關(guān)鍵技術(shù)，使原料轉(zhuǎn)化率超過(guò)了18%，完成了300t/a的中試。山東大學(xué)開發(fā)了從原料玉米芯生產(chǎn)低聚木糖、木糖醇的技術(shù)，以廢渣為原料的乙醇收率高達(dá)20%以上，已完成了3000t/a中試。 華東理工大學(xué)完成了600t/a以秸稈為原料生產(chǎn)燃料乙醇的中試。清華大學(xué)也完成了以秸稈為原料制備燃料乙醇的中試。 P0 k9 v7 W) z) f2此外，中國(guó)農(nóng)林科學(xué)院麻類研究所和陜西師范大學(xué)合作開展麻類纖維素預(yù)處理、糖化液酵解制備燃料乙醇的研究，將超臨界二氧化碳、酶法脫膠、微生物發(fā)酵技術(shù)和酶工程有機(jī)結(jié)合在一起，該技術(shù)可使麻類、玉米芯和蘆葦?shù)目偺寝D(zhuǎn)化率達(dá)67%，糖醇轉(zhuǎn)化率達(dá)43%。* n$ e( p) c$ ~1 Z* D0 b* _* \+ M這些研究為以農(nóng)林廢棄物作原料生產(chǎn)燃料乙醇打下了良好的基礎(chǔ)。從現(xiàn)有的技術(shù)分析，采用酶水解技術(shù)更為合適。與酸水解相比，酶水解可在常壓下進(jìn)行，能量消耗低，產(chǎn)率較高。但是由于國(guó)內(nèi)在酶生產(chǎn)技術(shù)、戊糖發(fā)酵菌株構(gòu)建等方面還沒(méi)有取得根本性突破，生產(chǎn)技術(shù)尚未完全成熟。目前國(guó)內(nèi)所進(jìn)行的中試研究，每噸燃料乙醇消耗原料都在6t以上，生產(chǎn)
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