農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)燃料乙醇項(xiàng)目可行性研究報(bào)告(編輯修改稿)
2025-05-22 00:32 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 素和半纖維素。因此，物理法、化學(xué)法、生物法都不適合作為工業(yè)化生產(chǎn)的* X( C4 d! s0 M! Q。 F8 @表2 植物纖維原料的預(yù)處理方法+ \9 e39。 h1 n! a6 K9 [8 J/ X物理法 化學(xué)法 生物法 聯(lián)合法, I6 FJ( w$ Damp。 Q$ d4 w5 h. I9 |% |, E射線處理 鹽酸水解 白腐菌 蒸汽爆碎法機(jī)械磨碎法 硫酸水解 高溫機(jī)械磨碎法* V/ Z( `amp。 x! } 醋酸水解 堿機(jī)械磨碎法39。 Y6 E+ D+ t( v+ \* y 氫氧化鈉 二氧化硫蒸汽爆碎法。 e3 h, E/ n V預(yù)處理方法。在各種預(yù)處理方法中，蒸汽爆碎法適合于植物纖維原料的預(yù)處理，在蒸汽爆碎過程中，物理和化學(xué)的作用使半纖維素水解成單糖和寡糖，部分木質(zhì)素溶解而使得原料適合于纖維素酶的作用。蒸汽爆碎預(yù)處理的機(jī)理目前還不十分清楚，瑞典隆德大學(xué)的puri認(rèn)為，在蒸汽爆碎過程中，醋酸自水解是一個(gè)十分重要的反應(yīng)。但Brownell等發(fā)現(xiàn)半纖維素鏈上含乙酰基較少的原料蒸汽爆碎預(yù)處理后酶水解仍能達(dá)到理想的效果。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。（3）纖維素酶及酶水解纖維素酶是降解纖維素成為其葡萄糖單體所需的一組酶的總稱，它不是單種酶，而是起協(xié)同作用的多組分酶系。一般認(rèn)為主要包括三類酶組分：3 A$ I0 o+ j8 q9 s/ e! q l內(nèi)切葡聚糖酶(EG)、外切葡聚糖酶（CBH）和纖維二糖酶（CB）。它們的水解機(jī)理是：EG以隨機(jī)形式水解β1，4葡聚糖，作用于較長(zhǎng)的纖維素鏈，對(duì)末端鍵的敏感性比中間鍵小，主要產(chǎn)物是纖維糊精；CBH能從纖維素鏈的非還原端或者還原端一個(gè)一個(gè)地依次切下纖維二糖單位；CB能水解纖維二糖和短鏈的纖維寡糖生成葡萄糖。（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(jī)物，產(chǎn)生酒精和二氧化碳等不徹底氧化產(chǎn)物,同時(shí)釋放出少量能量的過程。其化學(xué)反應(yīng)式為：C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP (放出能量:118 kJ/mol) 文字式為：糖（葡萄糖、果糖或蔗糖） → 醇類（乙醇） + 二氧化碳 + 能量 (ATP)。對(duì)于纖維材料的生物利用總的來說可分為二類：一類是先經(jīng)纖維素酶或半纖維素酶水解產(chǎn)生葡萄糖、木糖等發(fā)酵性糖，再由另外一類微生物(如酵母菌)發(fā)酵產(chǎn)生乙醇等物質(zhì)，即二步發(fā)酵法；第二類是經(jīng)過一個(gè)步驟即可將纖維性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙醇，其中又分為有二種微生物參與的同時(shí)糖化發(fā)酵和僅用一個(gè)菌株的直接發(fā)酵法兩種。二步發(fā)酵法是先由微生物(多數(shù)為絲狀真菌)在纖維性材料上產(chǎn)生纖維素酶和半纖維素酶，然后進(jìn)行酶解纖維素、半纖維素產(chǎn)生糖，再由酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生乙醇(即產(chǎn)酶、酶解、發(fā)酵三個(gè)步驟)。這三個(gè)步驟所需要的條件各不相同(如溫度)，整個(gè)過程經(jīng)歷的時(shí)間較長(zhǎng)，需要二種微生物的作用，在工藝上較復(fù)雜，實(shí)際生產(chǎn)中很難應(yīng)用；利用二株菌的同時(shí)糖化發(fā)酵法與兩步法相比，可消除酶解時(shí)產(chǎn)物對(duì)酶解作用的抑制，縮短了發(fā)酵時(shí)間，但仍需二種微生物的分別作用，自20世紀(jì)八十年代以來，直接發(fā)酵法得到國(guó)內(nèi)外同行的重視，它是僅利用一種微生物產(chǎn)生的纖維素酶和半纖維素酶酶解產(chǎn)生的糖仍由同一株菌來完成發(fā)酵的過程，此方法工藝簡(jiǎn)單，歷時(shí)短，對(duì)纖維性材料的生物法全利用有很大實(shí)際意義。（5）蒸餾、脫水和變性蒸餾法是用來提高液體酒精度的一種工業(yè)生產(chǎn)方法，即先給含水較多的酒精加熱使它汽化，把蒸氣引出，再經(jīng)過冷凝管冷卻液化成純度較高的酒精溶液。是一種化工操作的基本方法。脫水是將酒精由共沸物（%）%的加工過程。這一過程的技術(shù)含量高，目前有汽化膜脫水、真空蒸餾、化學(xué)反應(yīng)脫水、氣相分子篩脫水、三元共沸物蒸餾脫水（稱Melle法）和萃取蒸餾等工藝。乙醇變性處理是指加入2%一5%(v/v)的變性劑(車用無鉛汽油)后,使其成為與食用酒精相區(qū)別而不能飲用的燃料乙醇。此外還要加入微量的金屬防銹劑。（6）污水處理目前我國(guó)以玉米為原料生產(chǎn)燃料乙醇的過程中排出大量高濃度有機(jī)廢水，生產(chǎn)1t燃料乙醇排放廢水約1113t，其中COD含量一般都在8萬12萬mg/L，最高達(dá)17萬mg/L；硫酸根濃度為50008000mg/L。如果以農(nóng)林廢棄物為原料生產(chǎn)燃料乙醇，排放的廢水量更大。較先進(jìn)的污水處理工藝是采用“厭氧、好氧結(jié)合”工藝對(duì)生產(chǎn)和生活污水進(jìn)行治理，處理后排放出水的水質(zhì)達(dá)到國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB89781996)中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。此工程包括：收集池、好氧工藝處理污水、發(fā)酵產(chǎn)沼氣，生產(chǎn)用燃煤蒸汽鍋爐進(jìn)行燃?xì)飧脑?。濾液經(jīng)好氧處理后污染物穩(wěn)定就可達(dá)標(biāo)排放?？纱罅繙p少COD排放量，大大促進(jìn)了廢物減量化、資源化和無害化。其經(jīng)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣經(jīng)氣水分離及脫S處理后送儲(chǔ)氣罐，通過管道則可用于鍋爐燃料。據(jù)資料介紹，每生產(chǎn)1噸乙醇所產(chǎn)的廢水可產(chǎn)沼氣190m3220m3。每立方米沼氣的熱值相當(dāng)于1公斤標(biāo)煤，故每產(chǎn)一噸乙醇可節(jié)約燃煤200公斤。三、我場(chǎng)秸桿資源分析我國(guó)秸稈年產(chǎn)量約7億噸，以稻草、玉米秸稈和小麥秸稈為主，主要集中在中部和東北的主要農(nóng)作物產(chǎn)區(qū)和西南部分省市，以黑龍江、河北、山東、江蘇和四川五省最為集中。由于秸稈產(chǎn)量未列入國(guó)家有關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)范圍，直接測(cè)量農(nóng)作物秸稈單位面積的產(chǎn)量也比較困難，因而秸稈的產(chǎn)量通常依據(jù)農(nóng)作物的產(chǎn)量計(jì)算而得，即采用“秸稈系數(shù)”法估測(cè)秸稈產(chǎn)量。, `6 K39。 E7 v39。 r* x。 W5 e u* 秸稈系數(shù)是秸
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