農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)燃料乙醇項目可行性研究報告-wenkub
2023-05-10 00:32:51 本頁面
【正文】 開發(fā)領(lǐng)域居世界領(lǐng)先地位, 于2008年率先建成世界第一座工業(yè)規(guī)模纖維乙醇綜合廠。②開發(fā)高活性的纖維素酶。但是由于國內(nèi)在酶生產(chǎn)技術(shù)、戊糖發(fā)酵菌株構(gòu)建等方面還沒有取得根本性突破，生產(chǎn)技術(shù)尚未完全成熟。 P0 k9 v7 W) z) f2此外，中國農(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67%，糖醇轉(zhuǎn)化率達43%。 R2 F4 \( g$ 河南天冠集團與山東大學(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)化率超過了18%，完成了300t/a的中試。中科院過程所開發(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)等方面取得了多項自主知識產(chǎn)權(quán)，并完成了3000t/a秸稈發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的中試。我場秸桿資料更加豐富，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。我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量約為7億噸／年，居世界首位。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。事實上，自20世紀(jì)60年代第一次能源危機以后，許多發(fā)達國家和部分發(fā)展中國家即根據(jù)各國具體資源情況著手燃料乙醇的開發(fā)，如美國以玉米為主，而巴西、印度等以糖蜜為主，在美國每年生產(chǎn)的燃料乙醇在500萬噸以上。乙醇是來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)的乙醇還主要來自糖類和淀粉發(fā)酵，面對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。目前沒有得到充分利用，而且常常造成環(huán)境污染。我國對生物燃料乙醇發(fā)展特別謹(jǐn)慎。 k努力,通過大量的研究、對比和實踐,來尋找可方便制取、使用的可再生能源。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。農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)燃料乙醇項目一、 項目概述能源是人類生存和發(fā)展的基本需求。據(jù)聯(lián)合國能源組織多次評估,再過50年左右,地球上的石油儲量大工業(yè)化開采將趨結(jié)束。近些年來,世界將目光集中 ( i在2008年6月召開的全球糧食安全高級別會議上,我國表示：將0 [ o+ y5 {39。據(jù)統(tǒng)計，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。近年來，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)濟和低碳經(jīng)濟（作物的光合作用取碳于大氣，而作為燃料則把碳放回大氣，實際是“無碳經(jīng)濟”）的特征，以及不與糧爭地和變廢為寶的特點，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。在巴西，汽車所需燃料的43%以上已使用燃料乙醇。乙醇脫水后得到無水乙醇(%V/V)，它是一種高熱值燃料。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。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)是實現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)業(yè)化的前提。廈門大學(xué)通過化學(xué)誘變和物理誘變方法，對灰綠曲霉等分解菌株進行突變，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%。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20%以上，已完成了3000t/a中試。* 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)。目前國內(nèi)所進行的中試研究，每噸燃料乙醇消耗原料都在6t以上，生產(chǎn)成本在50006500元/t，還不適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。纖維素酶存在生產(chǎn)效率低和生產(chǎn)成本高的問題，目前生產(chǎn)1gal(1gal=)乙醇纖維素酶的費用為30～50美分，必須研究開發(fā)高活性的纖維素酶，使纖維素酶的成本降到5美分/gal乙醇才具競爭力。殼牌投資4600萬美元，建設(shè)年產(chǎn)20萬t燃料乙醇的商業(yè)化生產(chǎn)線。2006年8月，河南天冠集團開始建設(shè)年產(chǎn)3000噸的纖維素乙醇項目。中糧集團500 t/a纖維素中試裝置于2006年11月22日一次試車成功，在世界上首次將連續(xù)汽爆技術(shù)應(yīng)用于纖維乙醇生產(chǎn)，所用纖維素酶是中糧集團與丹麥諾維信公司聯(lián)合開發(fā)的，從試驗結(jié)果看各項技術(shù)指標(biāo)均達到國際先進水平。纖維素的化學(xué)組成十分簡單，是由βD一葡萄糖通過β—1，4苷鍵連接而成的線型結(jié)晶高聚物，它容易被纖維素酶水解，產(chǎn)生葡萄糖，進而通過發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，是生產(chǎn)農(nóng)作物秸稈燃料乙醇的主要物質(zhì)，其含量約占總量的40%～50％。可用于轉(zhuǎn)化成酒精的生物質(zhì)資源除農(nóng)作物秸桿外，還包括針葉材、闊葉材、森林加工剩余物、農(nóng)林廢棄物以及城市纖維垃圾等，其原料成分分析如表1。戊聚糖 ! Y Y。 紅 松 D A5 h云 杉 物理法預(yù)處理需要較多能量，預(yù)處理成本高，而且水解得率低；化學(xué)法預(yù)處理的不利因素是處理后的原料在產(chǎn)酶或酶解前需用酸或堿中和，產(chǎn)酶時間較長；利用白腐菌預(yù)處理的一個主要缺點是白腐菌在除去木質(zhì)素的同時分解消耗部分纖維素和半纖維素。 Y6 E+ D+ t( v+ \* y e3 h, E/ n V預(yù)處理方法。雖然植物纖維原料在蒸汽爆碎過程中的詳細(xì)變化還不十分清楚，但在蒸汽爆碎過程中，將發(fā)生以下變化：細(xì)胞結(jié)構(gòu)破環(huán)；纖維素結(jié)晶度和聚合度下降；半纖維素通過自水解作用轉(zhuǎn)變成單糖和寡糖；纖維素半纖維素木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)破壞；部分木質(zhì)素的β芳醚鍵斷裂且木質(zhì)素發(fā)生部分縮合作用。（4）發(fā)酵發(fā)酵是在無氧條件下，微生物（即酵母菌）分解葡萄糖等有機物，產(chǎn)生酒精和二氧化碳等不徹底氧化產(chǎn)物,同時釋放出少量能量的過程。這三個步驟所需要的條件各不相同(如溫度)，整個過程經(jīng)歷的時間
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