燃料乙醇技术发展现状及建议

简述了燃料乙醇国内外生产技术概况,包括:以玉米为原料生产燃料乙醇的浓发酵技术,以玉米纤维生产燃料乙醇技术,以小麦、薯类和陈稻谷(糙米)等为原料生产燃料乙醇,以木质纤维素为原料生产燃料乙醇等;并针对燃料乙醇行业发展存在问题,提出建议。

燃料乙醇混合原料发酵技术研究进展

生产燃料乙醇的淀粉质原料受储存周期及运输半径等因素的影响,不同种类原料的价格会因时因地出现较大差别。由于原料在燃料乙醇生产综合成本中占比较大,动态优化原料种类及比例、实时降低综合生产成本的混合原料发酵技术,自然受到了乙醇行业及其科研机构的广泛关注。混合原料发酵技术不仅有助于燃料乙醇行业的良性发展,还可以消化“问题粮”,为原料区域平衡和国储定期轮换提供蓄水池。

燃料乙醇炼制系统优化与碳减排研究进展

生物质是丰富可再生的碳源,以糖、淀粉、秸秆纤维素或其他生物质原料高效生产燃料乙醇,可减少化石能源的需求,其中以木质纤维素为原料的第二代燃料乙醇具有广阔的发展前景。与化石能源相比,燃料乙醇具有环保、经济、可再生的优势,但其在生产工艺技术、经济效益和环境影响等方面仍需要深入研究。近年来,通过开展燃料乙醇炼制系统优化及全生命周期分析研究,有力地促进了燃料乙醇技术进步,推动了燃料乙醇碳减排相关研究。文章主要论述了近年来燃料乙醇生产技术的发展,重点对燃料乙醇系统的模拟优化和碳减排研究进展进行了总结,并对燃料乙醇发展趋势进行了展望,以期为燃料乙醇的可持续发展提供参考。

典型生物质发酵制取燃料乙醇环境影响分析

结合生命周期评价方法与层次分析方法对杨木、玉米秸秆、甘蔗渣3种典型纤维素生物质的发酵制取燃料乙醇工艺进行环境影响评价。针对酸化、富营养化、全球变暖、化石能源消耗、光化学污染、人体毒性6种环境类型进行分析对比,并选取3个不同视角分析生物质发酵工艺所带来的环境影响。结果表明:农业阶段和生产阶段所产生的温室效应在全生命周期过程中占比最高;全球性视角下,全球变暖影响占比较高;区域性和局地性视角下,工艺的酸化影响最严重。

燃料乙醇发酵罐内流动特性与搅拌效果分析

为研究燃料乙醇发酵罐内的混合状态,利用计算流体力学软件,采用标准k-ε湍流模型对乙醇发酵罐的流动特征进行数值模拟。探讨发酵液的黏度与搅拌器转速对混合特性的影响,结果发现,不同黏度和搅拌器转速下的压力分布与速度分布大体类似。相邻叶片间出现压力峰值与负压区,压力梯度与物料流动速度随着粘度增大而减小,搅拌器的转速对压力梯度会产生影响。搅拌转速越高,压力梯度越大,速度高速区的范围逐渐增大,壁面附近的速度低速区逐渐变小,说明物料的流动速度随着搅拌器转速的增大而增大,罐壁挡板处出现局部压力峰值。因此,增大搅拌转速可有效地提高混合效果。

木薯燃料乙醇项目全生命周期评价及碳中和策略研究

对现有木薯燃料乙醇项目开展了全生命周期评价,得到项目全生命周期碳排放量为2298 kg CO_(2)eq,不能满足碳中和要求,与等量燃烧值汽油的碳排放量1837 kg CO_(2)eq比较,不具备碳减排竞争力。基于项目生命周期各阶段碳排放潜力数据及分析,提出了厌氧污泥沼渣还田、热电联产、沼气代煤、蒸汽降耗及秸秆代煤五项碳中和策略,实施后项目生命周期碳排放量由2298 kg CO_(2)eq降至-1372 kg CO_(2)eq,为负碳排放,满足碳中和要求。木薯燃料乙醇及下游产品显示出较强的碳中和及市场融碳潜力,为国家及行业制定产业发展政策提供了方向性的指导。

先进生物技术在纤维素燃料乙醇中的应用及展望

随着原油价格持续升高和环境污染日益严重,人们对燃料乙醇这种清洁可再生能源的关注度越来越高。丰富且可再生的木质纤维素生物质作为燃料乙醇的原料,具有巨大的潜力,被认为是未来乙醇燃料发展的趋势。纤维素乙醇生产技术目前正趋于成熟,生产成本逐渐趋于合理,大规模产业化也正在突破。本文首先介绍了目前国际燃料乙醇发展的现状,探讨了新时代下发展纤维素燃料乙醇的重要意义以及纤维素燃料乙醇发展所面临的重大挑战;随后,阐述了推动纤维素燃料乙醇高质量发展的先进生物技术,如发酵工程优化策略、代谢工程策略、固定化策略以及酶工程策略;最后对未来发展的方向进行了展望,这为日后燃料乙醇的高质量发展提供了理论指导和实践参考。

醋酸甲酯加氢制燃料乙醇强化工艺的全厂控制

对以醋酸甲酯和氢气为原料生产燃料乙醇的强化工艺进行了控制研究,采用集成仿真与启发式规则的全厂控制设计方法,分别建立了反应单元和分离单元的控制方案,并通过添加进料流量扰动考察系统的响应效果。虽然该流程中涉及分隔壁精馏塔和萃取分隔壁精馏塔,流程复杂、变量之间耦合度高,但各产品纯度在扰动后均能恢复稳定值。提出的全厂控制方案可为醋酸甲酯加氢制燃料乙醇的工业应用提供参考。

陈化稻谷掺混小麦生产燃料乙醇的调浆液化过程黏度研究

超期贮存的稻谷、小麦,不能作为口粮,可由饲料加工或酒精制造企业消纳。各家工厂在实践中逐渐摸索了稻谷、小麦掺混其他原料生产燃料乙醇的工艺,积攒了宝贵的生产经验,但对于使用不同比例的陈化稻谷和小麦,缺乏调浆液化过程黏度变化研究。利用快速黏度分析仪研究不同温度下调浆液化过程中黏度变化,优化陈化稻谷和小麦的原料比例,并开展发酵验证,对工厂利用陈化稻谷和小麦原料生产过程中的原料配比选择和调浆液化工艺调整提供一定参考。

木薯粉和小麦粉混合发酵产燃料乙醇研究

选取木薯粉与小麦粉混合发酵生产燃料乙醇,以发酵结束后残糖和酒精度为评价指标,研究小麦和木薯混合比例、糖化酶添加量、酸性蛋白酶添加量和不同酿酒酵母种类等单因素对混合发酵生产燃料乙醇的影响。结果表明,两种原料混合发酵产乙醇的工艺条件为木薯粉与小麦粉的质量比1∶1,糖化酶添加量2.0 kg/t酒,酸性蛋白酶添加量0.300 kg/t酒,安琪超级酿酒高活性酵母或糖化酵母添加量0.05%。在此优化工艺条件下,残总糖为2.74 g/100 mL、残还原糖为0.41 g/100 mL、酒精度为15.26%vol。

燃料乙醇来源鉴定方法研究进展

在绿色低碳经济转型的趋势下,准确检测和识别生物燃料、建立燃料乙醇的低碳属性识别体系对于生物质能源的推广至关重要。然而生物基和化石基乙醇因具有完全相同的化学组成而难以区分,生物质来源和加工工艺的日益复杂以及混合燃料中多种添加剂的干扰使得二者的区分更加困难。基于燃料乙醇的产业发展、原料与生产工艺,综述了国内外识别生物基燃料乙醇的方法研究现状及可借鉴的技术,包括放射性^(14)C分析法、特征杂质分析法和稳定同位素比分析法,并对比了各种方法的优缺点和适用范围。在此基础上分析和展望了未来鉴定燃料乙醇来源的相关发展趋势,提出建立乙醇来源相关的杂质分子库、开发针对特征杂质的特异性及快速检测方法等新策略。

木薯浓醪发酵工艺生产燃料乙醇研究进展

通过对木薯燃料乙醇工艺、污水处理、离心机、浓醪发酵工艺的国内外技术现状进行对比,提出技术差距,确定燃料乙醇生产工艺在菌株的培养、降低综合能耗、减少污染物排放领域需要持续研发。

硅锰合金尾气生物发酵制燃料乙醇脱硫工艺研究

利用硅锰合金尾气(一氧化碳、二氧化碳和H2等)生物发酵制燃料乙醇是近年兴起并高速发展的新型技术,该技术利用硅锰合金冶炼产出富含一氧化碳、二氧化碳及氢气的尾气为原料,采用气体生物发酵、蒸馏脱水等工艺,产品为燃料乙醇。对比于以粮食为原料生产燃料乙醇技术,以硅锰合金尾气为原料生产燃料乙醇技术,含硫化合物在原料气中有一定量存在,这为燃料乙醇产品中总硫控制增加了难度。经技术摸索,采用原料气羰基硫脱除与燃料乙醇产品催化脱硫有机结合可有效解决燃料乙醇产品中总硫过高的技术难题,更有效降低使用燃料乙醇车辆尾气中SO2的排放,从而提升了硅锰合金尾气生物发酵制燃料乙醇商业化推广和产业化应用价值。

瑞士科莱恩公司纤维素乙醇技术特点及我国纤维素燃料乙醇发展建议

介绍了科莱恩公司纤维素乙醇技术简介及特点,在对我国燃料乙醇的发展现状与前景、纤维素燃料乙醇的发展现状进行了分析后,从产业政策和产业发展方面提出了四点建议。

煤基燃料乙醇技术工业化进展及前景展望

介绍目前已工业化或处于研发阶段煤基燃料乙醇技术路线,对煤基燃料乙醇与生物基燃料乙醇成本上进行分析比较,并对煤基燃料乙醇工业化前景进行展望。

木质纤维素生产燃料乙醇的关键技术研究现状

木质纤维素是自然界广泛存在且廉价的可再生资源,其主要成分纤维素、半纤维素是潜在的燃料乙醇生产原料.虽然由木质纤维素生产燃料乙醇的技术路线已具可行性,但存在着具体工艺环节复杂、生产能耗高等局限,严重阻碍了其规模化生产.目前纤维素燃料乙醇生产主要围绕预处理、酶解、发酵三大关键步骤进行技术攻关,其中预处理的能耗和效率、发酵过程的五碳糖利用等问题成为该工艺的重要制约因素.本文在综述国内外纤维素乙醇生产关键步骤的基础上,着重分析了各种物理、化学和生物预处理的优缺点以及新兴的预处理思路,归纳了各类纤维素乙醇生产菌的特点,包括耐高温和五碳糖的利用,并介绍了当前主要的发酵方式和优化措施,以期为木质纤维素生产乙醇提供新的研究思路.

以纤维素类物质为原料发酵生产燃料乙醇的研究进展

燃料乙醇是清洁汽油的主要代替物。其生产方法根据原料区分有 :糖蜜类、谷物淀粉类和纤维素类。以植物秸秆、木材等纤维素类物质为原料生产乙醇是最具挑战性的课题 ,目前用纤维素类物质制造乙醇的关键问题是纤维素原料的预处理和高效的发酵工艺。文中就综述了纤维素类物质的发酵机制、发酵工艺和发酵方式 ,对进一步实现工业化提供一些借鉴。

中国燃料乙醇生产用原料的多元化探索

该文分析了中国燃料乙醇生产原料多元化的必要性,阐述了可用于燃料乙醇生产的淀粉质、糖质和纤维质3大类非粮原料的种类、性质、利用及研究现状,对这些非粮原料的种植情况、燃料乙醇生产性能等进行了对比分析,归纳了中国非粮原料用于生产燃料乙醇时所存在的问题,提出了相应的解决对策,最后对中国可用于燃料乙醇生产的非粮原料的供应前景作出了展望。

利用酒糟生物质发酵生产燃料乙醇的试验研究

研究了采用固态发酵工艺利用酒糟生物质生产燃料乙醇的工艺。向酒糟生物质中加入 0 .0 5 %液化酶 ,0 .0 6 %糖化酶 ,0 .8%纤维素酶 ,0 .4‰TH- AADY,调整酒糟生物质的酸度为 3.0 ,含水率为 6 0 % ,起始温度为 2 2～ 2 4℃ ,发酵周期为 9d的条件下 ,燃料乙醇产率可达 4 .18%。中试结果表明 ,该工艺可正常生产燃料乙醇 ,产率为 4 .0 3%。本研究可以为酒糟生物质资源的合理利用、消除酒糟对环境的污染。

木薯燃料乙醇生产的技术提升及全生命周期能耗分析

发展燃料乙醇是中国替代能源战略大框架下的成熟模式,木薯燃料乙醇因为不耗用粮食原料也日益提上发展日程。该文引入生命周期理论,对木薯燃料乙醇系统的三个阶段进行了能耗分析,重点讨论了燃料生产阶段采用新旧工艺对周期能耗的影响。能耗计算发现,采用新工艺可以较大地增加系统周期的净能量产出,提高系统的能效;加强副产品的开发,使用农家肥替代化肥也可产生同样的效果。