燃料乙醇项目清洁生产和污染治理工艺分析
燃料乙醇行业分析报告
燃料乙醇行业分析报告燃料乙醇行业分析报告一、定义燃料乙醇是一种可再生生物质燃料,由淀粉、蔗糖、纤维素等可再生生物质经过发酵、蒸馏等过程制成的。
它是替代传统化石能源的一种可持续发展能源,具有减少温室气体排放、提高能源安全性、促进农产品多元化利用等优点。
二、分类特点按原料来源可分为玉米乙醇、甘蔗乙醇、纤维素乙醇等类型。
其中,玉米乙醇占据了燃料乙醇产业链的主导地位,但由于资源有限、价格波动大等问题,燃料乙醇产业正向多元化发展。
此外,其具有可再生、清洁、安全等特点,与传统化石能源相比,可减少二氧化碳等温室气体的排放,是一种可持续发展的清洁能源。
三、产业链燃料乙醇产业链包括原料采购、预处理、发酵、分离回收、提纯、储运等环节。
其中,原料采购环节涉及到农业生产、农业机械化和物流等;预处理环节包括玉米研磨、淀粉提取、破壳等;发酵环节是将淀粉糖化为乙醇的过程;分离回收环节主要是分离乙醇和水;提纯环节则是将乙醇提纯至符合工业用途的标准;储运环节则包含储存和转运等。
四、发展历程燃料乙醇产业在国内起步较晚,主要集中在21世纪初期。
2001年,国家颁布了《乙醇汽油推广实施方案》,旨在推广燃料乙醇的应用,降低传统燃料的排放和耗油量。
2013年,国家能源局正式推出《燃料乙醇产业发展规划》,提出了发展目标、发展路径、政策支持等方面的内容。
目前,中国已经形成了以玉米乙醇、甘蔗乙醇为主要生产方式,辅以纤维素乙醇的燃料乙醇产业体系。
五、行业政策文件及其主要内容1、《乙醇汽油推广实施方案》:明确全国各地要积极推广乙醇汽油,以达到减少污染和耗油量的目标。
2、《燃料乙醇产业发展规划》:提出了产业规模、生产技术、运输储存、质量标准等方面的目标,为燃料乙醇行业的可持续发展提供政策支持。
3、《中华人民共和国化学品管理条例》:规定了化学品生产、储存、运输、使用、销售等方面的管理要求。
4、《油气资源税法》:规定燃料乙醇纳入资源税征收范围,对产业发展起到约束作用。
燃料乙醇研究报告
燃料乙醇研究报告燃料乙醇研究报告一、引言燃料乙醇是一种通过将植物生物质转化为液体燃料而获得的可再生能源。
它被广泛应用于汽车和其他燃烧设备中,作为传统化石燃料的替代品,旨在减少对传统石油能源的依赖,并减少大气污染和温室气体排放。
本报告将介绍燃料乙醇的生产方法、用途和环境影响等相关内容。
二、生产方法燃料乙醇的主要生产方法是通过发酵将植物生物质转化为乙醇。
此过程包括以下几个步骤:1. 原料处理:植物生物质如玉米、甘蔗或木质纤维被粉碎、预处理以提取可发酵的糖类。
2. 发酵:将预处理后的生物质与发酵菌种一起置于反应器中,发酵菌种将糖转化为乙醇。
3. 分离和提纯:获得的发酵液中含有大量水分和其他杂质,需要通过蒸馏、脱水等方法将乙醇提纯至所需纯度。
4. 燃料乙醇加工:提纯后的乙醇可以直接应用于汽车燃料,或进一步加工制备乙醇汽油混合物。
三、用途燃料乙醇主要用于替代传统汽油作为汽车燃料,其可以应用于传统汽油引擎。
根据含量不同,燃料乙醇可以分为E10、E85等标号。
其中,E10指的是燃料中含有10%的乙醇,而E85则指的是含有85%的乙醇。
1. E10燃料乙醇:E10乙醇汽油是燃料乙醇的一种常见应用形式,其含有10%的乙醇和90%的汽油。
E10燃料通过引入乙醇来取代部分传统汽油,以提高燃烧效率和减少尾气排放。
2. E85燃料乙醇:E85燃料乙醇是一种高含量的乙醇汽油混合物,其中含有85%的乙醇和15%的汽油。
E85被视为一种替代传统汽油的清洁能源解决方案,其具有较低的碳排放和较少的尾气排放,但需要专用的燃料系统和调整后的发动机。
四、环境影响1. 温室气体排放:相比传统汽油,燃料乙醇可以减少温室气体排放。
乙醇的燃烧过程中释放的二氧化碳可以被植物再次吸收,形成一个封闭循环,减少对气候的负面影响。
2. 耕地利用和食物安全:燃料乙醇生产需要大量耕地资源,并存在与食物安全之间的竞争关系。
为了避免农作物资源被大规模用来制造燃料乙醇,可考虑使用废弃农作物、非食用部分植物或利用种植间作的方法来生产乙醇。
燃料乙醇工艺的化学工程分析
燃料乙醇工艺的化学工程分析燃料乙醇是一种重要的替代能源,对于减少对化石燃料的依赖,保护环境具有重要意义。
燃料乙醇工艺是将天然植物中的淀粉、糖类等通过发酵和蒸馏等方式转化成乙醇燃料的过程。
本文将通过化学工程的角度对燃料乙醇工艺进行分析,探讨其生产过程、工艺优化以及发展趋势。
一、燃料乙醇生产工艺燃料乙醇生产过程可以分为原料处理、发酵、蒸馏和干燥等几个主要步骤。
首先是原料处理,主要是将玉米、小麦、甘蔗等含有淀粉或糖类的植物材料进行粉碎、糖化和糖化液处理。
然后是发酵过程,将糖化液与酵母菌接种发酵,产生乙醇和二氧化碳。
接着是蒸馏过程,经过蒸馏可以将发酵液中的乙醇和水分离,得到高浓度的乙醇。
最后是干燥,将蒸馏后的乙醇经过干燥处理,去除其中的水分,得到纯净的乙醇产品。
1. 糖化反应燃料乙醇的生产过程中,糖化反应是一个非常重要的步骤。
在糖化过程中,淀粉或糖类被酶解成糖化液,糖化液中含有葡萄糖和麦芽糖等可被酵母细菌利用的碳源。
糖化反应主要是通过淀粉酶和葡萄糖酶等酶类催化剂的作用,将淀粉水解成可发酵的糖化物质。
2. 发酵反应发酵反应是燃料乙醇生产中的关键步骤,通过发酵反应可以将糖化液中的糖分转化成乙醇和二氧化碳。
发酵反应主要是利用酵母菌这种微生物来实现的,酵母菌能够分解葡萄糖和麦芽糖,产生乙醇和二氧化碳。
发酵反应的化学方程式如下所示:C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO23. 蒸馏反应蒸馏反应是将发酵后得到的含有乙醇的发酵液中的乙醇和水分离的过程。
乙醇和水的沸点差异不大,需要采用精馏的方法进行分离。
通常采用精馏塔进行多级精馏,使得乙醇和水能够有效地分离。
通过蒸馏反应,可以得到高浓度的乙醇。
在燃料乙醇生产工艺中,为了提高生产效率、降低成本以及减少对环境的影响,需要对工艺进行优化。
一般来说,可以从原料预处理、发酵条件控制、生产设备改进等方面进行优化。
1. 原料预处理原料预处理是燃料乙醇生产工艺中的一个重要环节,对原料的预处理能够影响后续发酵过程的效果。
乙醇燃料的环保治理和资源利用
乙醇燃料的环保治理和资源利用近年来,随着全球气候变化和环境问题的日益加重,人们对能源问题的关注度也越来越高。
乙醇燃料是一种既环保又经济的能源,因此备受关注。
在这篇文章中,我们将探讨乙醇燃料的环保治理和资源利用,以期为解决环境问题和能源问题提供一些有益的思路。
一、乙醇燃料的环保特性乙醇燃料是由玉米、甜菜、木薯等生物质发酵而来的,不含含硫化物、铅等有毒有害物质,不仅不会像传统燃油一样产生有害气体,更可完全燃烧产生二氧化碳和水,不对环境造成污染和危害。
同时,乙醇燃料在加油站的运输过程中,不会像化石燃料那样泄漏或溢出,也不会产生挥发性有机物,有利于减轻空气污染、保护大气环境。
二、乙醇燃料的环保治理在乙醇燃料的生产、运输和使用环节中,都需要履行环保治理职责。
在生产环节中,应严格控制产能和排放,使用科学的生产工艺和技术,节约资源、降低能耗、减少废水、废气和废渣排放,确保生产过程环保无害,达到“减排、清洁、高效”的目标。
在运输环节中,应加强安全管理和监管,确保产品无泄漏、无挥发排放,以及装卸过程环保无害。
在使用环节中,应推广科学的车用乙醇燃料混合比,限制不合格车用乙醇燃料的使用,以保证燃油清洁无害,达到“减排、环保、节能”的目的。
三、乙醇燃料的资源利用乙醇燃料的生产过程中需要大量可再生资源的运用,如这里所提到的玉米、甜菜、木薯等。
在这里,我们也要谈到乙醇燃料的“食用性”问题。
因为玉米、甜菜和木薯都是人类重要的食物资源,因此具有争议。
有一些人认为,为了生产乙醇燃料,就殃及了人类的饮食健康、粮食安全和生存权利,这是把粮食“烧掉”了。
但是,我们也要看到,在许多不发达国家和地区,因为缺乏低价格的石油和天然气资源,能源供应难以满足,这些地区的贫困人口和农民无法负担高昂的化石燃料价格,燃料紧缺直接影响了美好生活的实现。
使用可再生资源生产乙醇燃料,实质上为这些贫困地区提供了燃料资源,缓解了能源不足的状况,实现了可持续资源利用。
生物发酵法制燃料乙醇生产中废气废液的处理方法及系统
生物发酵法制燃料乙醇生产中废气废液的处理方法及系统燃料乙醇作为一种较为清洁的能源,生产成本较低,得到广泛应用,暂时解决了能源需求的矛盾。
为了推动可持续发展,实现绿色发展,在加强人们生态环保意识的同时,还要就燃料乙醇的制造工艺、合理加工以及燃料乙醇产生的废气废液处理办法进行改进和创新,完善燃料乙醇作为新型能源的功效,推动社会和经济发展。
二、生物发酵法制燃料乙醇现阶段燃料乙醇制造的工艺已出现三代,第一代燃料乙醇分为糖基乙醇和淀粉基乙醇,主要以玉米、甘蔗中所含的酵糖作为原料,进行生物发酵制乙醇,是目前最为常见的制燃料乙醇方法。
第二段燃料乙醇是纤维素乙醇,以木质纤维素类为主的生物物质,主要来源包括农业废料、林业产物及废弃物、(藻类)和城市垃圾等,第三代燃料乙醇就是主要以藻类为原料通过生物法生产的燃料乙醇。
生物法又称生物发酵法,是通过生物物质所含的物质,经过水解、发酵等一系列工序制成燃料乙醇。
生物发酵法是现阶段制燃料乙醇最主要,也是最普遍的一种方法。
根据不同原料所含的物质不同,生产工艺和工序都有相应的变化。
粮食作物作为原料以碾磨、液化和糖化工艺为必须内容,木质纤维的步骤则必备预处理和水解工序,本身高糖类物质则可以省去部分步骤。
值得注意的是,一些物质在操作过程或者运输时沾染了金属或有毒物质,还需要进行先解读再提取,以防不良化学反应的产生。
燃料乙醇的一般生产工艺,如图1所示:生物发酵法在粉碎原料之后需要进行蒸煮的工作,因为物质原料富含植物细胞,蒸煮后,会促进原料中的淀粉酶与淀粉发生化学反应,发生水解,进行发酵。
生物发酵法要确保酵母菌的酒精发酵环境,视情况而定,进行相应的高压、高温环境蒸煮操作。
三、生物发酵法制燃料乙醇生产中废气废液的处理方法生物发酵法制燃料乙醇生产中不可避免的会出现相应的废气废料,纤维素乙醇废液是一种高温度、高悬浮物、粘度大、呈酸性的有机废水,其主要含有残余的糖、纤维素、木质素、各种无机盐及菌蛋白等物质。
燃料乙醇研究报告
燃料乙醇研究报告燃料乙醇研究报告一、燃料乙醇的概念燃料乙醇是一种由酒精和其他有机物质混合而成的清洁燃料。
其化学式为C2H5OH,可以从生物质、油页岩、天然气和其它碳源制备而成。
燃料乙醇被认为是一种可再生的资源,因为它可以通过生物质的发酵来制得。
二、燃料乙醇的特性1. 对环境的影响小:燃料乙醇是一种清洁的燃料,其燃烧产生的废气中含有的二氧化碳是植物所需要的,不会对环境造成污染。
2. 低排放:乙醇的燃烧可以减少排放的有害气体的数量,例如二氧化硫和氮氧化物。
3. 热值低:与传统的汽油相比,乙醇的热值较低。
因此,在使用乙醇作为燃料时,需要提高发动机的效率。
三、燃料乙醇的优点和缺点1. 优点(1)可再生:乙醇不仅可以从生物质中制备,而且也可以通过油页岩或天然气等非生物质原料制备。
(2)环保:燃料乙醇燃烧时所产生的CO2量比燃烧油耗低,因此使用乙醇做燃料能减少CO2的排放。
(3)性价比高:乙醇在大多数情况下的制备成本都很低,可替代部分石油。
2. 缺点(1)需更换部分车零件:乙醇燃料在燃烧过程中会产生酸性气体,对汽车引擎的部分零件如燃油泵、油嘴、软管等会造成腐蚀,因此需要适当改良发动机的某些部分。
(2)热值低:乙醇的热值较低,因此需要更多的乙醇才能提供相同的动力输出。
(3)储运成本高:燃料乙醇使用过程中也有储运成本,需专门的储存设备,成本较高。
四、燃料乙醇的应用前景由于燃料乙醇对环境的影响小,因此未来其应用前景是非常广阔的。
燃料乙醇在车用燃料、航空燃料、冶金等领域都有广泛的应用。
目前,我国已经建成了多条燃料乙醇生产线,未来燃料乙醇产量将会进一步提高。
总之,燃料乙醇作为一种可再生的清洁燃料,它的应用前景不可限量。
我们有理由相信,在不久的将来,燃料乙醇将会成为主流的燃料之一。
燃料酒精清洁生产工艺的初步研究
12 I 总糖的分析测定 35 .一二硝基水杨酸( N ) D S 法 12 2 酒 精蒸馏 与迥 定 I 发 酵醪或 固体发酵料醅 lO L或 10 , (m 1 0 g加蒸馏水 10 L 5m , 加 热蒸馏取馏分 IO t, 比重瓶法 测酒精浓度 。 Oa 用 L I23 玉米秸秆击杂粉碎 . 将玉米秸秆去掉 土石杂 草后 , 用饲 料粉碎 机粉碎 , 筛孔 直径为 啦m m。 124 玉米秸秆粉的酸化处理 过程 与条件 . 玉米秸秆粉一加稀硫 酸 蒸 煮一 热 水洗糖一 中和 还
作者简 介: 王瑞 明(9}一 , , 】6 )男 山东诸城 』 , 、 硕士学 位 , 副教 授, 发表论文 2 余篇 。 0 天 津轻工业学院博 士研究生 。贾 士儒 , 教授 , 士, 博 博士 生导 师。 *19 99年山东省科技攻关课题 。
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(. 1 山东轻工业学 院 , 山东济南 200 ;. 5102 青岛大学 . 山束青 岛 260 ; 6 [ 3天津轻工业学院 . 0 天津 3 22 0 2 0
摘
要: 玉米秸秆经酸处理后 , 以纤 维素酶 、 丝酵母 、 假 酒精 酵母 进行 S F乙醇发 酵, S 可得 到 2 8 %的酒精 浓 4
维普资讯
燃料乙醇可行性研究报告
燃料乙醇可行性研究报告一、引言燃料乙醇是一种可再生的能源,它可以用作汽油的替代品,被认为是可以降低温室气体排放,并且对环境友好的替代能源。
本报告旨在对燃料乙醇的可行性进行全面的研究分析,包括生产过程、环境影响、经济效益等方面的研究,为我国燃料乙醇产业的发展提供参考。
二、燃料乙醇生产过程分析1. 原料燃料乙醇的主要原料是苏打汽 (C5) 和甲醇(CH3OH)。
苏打汽可以来源于甘蔗、玉米、小麦、红杉和工业废料等,而甲醇则是从天然气和煤炭中提炼。
2. 生产工艺生产燃料乙醇的主要方法是发酵法和化工法。
发酵法是将原料经过腌发或糖化后,利用酵母菌发酵成燃料乙醇。
化工法则是通过化学反应将原料转化为乙醇。
两种方法各有优劣,需要根据具体情况进行选择。
3. 生产成本燃料乙醇生产的成本主要包括原料成本、生产工艺成本和能源成本。
原料成本是生产燃料乙醇的主要成本,而生产工艺成本和能源成本则是影响燃料乙醇生产的重要因素。
三、环境影响分析1. 温室气体排放燃料乙醇的使用可以减少温室气体的排放。
相比传统的石油汽油,燃料乙醇会产生更少的二氧化碳和其他温室气体,因此对环境的影响更小。
2. 能源效率生产燃料乙醇需要耗费大量的能源,而且生产过程中会产生一定的废水和废气,对环境造成一定的污染。
3. 土地利用燃料乙醇的生产需要耗费大量的农田资源,如果大规模推广使用,可能会对土地利用带来影响。
四、经济效益分析1. 能源替代燃料乙醇可以替代传统的汽油,因此可以降低对化石能源的依赖,提高能源安全性。
2. 就业创造燃料乙醇的生产需要用到大量的农田资源,并且需要进行原料的种植和采集,这将提供大量的就业机会。
3. 经济贡献燃料乙醇的生产和使用将为国家带来一定的经济贡献,并且有望促进相关产业的发展。
五、可行性建议1. 政府支持政府应该出台一系列的政策支持,鼓励燃料乙醇产业的发展,包括提供经济补贴、制定相关法规、鼓励技术创新等。
2. 技术创新燃料乙醇产业应该加强技术创新,降低生产成本、提高生产效率、减少环境污染,实现可持续发展。
乙醇生产工艺流程设计与节能减排
乙醇生产工艺流程设计与节能减排乙醇是一种重要的化工原料和可再生能源,其生产工艺流程的设计及节能减排是提高生产效率和环境可持续发展的关键。
本文将介绍乙醇生产工艺的基本流程,以及在设计过程中如何优化工艺以实现节能减排的目标。
一、乙醇生产工艺基本流程乙醇生产的基本流程包括生产原料处理、发酵、蒸馏和精制等阶段。
1. 生产原料处理乙醇的生产原料主要是淀粉、糖类和纤维素等可转化为糖的生物质。
在处理阶段,原料首先需要进行破碎、浸出或者糖化等处理,以将可转化的糖分离出来。
2. 发酵将处理后的糖溶液与酵母等微生物进行发酵反应,产生乙醇和二氧化碳。
发酵过程中需要控制温度、pH值和营养物质浓度等条件,以提高发酵效率和产乙醇的质量。
3. 蒸馏将发酵产生的乙醇溶液进行蒸馏,将其中的杂质和水分去除,得到高纯度的乙醇。
蒸馏过程通常包括粗馏、精馏和尾馏等步骤,通过逐步提高温度和降低压力,实现馏分的分离和浓缩。
4. 精制将蒸馏得到的乙醇进行精制,包括脱水、脱色和脱臭等步骤,以提高乙醇的纯度和品质。
二、乙醇生产工艺的节能减排优化为实现乙醇生产过程的节能减排,需要在工艺设计中考虑以下几个方面:1. 原料选择与预处理选择适宜的原料和优化预处理工艺可以提高糖的转化率和发酵效率。
例如,在淀粉转化为糖的过程中,可采用酶解替代传统的酸法处理,降低酶活化能,减少能耗和环境污染。
2. 发酵条件优化通过调节发酵过程中的温度、酵母菌的浓度、营养物质的供给等条件,提高发酵效率和乙醇产率。
同时,利用发酵过程产生的二氧化碳进行回收和利用,减少对大气的二氧化碳排放。
3. 蒸馏节能技术应用在蒸馏过程中,应采用节能技术,如多级蒸馏、热泵蒸馏等,以减少能源消耗和提高精馏效率。
此外,可利用废热和废气进行余热回收和能源利用,进一步减少对环境的影响。
4. 精制过程优化在乙醇精制过程中,可采用物理、化学和膜分离等技术,减少能耗和化学药品的使用。
例如,利用膜分离技术替代传统的吸附剂,实现高效的脱水和脱色,降低对环境的污染。
环评师案例分析第一章 燃料乙醇
第一章轻工纺织类建设项目环境影响评价案例一:燃料乙醇项目项目特点:耗水量较大,废水中有机污染物浓度高;原料不同,工艺技术不同、产污环节、清洁生产等均有差别。
首要分析项目是否符合产业政策、准入条件。
一、产业政策与准入条件思路:从选址、原料选择、工艺技术等方面评价建设项目与国家产业政策、行业发展规划、资源能源利用规划和行业准入条件等方面的符合性。
国家鼓励:利用薯类、纤维素类等粮作物生产燃料乙醇。
相关国家政策:《产业结构调整指导目录(2011年本)》、《可再生能源发展“十一五”规划》(发改能源[2008]610号)。
《产业结构调整指导目录(2011年本)》:生物质纤维素乙醇、生物柴油等非粮生物质燃料生产技术开发与应用。
《可再生能源发展“十一五”规划》(发改能源[2008]610号):受粮食产量和耕地资源制约,今后主要鼓励以甜高粱茎秆、薯类作物等非粮生物质为原料的燃料乙醇生产,以及以小桐子、黄连木、棉籽等油料作物为原料的生物柴油生产。
“十一五”规划将重点在山东黄河入海口地区、内蒙古的黄河沿岸地区以及黑龙江、吉林、新疆等地进行百万亩规模的甜高粱种植和生物乙醇生产试点。
本案例以优质甜高粱茎秆为原料生产燃料乙醇,年产燃料乙醇10万t,二氧化碳0.5万t,配套种植甜高粱原料基地45万亩,项目的建设符合国家产业政策和《可再生能源发展“十一五”规划》。
二、选址与布局规划相符性:《全国主体功能区规划》、项目所在区域的发展规划、城镇规划、环境保护规划、环境功能区划。
应进入依法合规设立、环保和安全设施齐全的产业园内(包括工业园、产业集聚区等),并符合园区准入条件、规划环评及其审查意见的相关要求。
燃料乙醇项目耗水量大,选址位于某县城工业园,符合工业区总体规划及工业园区总体规划环评批复要求。
生活用水来自自来水厂,工业用水来自县城污水处理厂中水及劣质地下水。
根据工业园区产业规划的初步预测,项目用水对项目区域生活用水、农业用水、生态用水的影响基本满足县工业用水需要,从水资源环境承载力角度看,拟建项目的选址具有合理性。
中能公司燃料乙醇项目污水处理情况分析
中能公司燃料乙醇项目污水处理情况分析由于制取酒精的原料可分为两大类。
一类是含糖植物,如甘蔗、甜菜、或制糖厂的副产品糖蜜;另一类是含淀粉的植物,如玉米、小麦、薯干。
所以在淀粉原料酒精制造中,因原料的不同,污水治理的方法也有所不同。
现就中能公司污水处理理方案做相关的比较分析。
一、玉米酒精废水与木薯酒精废水处理工艺路线比较1 玉米酒精废水处理的工艺路线玉米酒糟中含有大量的蛋白质、脂肪等具有丰富的有机成分,是极好的畜、禽饲料,目前国内采用的主要污染控制技术有:①玉米酒精糟制取全干燥蛋白饲料(DDGS);②玉米酒精糟固液分离、滤渣直接做饲料或生产DDG蛋白饲料、滤液稀释排放;③玉米酒精固液分离、滤渣直接做饲料或DDG蛋白饲料、滤液30%~50%回用于生产;④玉米酒精糟固液分离、滤渣直接做饲料或生产DDG蛋白饲料、滤液厌氧发酵生产沼气等四种。
2 木薯酒精废水处理的工艺路线相比于玉米(小麦)酒糟,木薯酒糟饲料蛋白含量低,市场需求量小,销售渠道窄,采用DDGS工艺不合适。
目前木薯酒精行业的废水处理绝大部分采用两种工艺,按SS进入厌氧处理的多少分为全糟厌氧处理工艺和清液厌氧处理工艺。
全糟工艺是所有的悬浮物进入到厌氧工序进行发酵,清液工艺则是在预处理阶段尽可能多的将悬浮物分离。
得到含固量较少的清液进行高效厌氧。
二、中能公司污水处理方案1 现阶段主流污水处理技术采用情况工业部节能与综合利用司2010年02月22日发布的《酒精行业清洁生产技术推行方案》,环境保护部发布的《HJ575—2010酿造工业废水治理工程技术规范》中都大力推广酒精糟液废水全糟处理技术。
为了实现资源回收最大化,大量回收沼气,同时解决沼渣的出路问题,目前国内大型木薯酒精生产企业都采用了全糟工艺,如:山东德州又一村酒业有限公司,山东金沂蒙集团,江苏花厅酒业有限公司,江苏东城生物科技有限公司,江苏东海顺源酒精公司、江苏太仓新太酒精有限公司、吴江永祥酒精有限公司、广西桂平市金源酒精实业有限公司等企业,取得较好的经济效益,社会效益和环境效益。
燃料乙醇工艺的化学工程分析
燃料乙醇工艺的化学工程分析燃料乙醇是一种常见的生物燃料,在现代社会中得到了广泛的应用。
它的生产涉及到复杂的化学工程过程,需要经过多个步骤来完成。
本文将从化学工程的角度对燃料乙醇的生产工艺进行分析,包括原料准备、发酵、蒸馏和精制等多个环节,以期对燃料乙醇生产工艺有一个全面的了解。
燃料乙醇的生产过程始于原料准备。
生物质是生产燃料乙醇的主要原料之一,包括玉米、小麦、甘蔗等。
这些原料中含有大量的淀粉和纤维素,通过化学工程技术可以将它们转化为可用于发酵的糖分。
一般来说,淀粉含量较高的原料如玉米和小麦需要先进行破碎和磨粉处理,将原料加工成粉末状,以便后续的水解过程。
而纤维素含量较高的原料如甘蔗则需要通过预处理技术,如预热、压碎和蒸煮,将纤维素分解成可溶解的糖分。
接下来是发酵过程。
在这一步骤中,化学工程师需要将原料中的糖分转化为乙醇和二氧化碳。
首先是葡萄糖和果糖的水解过程,将淀粉和纤维素分别转化成葡萄糖和果糖。
然后将这些糖分溶解在水中,加入酵母菌和其他微生物,使其发酵产生乙醇和二氧化碳。
这一过程需要控制温度、pH值和氧气供应,以确保酵母菌和微生物的生长和代谢过程中能够高效地产生乙醇。
发酵完成后,需要进行蒸馏和精制。
蒸馏是将发酵过程中生成的乙醇和其他物质进行分离的过程。
在这一步骤中,化学工程师将发酵液加热至乙醇的沸点,使得乙醇蒸发并随蒸汽升入蒸馏塔。
乙醇蒸汽在蒸馏塔中冷却凝结成液体,而其他杂质物质则留在底部形成糟糠。
通过这一过程,可以将乙醇的纯度提高到一定程度,但还需要进一步的精制过程。
精制过程包括吸附、膜分离、结晶、萃取等多种方法,将乙醇与其他杂质进行分离,使得最终的产品达到工业使用标准。
燃料乙醇的生产涉及多个环节的化学工程过程,需要化学工程师综合运用物理、化学、生物等多个学科的知识和技术。
燃料乙醇的生产还面临着原料选择、工艺优化、能源消耗和环境保护等多个方面的挑战。
未来,随着科学技术的不断发展和进步,燃料乙醇的生产工艺也会不断地得到改进和完善,为人类提供更加清洁、可持续的能源资源。
燃料乙醇工艺的化学工程分析
燃料乙醇工艺的化学工程分析乙醇是有多种用途的有机物,在饮料、香精以及医疗上均有应用,伴随着世界范围内能源危机以及新能源的探索开发,乙醇以其成本低、环保等优点逐渐在燃料这一用途方面得到了高度重视。
本文主要探讨的是关于燃料乙醇的化学工程问题,在具体的分析中首先对燃料乙醇在发酵过程中的化学工程进行分析,其次对燃料乙醇在提纯过程中的化学工程进行分析,最后阐述了燃料乙醇发酵与分类中的化学工程。
【关键词】燃料乙醇;化学工程;探究分析乙醇作为一种燃料,不管是在生产过程中还是在燃烧过程中均不会产生污染物,属于一种清洁能源。
早期的乙醇主要是通过淀粉、纤维素等经过长时间的发酵而来,然而燃料酒精由于其需求大,在生产过程中需要大规模的生产,在生产中涉及到一定的化学工程,了解这些化学工程是燃料乙醇生产的关键,同时也是该调整我国能源结构的重点。
本文主要就燃料乙醇工艺的化学工程问题分析如下:一、燃料乙醇发酵分析1、燃料乙醇发酵的多尺度燃料遗传在发酵过程中涉及到的工程领域较多,其中包括微生物工程、化学工程以及生物化学工程等,因此在实际的发酵过程中化学反应相对复杂,正是由于其发酵过程中的复杂性,在研究中仅仅从单一的角度去研究与实际要求不符,因此在生产过程中应该注重多尺度问题,也就是说从多个角度对燃料乙醇的发酵过程进行分析,这样才能更加全面的将乙醇复杂的发酵过程显现出来,因此对于燃料酒精发酵的研究应该涉及到生物学以及化学两个重要方面,这样的研究才更加符合实际研究需要。
2、发酵中的动力学与放大乙醇在发酵前期需要进行相关的准备工作,其中主要与偶乙醇原料的液化以及糖化等,然后在乙醇发酵过程中应该做好相关特性的控制,也就是动力学问题,动力学是乙醇发酵是否可以顺利发酵的基础,其中涉及到两个方面的问题,一个是本征动力学,也就是从早期的原料到发酵微生物固有速率的问题,另外一个就是宏观动力学,这个具体的就是在发酵阶段乙醇的能量传递情况,现阶段对动力学研究应用主要模型是酶催化反应。
燃料乙醇工艺的化学工程分析
燃料乙醇工艺的化学工程分析【摘要】燃料乙醇是一种重要的生物燃料,其生产、提取、精制、储存、运输和应用工艺对于提高能源利用效率和实现可持续发展至关重要。
乙醇的生产工艺主要包括玉米、小麦、甜菜和纤维素等原料的发酵制醇过程,提取工艺采用蒸馏等方法进行,精制工艺则通过蒸馏和萃取等技术实现。
乙醇的储存和运输工艺需要考虑其易燃易爆性质以及对环境的影响,通常采用密封罐和专用货车进行。
至于乙醇的应用工艺,主要包括燃料乙醇的添加到汽油和柴油中以及乙醇气体的利用等。
通过对乙醇工艺的化学工程分析,可以更好地理解乙醇的生产与利用,促进燃料乙醇在能源领域的应用和推广。
【关键词】乙醇、燃料、工艺、化学工程、生产、提取、精制、储存、运输、应用、分析。
1. 引言1.1 引言燃料乙醇是一种可再生能源,具有广泛的应用前景。
乙醇被广泛用于汽油替代品、化工原料等领域,其生产工艺也是化学工程领域研究的重点之一。
乙醇的生产工艺主要包括生物法和化学法两种。
生物法是利用微生物合成乙醇,包括玉米、甘蔗、木质纤维等中间体作为原料,经过发酵和蒸馏等步骤,生成乙醇。
化学法则是利用石油等化石燃料为原料,通过合成过程生产乙醇。
乙醇的提取工艺是将乙醇从发酵液或合成液中提取出来,主要有蒸馏法、萃取法、结晶法等。
乙醇的精制工艺则是将提取出的乙醇进行精制,去除杂质,得到高纯度的乙醇。
乙醇的储存和运输工艺是确保乙醇产品安全可靠运输的关键环节,包括适当的储存方式、运输容器的选择等。
乙醇的应用工艺则是将生产好的乙醇应用于各个领域,如汽油添加剂、溶剂、酒精等。
不同的应用领域对乙醇的纯度和质量有不同的要求,因此需要相应的工艺进行处理。
通过对燃料乙醇工艺的化学工程分析,可以更好地了解乙醇的生产、提取、精制、储存、运输和应用过程,为乙醇产业的发展提供技术支持。
2. 正文2.1 乙醇的生产工艺乙醇的生产工艺是指将含有淀粉、糖类等物质的原料通过发酵和蒸馏等过程制成乙醇的工艺流程。
燃料乙醇工艺的化学工程分析
燃料乙醇工艺的化学工程分析燃料乙醇工艺是一种利用生物质材料生产乙醇作为燃料的过程。
乙醇是一种清洁燃料,不含硫、苯等有害物质,而且其燃烧产生二氧化碳比汽油低20%左右,有利于减少环境污染。
因此,燃料乙醇工艺在减少对环境的影响、替代化石燃料、提高能源使用效率等方面发挥着重要的作用。
燃料乙醇的生产过程大致可分为生物质材料处理、糖转化、发酵、分离纯化和乙醇精制等几个步骤。
其中,糖转化和发酵是核心步骤,可以采用不同的工艺实现。
以下主要介绍乙醇工艺的化学工程分析。
1. 糖转化在糖转化过程中,首先需要将生物质材料处理成可被微生物分解的糖类物质。
处理方法有物理破碎、化学水解、生物分解等,其中化学水解方法应用最广泛。
化学水解将木质素和纤维素等生物质材料分解成葡萄糖、木糖和果糖等单糖,以及半纤维素和木质素等低分子糖类。
在水解过程中,需要施加适量的酸、碱或酶等催化剂,催化剂的种类与用量常常影响水解效果。
此外,还需要考虑温度、反应时间、物料输送方式等一系列工艺参数。
化学水解后,得到的糖液需要进行浓缩和净化,以提高糖浓度和减少杂质含量。
浓缩方式有真空蒸发、膜浓缩等,选择不同的浓缩方式需要考虑对原液成分的影响。
净化方式则基本上都采用离子交换或吸附剂等化学方法。
优良的化学净化工艺能有效地提高发酵效率和乙醇纯度。
2. 发酵发酵是利用微生物将糖类物质转化为乙醇、二氧化碳等物质的过程。
常用的微生物有酵母菌、细菌等,其中酵母菌应用最为广泛。
酵母菌在发酵过程中会产生大量的乙醇和二氧化碳,并且这一过程需要施加适当的温度、pH值、氧气气氛等条件。
对于乙醇工艺来说,发酵是影响生产能力和产品质量的重要环节。
优秀的发酵技术需要考虑微生物选择、培养、发酵条件等多个方面因素。
最近发展的集成发酵技术则能够实现同时进行糖转化、发酵和分离纯化等多个步骤,增强了工艺的高效性和可控性。
此种技术常常采用连续式反应器,以提高产品产量及质量,减少废物产出。
3. 分离纯化发酵完毕后,需要对发酵液进行分离,分离出乙醇、二氧化碳等物质,以及杂质。
浅议燃料乙醇生产工艺及乙醇汽油现状佟昊邵星源杨文博
浅议燃料乙醇生产工艺及乙醇汽油现状佟昊邵星源杨文博发布时间:2023-05-17T09:41:54.358Z 来源:《工程建设标准化》2023年5期作者:佟昊邵星源杨文博[导读] 在环境污染日渐严重、能源危机致使石油价格不断攀升的今天,乙醇作为一种可再生的能源,在各行各业起着不可或缺的作用。吉林燃料乙醇公司吉林省吉林市 132001摘要:在环境污染日渐严重、能源危机致使石油价格不断攀升的今天,乙醇作为一种可再生的能源,在各行各业起着不可或缺的作用。燃料乙醇是一种是绿色、低碳清洁的可再生燃料,与汽油有很好的相溶性,燃料乙醇加入变性剂(2~5%)后与汽油混合就是现在普遍使用的车用乙醇汽油。乙醇汽油能帮助解决大气环境污染问题,同时缓解能源压力,对国民经济的可持续发展具有重要的战略意义。本文介绍了燃料乙醇的生产工艺以及乙醇汽油在生产及使用过程中存在问题及解决办法。关键词:燃料乙醇;乙醇汽油;生产工艺;存在问题乙醇俗称酒精,是最常见的一元醇。在常温、常压下,乙醇为无色透明略带刺激性的香味液体,不可直接饮用。乙醇的用途十分广泛,生活中可用乙醇制造醋酸、饮料等,工业上能制作香精、各种染料。不同浓度的乙醇在医疗方面均发挥着重要的作用。乙醇还有一个最大的用途是作为燃料,目前石油煤炭等燃料能源日益枯竭,以乙醇为原料研发的各种燃料已经逐渐开始替代化石燃料,并且乙醇燃料可再生、污染小,是十分优质的新型能源。1.燃料乙醇的生产工艺乙醇是对人们的生产生活有着重要作用的一种化合物,乙醇可以用来制造醋酸、饮品、香料、染料、各类燃料等。在医学上常用70%~75%的乙醇作为消毒剂。在古代人们用淀粉物质酿酒,12世纪,在蒸馏葡萄酒的过程中第一次得到酒精。20世纪30年代以前,乙醇的唯一工业生产方法是发酵法。美国在1930年用乙烯作为原料成功制取了乙醇,而且乙烯间接水化法的第一个工业装置也在美国建立。1.1水化法1.1.1间接水合法该法也叫做硫酸酯法,反应分为两部分。在一定的温度和压力情况下,先把乙烯加到浓硫酸中,反应得到硫酸酯,之后将硫酸酯在水解塔中加热,最终水解制得产物乙醇,但同时有乙醚这一副产品生成。如果原料的纯度比较低时,间接水合法比较适合,具有较温和的反应条件及较高乙烯转化率的优点,缺点是对设备的要求较高,因为原料中硫酸腐蚀性极强,并且生产过程复杂,耗时长,因此目前直接水合法已经取代该法。1.1.2直接水合法这个方法会比较简单直接,乙烯在一定的操作条件下,固体酸催化剂和水进行反应得到乙醇。工业生产中,通常采用的催化剂是负载在硅藻土上的磷酸,反应的温度为260~290℃,乙烯与水物质的量比约为0.6,乙烯在此条件下的单程转化率约为5%,乙醇的选择性约为95%,出现大量乙烯滞留在系统中的现象。当温度逐渐升高后,有许多副产品生成,副产品主要为乙醚,还包括丁烯、乙醛及乙烯聚合物等。由于乙醚与水也能反应生成乙醇,因此将乙醚收集并返回系统中再反应,可以有效地提高乙醇产率。1.2石油基乙烯水合法此合成方法所用原料为石油裂化和热解过程中产生的乙烯,分为直接水合法和间接水合法。直接水合法是在一定条件下将乙烯和水直接反应生成乙醇,采用负载于硅藻土上的磷酸作为催化剂。间接水合法以浓硫酸作为吸收剂,通过“→ 乙烯硫酸酯”、“硫酸酯→ 乙醇”两步完成。1.3煤基合成气法煤基合成气法以煤为基础原料,分为直接法和间接法。直接法是在铑基催化剂作用下直接转化为低碳混合醇;间接法包括醋酸加氢法、醋酸酯化加氢法、二甲醚羰基化法。醋酸加氢法是醋酸与氢气混合气化,气化后的混合物经加热进行催化加氢反应,所得产物冷却后经气液分离、提纯处理得到无水乙醇。醋酸酯化加氢法是将中间产物乙酸乙酯与前道工序所得气相混合气化,气化混合物经加热后进行酯加氢反应,再经气液分离可得乙醇粗产品。二甲醚羰基化法核心技术在于二甲醚羰基化生成醋酸甲酯和醋酸甲酯加氢生成乙醇。1.4生物质发酵法生物质发酵法生产燃料乙醇的工艺流程分为原料收集、预处理、糖化、发酵和分离纯化五个步骤。根据生产原料的不同可将生物质发分为三大类:以小麦、水稻、和玉米等为原料的粮食乙醇,以甜高粱、木薯和甘蔗等非粮食作物为原料的非粮乙醇,以秸秆等农业废弃物作为主要原料纤维素乙醇。在粮食和能源安全问题广受关注的当下,以粮食为基础原料的燃料乙醇生产已逐步暂停,“非粮燃料乙醇”研究及应用将成为行业、企业和主管部门下一步的工作重点。1.5稻草液化制取乙醇在世界能源危机的日益加重和环境不断恶化的情况下,可再生资源生物质的开发利用已成为了当今的研究热点。以生物质的废弃物作为原料,通过降解发酵的方法进行乙醇生产的研究备受关注,原料的利用率以及乙醇产率的提高成为这项技术发展中的亟需解决问题。秸秆预处理的常用方法包括酸化法、碱化法、氧化法等,这些方法都能达到很好的效果,但弊端是成本太高且对环境有很大的污染。比如,国内便有文献对利用稻草酸水解生物转化来制备乙醇这种方法进行了更加深入的研究,最后得出:在浓度为20%的硫酸和温度为60℃的环境中水解36h,糖的最大获得率是30.41%。经过脱毒处理之后,水解液在34℃时发酵84h,产品乙醇的浓度达到4.362g/L。该法采用稀硫酸直接进行酸解稻草,不需要预处理过程,还原糖的收率显著提高,但酸解时会产生很多抑制物,致使后面的脱毒工艺很复杂,反应时间长,乙醇产率低。
燃料乙醇工艺的化学工程分析
燃料乙醇工艺的化学工程分析燃料乙醇的生产涉及原料的选择和预处理。
常见的生产原料包括玉米、甘蔗、木薯等。
玉米是最常用的乙醇原料之一,其含有大量的淀粉,可通过糖化和发酵的工艺转化为乙醇。
甘蔗和木薯则含有丰富的蔗糖和淀粉,同样可以作为乙醇的原料。
在原料的选择上,需要综合考虑原料的可获得性、含糖量、价格和可持续性等因素。
在原料预处理方面,主要是通过糖化和发酵工艺将原料中的淀粉和糖分解为葡萄糖,再经过葡萄糖的发酵转化为乙醇。
糖化过程主要是利用酶类将淀粉和纤维素水解为葡萄糖,而发酵过程则是利用乙醇发酵菌将葡萄糖转化为乙醇。
在这一过程中,化学工程师需要针对不同原料的特性设计合适的工艺条件,以最大程度地提高原料的利用率和产乙醇的速率。
乙醇的精馏是乙醇工艺中的关键环节之一。
在发酵结束后,乙醇水溶液中含有大量的杂质和水,需要经过精馏过程进行提纯。
精馏过程中,化学工程师需要考虑到乙醇和水的沸点差异,以及乙醇和杂质之间的相对挥发性,设计合适的分离工艺流程,使得乙醇能够得到高纯度的提取,同时降低能耗和成本。
乙醇的脱水和催化转化也是乙醇工艺中的重要环节。
乙醇的脱水是指将乙醇与水分离,得到无水乙醇。
脱水过程通常采用吸附剂或分子筛来吸附水分,再通过蒸馏等方式进行分离。
化学工程师需要考虑到乙醇和水的相对溶解性和选择合适的脱水方法来提高乙醇的纯度。
乙醇也可以通过催化转化的方式将其转化为其他有机化合物,如乙烯和丙烯等。
这需要针对不同反应物设计合适的催化剂和反应条件,以提高产品的选择性和产率。
乙醇工艺中的废水处理也是不容忽视的环节。
在乙醇生产过程中会产生大量的废水和废渣,其中含有有机物、酸碱、盐类等成分,需要进行有效的处理和回收。
化学工程师可以通过生物处理、吸附分离、离子交换等方法将废水中的有机物和杂质去除,再通过蒸发结晶、浓缩等方式回收有价值的物质,如纤维素、蛋白质等,以达到减少排放、提高资源利用率和降低环境污染的目的。
燃料乙醇工艺的化学工程分析涉及到原料选择、预处理、精馏、脱水、催化转化和废水处理等多个方面。
燃料乙醇行业分析报告
燃料乙醇行业分析报告燃料乙醇是一种可替代传统石油燃料的新型能源,在全球范围内都受到了越来越多的关注和认可。
近年来,随着全球环境污染问题日益突出,燃料乙醇逐渐成为了各国政府推行可持续发展和环保理念的重要手段。
本篇文章将围绕燃料乙醇行业展开分析,包括定义、分类特点、产业链、发展历程、行业政策文件、经济环境、社会环境、技术环境、发展驱动因素、行业现状、行业痛点、行业发展建议、行业发展趋势前景、竞争格局、代表企业、产业链描述、SWOT分析、行业集中度等各个方面,力求为读者呈现一张全面的燃料乙醇行业分析图景。
一、定义与分类特点燃料乙醇,即以乙醇为主要成分的燃料,是一种目前被广泛应用的可再生能源。
燃料乙醇可分为纯乙醇和含乙醇汽油两种类型。
其中纯乙醇是指乙醇含量高于85%的燃料,主要用作车用燃料、燃料电池等应用领域;含乙醇汽油则是指乙醇含量低于85%的燃料,常与汽油混合使用,被广泛应用于各种汽车、机械设备等领域。
燃料乙醇的特点主要包括以下几个方面:1. 显著的环保优势。
燃料乙醇的主要成分乙醇是一种环保型燃料,能大大减少尾气排放等环境污染问题。
2. 可再生性强。
燃料乙醇主要来源是玉米、甘蔗、若干种谷物等作物,源源不断的生产能够使得其具有很强的可再生性。
3. 燃烧效率高。
相比传统的汽油或柴油,燃料乙醇的燃烧效率更高,能够保证更好的动力输出,提高能源利用效率。
4. 生产工艺简单。
燃料乙醇的生产过程相比传统燃料较为简单,在大规模生产上也具有较高的实用性。
二、产业链及发展历程燃料乙醇的产业链主要包括农业、纺织、化工等多个领域,其中农业是其产业链的最基础环节。
燃料乙醇的生产主要通过利用农作物中的糖、淀粉等物质进行发酵、蒸馏等工艺流程获得,因此具有较强的农业属性。
其次,燃料乙醇的生产还需要大量的化工工艺支持,因此化工也是其产业链不可或缺的一环。
最后,燃料乙醇还需要通过纺织、交通等领域进行贸易、销售等环节,因此这些领域也都参与到了其产业链当中。
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成人本科毕业生论文姓名:专业:环境工程班级:指导教师:时间: 2011.11.10燃料乙醇项目清洁生产和污染治理工艺分析摘要:酒精糟液中蛋白营养物质的回收利用是酒精行业清洁生产的一种重要实施途径。
结合酒精生产情况,分析酒精糟液经DDG或DDGS方式来回收蛋白物质后,采用MIC反应器进行厌氧处理,分别讨论了对废水处理的影响。
MIC反应器处理DDG后的废水,有机负荷可在15 kgCOD·m-3·d-1左右,是一种高效的厌氧内循环技术。
DDGS工艺适合较大规模的酒精厂,仍然存在废水处理难度增大的问题。
通过与DDG工艺的对比,认为采用“DDG —MIC”的酒精废水治理路线,可节省投资和能源消耗,而且废水中有沼气产出,资源得到梯度利用。
尽管与推荐采用的DDGS产业政策不同,但依然值得推广,并应该受到更多关注。
关键词:蛋白营养物质回收利用清洁生产前言随着以资源化、减量化、再利用为主题的循环经济的大力提倡,循环经济是以尽可能少的资源消耗、尽可能小的环境代价实现最大的经济和社会效益,力求把经济社会活动对自然资源的需求和生态环境的影响降低到最小程度。
发展循环经济要求企业节约能耗物耗、提高资源利用效率;对生产过程中产生的废物进行综合利用;根据资源条件和产业布局,合理延长产业链,促进产业间的共生组合。
酒精糟液能否作为一种资源,通过减量回收,实现再利用,这是当前酒精工业迫切需要解决的涉及企业生死存亡的大问题[1]。
酒精(包括燃料乙醇和食用酒精)糟液生产优质蛋白饲料(DDGS)技术是国家发展计划委员会、中国轻工总会推荐回收酒精糟液的一种方式[2]—[3]。
回收DDGS后的废水,仍属于高浓度有机废水,需要进一步处理,但废水的氮、磷等营养成分含量低,给末端治理带来了难度,本文结合酒精生产及末端治理,探讨了DDG—MIC的酒精废水治理路线。
一、酒精生产工艺及废水情况1.酒精生产工艺典型的生产工艺比如:燃料乙醇工艺流程见图1。
原料经进仓、磨粉、谷朊粉、液化、糖化、发酵、蒸馏、分子筛脱水后可生产酒精,例如年产30万吨燃料乙醇的项目,同时可生产副产品小麦谷朊粉4.5万吨、高纯度低压液体二氧化碳2万吨、小麦麸皮20.3万吨、小麦胚芽2032吨、DDGS蛋白饲料12万吨。
其中,谷朊粉出口价格达8000元/吨,一直处于供不应求状态,可以说丰富的下游产品已经成为企业效益的重要支撑。
小麦原料应控制水分在12%以下,小麦粉碎后投料,原料加水比1:4,50℃热水拌料。
采用连续蒸煮,采用三塔蒸馏,操作控制“进汽、进水、进料、取酒”四者平衡。
原料出酒率在28%左右。
2.酒精废水的污染物质酒精生产的废水主要来自蒸馏发酵成熟醪时粗馏塔底部排放的蒸馏残留物——酒精废醪(高浓度有机废水),以及生产过程中的洗涤水(中浓度有机废水)和冷却水。
酒精废醪污染物主要包括:悬浮在废水中的固体不溶物、油脂、淀粉、胶;溶解在水中的糖、酸、碱、盐等;温度可高达100℃左右;悬浮物含量高,其中有机物占94%~95%,灰分占6%~7%;外观混浊、色度高、易腐败等。
3.酒精废水的污染物浓度和排放量酒精糟液、洗涤水、冷却水的水质和吨产品排水量[4]见表1。
表1 酒精糟液、洗涤水、冷却水的水质和吨产品排水量废水名称排水量/t·t-1产品pH值Ρ(COD)/(mg·L-1) ρ(BOD5)/(mg·L-1) ρ(SS)/(mg·L-1) 酒精糟液13~16 4~4.55万~7万2万~4万1万~4万精馏塔底残留水3~4 5.0 1000 600洗涤水2~4 7.0 600~2000500~1000冷却水50~100 7.0 <100二、酒精糟液生产蛋白饲料的方法与产业政策1.酒精糟液生产蛋白饲料的方法目前,对酒精废醪的前处理方法有以下两种:一种是全糟发酵,但该种方法具有发酵周期长、设备庞大、设备维修率高、一次性投资高,现在已经逐渐很少采用了。
另一种是固液分离后,清液发酵。
固液分离有如下三种方法。
1、DDG(Distiller’s DriedGrains),将酒精糟固液分离后的滤渣经脱水干燥而制成的干酒糟饲料称为DDG,其主要成分为糖类、蛋白质、维生素等;2、DDS (Distiller Dried Solubles),DDS(烧酒糟残液干燥物)是将酒精糟固液分离后的滤液经脱水干燥而制成的干酒糟饲料;3、DDGS(Distiller’s Dried Grains with Solubles ),DDGS(酒渣及其残液干燥物)固液分离后的滤渣和蒸发浓缩混合干燥而制成的饲料。
2.DDS、DDG、DDGS处理工艺图2 DDS、DDG、DDGS处理工艺流程图美国、西欧等经济发达国家在20世纪40年代均采用浓缩、蒸发工艺处理酒精糟,酒精糟液先经过固液分离,清液部分回用、部分蒸发浓缩生产DDS,糟粕单独干燥生产DDG,糟粕和浓缩液混合干燥生产DDGS。
蛋白含量在28% 以上,是玉米(蛋白含量为8.5% ) 的3倍;氨基酸种类比玉米更齐全,其中赖氨酸含量比玉米高50% ;由于含有大量酵母菌体,B族维生素含量丰富,且含生长因子,对动物生长十分有利;脂肪含量4%~8% ,水分低于11%,可以长期保存不霉变,高温不酸败;脂肪中各类脂肪酸比例适当,有良好适口性。
3.产业政策酒精工业随着国际燃油价格的不断攀升、能源的短缺以及燃料酒精的使用,行业又获得大好的发展时机。
大力发展酒精工业可实现自然资源的高效利用和循环利用,可促进农村经济的发展,解决“三农”问题。
发展循环经济绝非一句空泛的口号,它是更具可操作性的实现经济可持续发展最为理想的经济模式。
其发展原则要求改变以往“资源一产品一污染排放”单项流动的线性经济模式,追求生态化、资源化、减量化和再利用,形成‘资源一产品一再生资源’反馈式循环经济模式,这需要经营观念、设计理念的彻底更新。
因此,把酒精废水作为一种资源,设计一套多级回收利用,有投入有产出的生产系统,而不只是污水处理系统,成了当今时代的要求。
提出资源化治理的可行性方案,以较少的投资,在分级回收利用的同时,实现稳定达标排放。
坚持资源综合利用与环境保护、清洁生产相结合的原则。
使生产过程中产生的废弃物减量化、资源化和无害化,逐步推行轻工业生产的全过程污染控制,尽量减少污染物的最终排放[2],推广应用酒精糟液生产优质蛋白饲料(DDGS)的技术[3]。
即将酒精糟离心分离,分离的清液进行浓缩,浓缩后的固形物与离心分离后的固形物一起再进行干燥,加工成饲料出售;蒸发冷凝液再进行厌氧-好氧处理。
4.DDG与DDGS的比较以30万吨/年燃料乙醇项目为例,分析DDG、DDGS的投资、运行费用、产出等情况。
表2 DDG与DDGS的比较表备注:蒸汽以每吨50元、水费每立方米2元、电费每度0.8元、人工每月1000元计。
DDGS将糟液全部蒸干,无糟液排放,废物利用率高;糟液中干物质全部转化为DDGS干糟高蛋白饲料有机物利用价值高;DDGS饲料含砂少,品质好。
缺点是投资较大;将分离后的滤液也蒸发烘干,能耗较大;为适应卧螺机高速分离的需要,酒精生产粉碎工段需增加除砂工序,因此导致DDGS饲料成本加大,多效蒸发排出的冷凝液含COD约6000mg/L,数量为每吨酒精排放13吨左右,仍然存在着较大的二次污染,还须进一步治理。
DDG加沼气的综合利用的工艺,投资少,经济效益高,治理污染彻底,废液达标排放,运行费用低,较好地解决酒精糟液综合利问题。
三、MIC反应器的开发与设计1.MIC反应器的成功开发1999年~2001年本单位承担的“省环保厅环境保护科技发展基金项目——有机废水高负荷处理技术的开发研究(生产规模MIC(多级厌氧内循环)反应器应用的研究)”,MIC(Multi-Internal Circulation)厌氧反应器是根据IC反应器原理,研究开发的一种高效多级内循环厌氧反应器[5]。
所开发的MIC反应器直径8m,高23m,总容水体积1100m3,有效反应体积800m3。
该MIC反应器处理柠檬酸废水,进水量约为30 m3·h-1,进水COD为8000~12000mg·L-1。
加、稳定运行等过程。
在系统正常运行后,MIC反应器有机负荷达到20 kgCOD·m-3·d-1,水力停留时间约为12 h,COD去除率达到90%以上,反应器运行稳定[5]。
2001年江苏省环境保护厅对该成果进行技术鉴定,其成果“填补了我国处理高浓度有机废水第三代厌氧反应器的空白”,研究成果表明“MIC反应器有机负荷高、水力停留时间短、占地面积小、耐冲击负荷强,图3 MIC厌氧反应器结构图在高浓度有机废水处理领域有重要的推广价值”。
2. MIC反应器的设计以直径15m,高23m的MIC反应器为例来介绍设计情况,容积为4000m3,碳钢结构,内部防腐处理。
MIC反应器采用新技术进行底部进水,沿着反应器下部均匀分布。
该布水设施不需外加动力,自成整体扩散旋流,散射面积大、接触混合效果好。
集气罩2层,分别在中部、上部。
顶层有4个分离包,能对泥、水、气三相物质进行高效分离和沉降。
MIC厌氧反应器结构示意图见图3。
四、MIC反应器在酒精废水处理的应用与DDG、DDGS对废水处理的影响1.MIC反应器在酒精废水处理的应用表3 MIC反应器在酒精废水处理中的应用情况表序号工程名称规格(m)数量(支)体积(m3)有机负荷kgCOD/(m3.d)1 安徽某公司12万吨/年酒精废水处理D×H=φ12×232 5,000 152 安徽某集团20万吨/年酒精废水处理D×H=φ15×23 6 2,4000 153 淮安某公司3万吨/年酒业废水处理D×H=φ6×23 1 600 164 某公司30万吨/年燃料乙醇废水处理D×H=φ15×23 1 4,000 2 *5 河南某公司酒精废水处理D×H=φ15×28 2 10,000 166 山东某公司白酒废水处理D×H=φ6×18 1 500 16小计44,100*为DDGS工艺后的废水厌氧处理,其他均为DDG工艺。
2.DDGS对废水处理的影响安徽某集团燃料乙醇废水经DDG工艺后,采用MIC厌氧反应器和卡鲁塞尔氧化沟进行处理。
厌氧部分6座MIC厌氧反应器,以其中一座为例。
调试时采用城市污水厂的消化污泥启动MIC反应器,可以培养出性能良好的颗粒污泥,在一年多的运行中,MIC反应器经历了低pH值、有机负荷的波动、停开车等冲击,进一步考察了对低pH值废水的缓冲能力,承受高、低负荷的能力和反应器重新启动效果恢复情况的考验。