加拿大ENERKEM气化热解法生物质酒精技术简介
生物质乙醇 -
生物质乙醇一生物质能源的发展前景随着中国经济的高速增长，以石化能源为主的能源消费量剧增，在过去的20多年里，中国能源消费总量增长了2.6倍，对环境的压力越来越大。
2003年，中国二氧化碳排放量达到8.23亿吨，居世界第二位。
2025年前后，中国二氧化碳排放量可能超过美国而居首位。
2003年，中国二氧化硫的排放量也超过了2000万吨，居世界第一位，酸雨区已经占到国土面积的30%以上。
中国二氧化碳排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的2／3均来自燃煤。
预计到2020年，氧化硫和氮氧化物的排放量将分别超过中国环境容量30%和46%。
根据我国的可持续发展战略，生物质能源的发展具有良好的发展前景。
二生物质能源的介绍2.1生物质生物质( biomass，生态学中常译为生物量)是在讨论生物能源( bioenergy)时常用的一个术语,指地球上所有活的和死的生物物质以及新陈代谢产物的总称。
具体来说,生物质资源( biomass resources)包括:所有动物和植物及其排泄物、农业和林业的废弃物、食品加工和林产品加工的下脚料、餐饮业的残羹、城市固体废弃物(municipal solid waste,MSW) 、生活污水( sewage) 、工业废水( black liquor)等。
据估算,地球上每年生产的生物质总量约1400～1800亿t (干物质)。
生物质是储存太阳能的独特单元,其内部蕴含着巨大的生物质能( biomass power) ,而这些能量最初来源于自养生物的光和作用。
生物质作为唯一可再生碳源,兼具无净碳排放、硫含量低和可生物降解等环境友好以及廉价的特点,这使得生物质能源成为世界各国竞相发展的可再生能源之一。
2.2生物质燃料生物质能源是指能够提供可更新能源供应品——生物燃料的主要构成部分,用以生产热能、动能和电能的那部分生物质资源。
该定义涵盖了两个要点:第一,生物质资源都是潜在的生物质能源,但二者并不等同,只有当生物质资源是用来生产人类所需的热能、动能和电能时才能被称为是生物质能源；第二,生物燃料是人类所要利用的那部分生物质能的载体。
生物质制酒精doc资料
生物质制酒精生物质制酒精Biomass ethanol姓名：陈婷学院：化学化工学院专业：化工专业学号： 1001090303 班级：化工0903班指导老师：孔岩一、题目生物质制酒精二、课题技术背景1、生物质酒精的概况生物质酒精作为可再生能源不会枯竭，并且不会引起温室效应。
微生物发酵糖可以生产酒精。
目前在工业生产中用于发酵产酒精的微生物主要是酿酒酵母和运动发酵单胞菌。
包括秸秆在内的含有糖类物质的生物质都可能作为酒精发酵的原料，大分子物质的利用需先经过酶的降解。
生物酒精作为石油的替代物，其产业链还在继续延伸。
2、生物质酒精发展以及研究意义生物质酒精的应用可以带来巨大的经济、社会和环境效应，世界各国已经有了不同程度的研究和应用。
随着世界生物技术和工程技术的不断发展，高产菌株的获取越来越简单，发酵工艺也得到不断改进，这些都为生物质酒精的大规模生产提供了技术保证。
随着生物质酒精的研究领域和应用范围不断扩大，生物质酒精在可再生燃料市场中将占主要地位。
二、检索过程1 、选择检索词生物质 biomass 酒精alcohol 乙醇 ethanol2 、检索数据库以及检索年代列表三、检索式及检索结果1、中文数据库a、百度搜索引擎检索式：采用百度的高级检索，由于百度只有关键词这一字段，所以选择的检索式为：关键词=生物质生产乙醇，并且是包含以上全部关键词。
检索结果：在“高级搜索”中检索，找到相关网页约1,000,000篇，选择其中1篇：[1] 李东，袁振宏，王忠铭，廖翠萍，吴创之.中国科学院广州能源研究所，中国科学院研究生院.生物质合成气发酵生产乙醇技术的研究进展.[J].可再生能源，2006，（2）：1~12. cnki:ISSN:1671-5292.0.2006-02-019b、万方数据库检索式1：Title:"生物质" KeyWords:酒精检索结果命中19条，选择其中1条如下：[1] 段钢，孙长平.杰能科国际生物工程有限公司,无锡. 酶在生物质转化为燃料酒精中的应用.[J].食品与发酵工业，2005，31（05）：73~77.CNKI:SUN:SPFX.0.2005-05-023检索式2：:KeyWords:生物质 Abstract:酒精检索结果：命中50条，选择其中1条如下：[1] 王倩，张伟，王颉，李长文.河北农业大学食品科学院，河北农业大学食品科学院. 生物质生产酒精的研究进展.[J].酿酒科技，2003，（03）. TS262.2 TS261.4 TS261.2C、中国期刊全文数据库(CNKI)（该数据库均提供原文）检索式1：（篇名=（生物质）and关键词=（酒精or 乙醇）and篇名=（酒精or乙醇）检索结果命中60条，选择其中2条如下：[1] 张宁，蒋剑春，程荷芳，曾凡洲.中国林业科学研究院林产化学工业研究所国家林业局林产化学工程重点开放性实验室. 木质纤维生物质同步糖化发酵(SSF)生产乙醇的研究进展.[J].化工进展，2010，29（02）：238~242.CNKI:SUN:HGJZ.0.2010-02-014[2] 曾凡洲，蒋剑春，卫民，陈育如.中国林业科学研究院林产化学工业研究所，生物质化学利用国家工程实验室，国家林业局林产化学工程重点开放性实验室，南京师范大学生命科学学院. 生物质水解发酵生产燃料乙醇的研究进展.[J].生物质化学工程，2009，43（02）. CNKI:SUN:LCHG.0.2009-02-014检索式2：（篇名=（生物质）and摘要=（酒精or 乙醇）and篇名=（酒精or乙醇）检索结果命中52条，选择其中2条如下：[1] 张维特，时旭，欧杰，李柏林，杨建强，胡翔，房建孟，何培民.上海海洋大学水产与生命学院，上海海洋大学食品学院，国家海洋局北海分局. 酸法水解绿潮藻生物质及发酵制乙醇的效果.[J]. 上海海洋大学学报，2011，（01）.CNKI:SUN:SSDB.0.2011-01-022.[2] 施雪华,余敏,曲有鹏,李冬梅,冯玉杰.上哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨工业大学生物工程研究中心. 利用木质纤维素类生物质生产燃料酒精.[J]. 酿酒，2008，（06）. CNKI:SUN:NJZZ.0.2008-06-031.（2）外文数据库（CA）检索结果：[1] Nick Nagle，Kelly Ibsen，Edward Jennings. A process economicapproach to develop a dilute-acid cellulose hydrolysis process to produce ethanol from biomass.[J].Applied Biochemistry andBiotechnology ,1999:595～607．ISSN: 0273-2289.[2] Van Draanen,Arlen,Mello,Steven. Production of ethanol and other fermentation products from biomass.[J].CHEMCATCHEM,2011,3:490～511.10.1002/cctc.20100345.[3] Kadam, K. L.,Schmidt, S. L.Evaluation of Candida acidothermophilum in ethanol production from lignocellulosic biomass.[J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 48(6), 709-713(English) 1997 Springer-Verlag．ISSN: 0175-7598.四、综述在世界石油资源加速枯竭、国内粮食阶段性过剩、环境污染日益严重的大背景下，十多年来，我国生物质液体燃料产业发展迅速。
利用生物质生产酒精的方法及其工艺流程
利用生物质生产酒精的方法及其工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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生物质热解燃料油
生物质热解燃料油制备和精制技术摘要：能源问题在世界经济中具有战略意义。
据预测，地球上可利用的石油将在今后几十年内耗竭，从长远看液体燃料短缺仍将是困扰人类发展的大问题。
在此背景下，生物质能作为唯一可转化为液体燃料的可再生资源，正日益受到重视。
由生物质转化而来的燃料比较干净，有利于环境保护。
同时使用这类燃料也有助于减少温室气体的排放。
实际上这也是很多发达国家开发生物质能的主要动力。
生物质能是通过光合作用以生物形态储存的太阳能，可作为能源利用的生物质包括林产品下脚料，薪柴，农作物秸秆及城市垃圾中的生物质废弃物等。
目前生物质的直接燃烧已不能满足人们对能量的需求，由生物质直接液化制取燃料油将是下世纪有发展潜力的技术，它主要包括生物质的裂解和高压液化两类。
此外还可将生物质气化后再由气体产品生产液体燃料，也可将生物质水解后发酵制燃料酒精。
关键词：生物质废弃物热解燃料油制备精制技术可再生一、生物质燃料油的制备1. 生物质裂解制燃料油裂解是在无氧或缺氧条件下，利用热能切断生物质大分子中的化学键，使之转变为低分子物质的过程。
裂解中生物质中的碳氢化合物都可转化为能源形式。
和焚烧相比，热解温度相对较低，处理装置较小，便于造在原料产地附近。
生物废弃物的热解是复杂的化学过程，包含分子键断裂，异构化和小分子的聚合等反应。
通过控制反应条件（主要是加热速率，反应气氛，最终温度和反应时间），可得不同的产物分布。
据试验，中等温度（500－600℃）下的快速裂解有利与生产液体产品，其收率可达80％。
裂解中产生的少量中热值气体可用作系统内部的热源，气体中氮氧化合物的浓度很低，无污染问题。
国际上近来很重视这类技术，除了从能源利用考虑外，还因生物油含有较多的醇类化合物，作汽车用油时不必为提高辛烷值而外加添加剂。
其油品基本上不含硫，氮和金属成分，可看作绿色燃料，对环境影响小。
1.1 裂解工艺国外已发展了多种生物质裂解技术，以达到最大限度地增加液体产品收率的目的。
生物燃料——生物乙醇
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酵母的营养条件
（1） 碳源。酿酒酵母可利用的碳源包括各种有机化合物中的碳，如葡 萄糖、甘露醇、半乳糖和D-型果糖，但不能直接发酵木糖等五碳糖，然 而，如果木糖转化为木酮糖以后，就可被酿酒酵母利用生成乙醇。在缺 乏六碳糖时，也能利用甘油、甘露醇、乙醇或其他醇类，有些有机酸 （乳酸、乙酸、苹果酸、柠檬酸）也可作为后备碳源。 酵母在发酵麦芽 糖和蔗糖为乙醇前，这两种双糖要事先被酵母的相应的酶水解成单糖。 当培养条件从厌氧转换到有氧时，酵母发酵葡萄糖的能力减弱，但发酵 蔗糖的能力提高1.5倍。酵母只有在培养基中没有葡萄糖和果糖时，才发 酵麦芽糖。
生物发酵法是以淀粉质原料、糖蜜原料或纤维素等原料，通
过微生物代谢产生乙醇，该方法生产出的乙醇杂质含量较低，
广泛应用于饮料、食品、香精、调味品、化妆品和医药等工
业。
2021/5/23
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生物发酵法生产乙醇的基本过程可总结为：
转化
微生物发酵
提取
原料
糖
乙醇醪液
乙醇
我国乙醇年产量为300多万吨，近年有逐渐增加的趋势，仅 次于巴西、美国，列世界第三位。其中，发酵法占绝对优势， 80%左右的乙醇用淀粉质原料生产，约10%的乙醇用废糖蜜 生产，以亚硫酸盐纸浆废液等纤维原料生产的乙醇占2%左右， 化学合成法生产的乙醇仅占3.5%左右。随着生物技术的发展 及现实需求，以纤维素为原料的大规模乙醇发酵生产已经提
生物质生物转化技术———— 燃料乙醇
主讲：由耀辉
2021/5/23
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乙醇简介
乙醇俗称酒精，是一种传统的基础有机化工原料，广泛应用 于有机化工、日用化工、食品饮料、医药卫生等领域。随着 人类对能源需求的增加，乙醇作为汽车替代燃料越来越受到 重视，全球生物燃料乙醇的发展已经超过任何一种替代燃料。 生物燃料乙醇主要由玉米、小麦、薯类等植物淀粉或糖蜜通 过微生物发酵而来。近年来，用农林废弃物等植物纤维进行 乙醇生产的研究成为全球生物质能研究的热点。燃料乙醇作 为内燃机代用燃料具有独特的优势。
醋酸和醋酸酯加氢制乙醇技术进展
第3期乙醇是目前世界上生产历史最悠久、产量最大的发酵工业产品，广泛应用于食品、化工、医药、染料、国防等行业，同时是十分重要的清洁能源，不仅可替代四乙基铅作为汽油的防爆剂，还可以制造乙醇汽油，大大减少汽油燃烧时对环境的污染，未来市场前景极为广阔。
目前乙醇仍主要通过粮食发酵的方法生产，然而顾虑粮食安全问题，粮食发酵法的发展已受限，开发经济高效的非粮乙醇生产技术已成为热点，近年各种乙醇生产新技术的开发已取得很大进展。
鉴于中国的资源特点，煤制乙醇和纤维素乙醇一起，将成为中国未来能源化工产业的重要组成部分。
煤、天然气、生物质等气化制得合成气，再由合成气制乙醇，是当前热门的研究路线。
由合成气制乙醇有直接法[1]和间接法两大类，各有优缺点。
醋酸加氢制乙醇是一种合成气间接制乙醇技术，首先由合成气生产甲醇，甲醇羰基化合成醋酸，然后醋酸直接加氢或酯化后加氢制取乙醇。
近年，技术上的突破已使该法成为当前具有吸引力的乙醇生产路线之一。
1醋酸直接加氢制乙醇技术1.1塞拉尼斯TCX 工艺塞拉尼斯公司是醋酸等乙酰基产品世界上最大的制造商之一，乙酰基中间体占塞拉尼斯的总销售额约45％。
其通过新技术的开发继续强化在这一领域的领导地位。
在醋酸直接加氢领域，塞拉尼斯已申请了很多专利[2]，涉及醋酸加氢制乙醇[3鄄15]，制乙酸乙酯[16,17]，制二乙醚[18]，制乙醛[19]并进而生产醋酸乙烯[20]，制乙烯进而生产醋酸乙烯[21]，制丙酮进而生产异丙醇[22]等。
早在1984年，塞拉尼斯公司就获得了关于羧酸直接还原生产酯类和醇类的专利，但该包含钌化合物和路易斯酸金属氯化物的均相催化系统，反应压力高，醋酸转化率低，效果不理想。
TCX 工艺是该公司新开发的多相固定床醋酸气相直接加氢制乙醇专有技术。
其突破是，新型负载低质量分数贵金属的催化剂的应用，大大降低了反应压力，转化率高，选择性好，催化剂寿命延长。
目前，该技术正在建设工业示范装置。
生物质热解气化技术应用领域
生物质热解气化技术应用领域生物质热解气化技术是一种将生物质原料转化为可再生能源的技术。
它通过加热生物质，在无氧或低氧条件下使其分解产生可燃气体，如合成气和油烟等。
这项技术具有广泛的应用领域，下面将从能源领域、环境保护和农业利用等方面进行介绍。
在能源领域，生物质热解气化技术可以用于生产可再生能源，如生物质气体和生物燃料。
生物质气体可以作为替代天然气的能源供应，广泛应用于发电、供暖和工业生产等领域。
生物燃料可以用作替代传统石油燃料的能源，用于汽车和船舶等交通工具，减少对化石能源的依赖，降低碳排放。
在环境保护方面，生物质热解气化技术可以有效处理生物质废弃物，如农作物秸秆、木屑和食品残渣等。
这些废弃物通常会被焚烧或填埋，造成环境污染和资源浪费。
通过热解气化技术，这些废弃物可以被转化为有用的能源，减少对自然资源的开采，同时还能减少二氧化碳等有害气体的排放，有利于环境保护。
在农业利用方面，生物质热解气化技术可以将农作物秸秆等农业废弃物转化为有机肥料。
传统的农作物秸秆通常会被焚烧或直接丢弃，造成了资源的浪费。
而通过热解气化技术，这些废弃物可以被转化为有机肥料，用于土壤改良和农作物生长，提高农田的产量和质量。
生物质热解气化技术还可以应用于木材加工、生物医药和生物化工等领域。
在木材加工方面，生物质热解气化技术可以将木材废弃物转化为有用的能源和化工原料。
在生物医药和生物化工领域，生物质热解气化技术可以利用生物质原料提取药物和生物活性物质，开发新型的生物医药和化工产品。
生物质热解气化技术具有广泛的应用领域。
它可以为能源领域提供可持续发展的能源供应，同时也可以解决环境污染和资源浪费等问题。
随着技术的进一步发展和创新，相信生物质热解气化技术将在更多领域发挥重要作用。
生物质热解气化技术
生物质热解气化技术
电子科技大学硕士学位论文
生物质热解气化技术
摘要
随着经济的发展，人类对于能源的需求量也在不断的增加，而传统的化石燃料由于质量逐渐减少和污染排放量的增多，使得我国必须寻求替代能源。
生物质是一种可以取代传统化石燃料的清洁替代能源，其中还存在着大量未开发利用的可再生能源。
然而，由于生物质是复杂的有机物质，催化转化技术难以进行，受转化效率限制。
因此，将生物质在高温热解气化反应中转化为燃料气和其他催化剂的气相活
性物质，是高效减少生物质污染物浓度的有效手段，是当前生物质转化技术研究的热点，也是未来生物质能源开发利用的重点。
本文的研究重点为热解气化技术在生物质转化中的研究进展及可能的应用，主要包括四个方面：生物质热解气化机理研究，催化剂包衣材料研究，多元组分生物质转化及反应机理研究以及生物质热解气化技术的应
用研究，并对今后的研究方向进行了总结和展望。
- 1 -。
生物质燃料乙醇的生产与利用技术
生物质燃料乙醇的生产与利用技术摘要：随着工业的发展以及汽车的普及，许多国家多面临着严重的石油危机，同时石油燃烧所产生的废气，也使许多地方产生严重的环境污染。
这使许多人转向乙醇，这一清洁能源，乙醇燃烧只产生水和二氧化碳同时放出大量热。
如今，许多国家都在致力于研究乙醇的生产与以乙醇为燃料的汽车的开发和推广，我国也对此展开了大量研究。
目前，乙醇的生产主要是生物质发酵工艺。
随着技术的进步，生产以及提纯乙醇将更加容易，相信乙醇燃料将得到更大的推广。
关键词：能源；生物质燃料；乙醇；优势；生产；应用Production and use of the biomass fuel ethanolAbstract:With the development of industry and the popularization of cars, more and more countries faced with serious oil crisis. At the same times, from the burning of oil gas, also make serious environmental pollution in many places. This makes many people turned to ethanol, the clean energy. Ethanol combustion only produce water and carbon dioxide and release a lot of heat. Nowadays, many countries are engaged in research and production of ethanol. Our country also launched a large number of this research. At present, ethanol production is mainly biomass fermentation process. With the development of technology, production, and the purification of ethanol will be more easily and e thanol fuel will get more promotion.Key words: energy; biomass fuel; ethanol; advantage; production; use一、能源简介：能源的基本分类一次能源又叫天然能源，是指从自然界取得后未经加工的能源，一次能源可以直接使用，也可以用来转换成二次能源。
生物质原料热化学转化生产乙醇技术加快发展
位于美国科 罗拉多州 Ｂｏｍ ｅ ｒ ｆｌ Ｋ ｒ ｏ ｉ ｄ的 ｅｇ ｙ公司 采用称
之为热法厌氧转化的工艺 ， 据称 与其他任 何竞争性工 艺相 比， 可利用给定数量 的能量 生产 出更 多的 乙醇 。该工 艺无 需使用更多的常规酶和发酵 有机 体 ， 可使植物纤维 素转 就 化为 乙醇。这成为该公司基于费 托合成 的特有技术诀 窍。
一
生物油的产业化设备 ， 在技术上运用 了多项 自主开发 的新 工艺新技术 ， 达到国际先进水平 。研发单位——安徽 易能
生 物 能 源 有 限 公 司 这 套 装 置 目前 已有 一 台 投 向 市 场 ， 产 其 业 化 生 产 基 地 落 户 在 合 肥 蜀 山经 济 开 发 区。 这 项 技 术 是
Ｒ ｂａ （ ｕ ）Ｋｅｐｒ 司 开 发 的 气 化 器 和 乙 醇 反 应 器 ， ｏ ｅ Ｂ ｄ ｌｐｅ 公
果， 并通过专家组 鉴定。按 目前 的运行 情况看 ， 吨级 产 万
能 的 实 现 是 有 把 握 的 。 安 徽 省 产 品 质 量 监 督 检 验 所 的 检
测结果也表明 ， 这套装置 可年产生物油约 １ ｔ产 油率高 ０ ｋ， 达 ５ ．％ 以上 ， 产 的生 物油 热值 为 １ Ｊ ｋ 。这 套装 １９ 生 ６Ｍ ／ｇ 置除可产油 约 ５ ％外 ， ０ 另副 产约 ２ ％ 混合可 燃气体 。这 ０
造 出 万 吨 级 装 置 设 备 ， 终 通 过 多 次 调 试 达 到 了 理 想 效 最
乔治亚州 Ｔｅｔ ｎ郡建 设美 国第 一套 商业 化 规模 纤维素 ｒｕ ｅ ｌ 乙醇装置 ， 这套 １ 加仑／ 亿 ａ的纤 维素 乙醇 装 置将 采用来
自乔治亚州森林 地带 的木材废 料作 为原 料 ，该装 置建设 的第一 阶段将 于 ２０ ０ ８年完 成 ， 将生 产 ２００万 加 仑／ ０ ａ的 纤维素 乙醇 ， 最终生产 能力将达 １ 加仑／ 。该公司选择 亿 ａ 乔治亚州建设其第一套纤维素乙醇装置 ， 是因为当地有丰 富的森林废料 以及 有可再 生 和可 持续 发 展 的森林 工 业。 乔治亚州的森林 业足 以支 撑高 达 ２ ０亿 加仑／ ａ的纤 维素 乙醇生产。Ｒ ｎｅ燃料公 司的生产体系称为 ｌ ， ａｇ （ 使用两步 ２ 法热化学转化 工艺。第一 步使生 物质废 物（ 木屑 、 如 农业 废物、 牧草 、 物秸杆 、 谷 粪肥 、 城市 拉圾 、 造纸废 物） 化 ， 气 生 成合成气 ， 然后催化转化成 乙醇。Ｒ ｎｅ生产 体系 采用 由 ａｇ
生物质热解气化技术的研究现状及其发展
摘 要 : 文章讨论了生物质能源概况及生物质热解气化技术目前的现状 , 认为大力发展生物质气化技 术有着广阔的前景。 关 键 词 : 生物质 ; 热解气化 ; 现状 ; 发展 中图分类号 : T K 6 文献标识码 : C 文章编号 : 1007- 9793( 2001) 01- 41- 05
随着新世纪的到来 , 人类面临着经济增长和环境保护的双重压力 , 改变能源的生产和消费方式, 用 现代技术开发利用包括生物质能在内的可再生能源 , 对建立可持续发展的能源系统, 促进社会经济发展 和生态环境改善以及摆脱对化石能源的依赖都具有重大意义。 1 生物质能资源 生物质能一直是人类赖以生存的重要能源之一 , 包括能源林木、 能源作物、 水生植物、 各种有机废弃 物等等 , 它们是通过植物的光合作用转化而成的可再生能源资源, 是太阳能的有机储存。生物质能是地 球上最普遍的一种可再生能源 , 数量巨大, 就其能量当量而言 , 是仅次于煤、 石油、 天然气而列第四位的 能源。 广义的生物质能包括一切以生物质为载体的能量, 具有可再生性。 据估算, 地球每年水、 陆生物质 产量的热当量为 3 ×10 J 左右, 是全球目前总能耗量的 10 倍。 我国生物质能资源相当丰富 , 仅各类农业 废弃物 ( 如秸秆等 ) 的资源量每年即有 3. 08 亿吨标煤 , 薪材资源量为 1. 3 亿吨标煤 , 加上粪便、 城市垃圾 等 , 资源总量估计可达 6. 5 亿吨标煤以上, 约相当于 1995 年全国能耗总量的一半。 目前, 在世界的能源结构中 , 生物质能源占据重要的地位。 在世界能源消耗中 , 生物质能占据 14% , 发展中国家占 40% 以上 , 据联 合国调查资料, 东南亚各国 42% 的能源消耗来自生 物质, 非洲国 家占 58% 。占我国人口 70% 的农村 , 主要的生活能源也是生物质能。我国农村直接燃烧秸杆、 薪柴每年总能 耗为 2. 64 亿吨标准煤, 占农村能耗的 79. 3% , 每年消耗生物质能达 6. 1 亿吨之多, 占全国总能耗的 27% 。而在发达国家, 生物质作为能源的利用, 多采用高投入、 高产出的方式 , 建设大型的生物质能转化 工程, 将传统的生物质能转化为现代能源利用。例如 , 美国在 1992 年就大约有 1000 个利用木材气化的 发电厂 , 运行装机 650 万千瓦, 年发电 42 亿千瓦时 , 发电成本 4- 6 美分每千瓦时 , 每千瓦投资 20003000 美元 , 美国加州电力供应的 40% 来源于生物质发电 , 目前 , 生物质动力工业在美国已成为仅次于水 电的第二大可再生能源。 生物质转化为现代能源的利用在美国、 瑞典和奥地利的基本能源消费中已分别 占到 40% 、 16% 和 10% 。 在欧盟国家中, 开发利用的所有新能源和可再生能源 ( 包括水电在内) 中生物质 能源已占总和的 59. 6% 。
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可再生清洁能源，具有广泛的应用前景。
其生产过程中的化学反应和工艺分析是化学工程师需要掌握的基本知识。
本文将从加氢裂解、气相催化、水相催化、发酵等方面介绍燃料乙醇工艺的化学工程分析。
1.加氢裂解加氢裂解是一种将生物质原料转化为乙醇的重要工艺。
其化学反应式为：C6H12O6 → 2CH3CH2OH + 2CO2加氢裂解一般需要将生物质原料先进行酸解，生成可溶性的糖类物质。
然后将酸解液经过精制，除去杂质和色素。
最后将精制后的糖液加入反应釜中，与催化剂一起进行加氢裂解反应。
加氢裂解反应一般在高压下进行，反应温度一般在200-250℃之间。
该反应需要添加铜、锌、铝等金属作为催化剂。
催化剂的选择对反应的效果有很大的影响。
铜催化剂反应活性高，但稳定性较差；锌催化剂活性较低，但稳定性较好。
2.气相催化气相催化是一种将合成气（CO+H2）转化为乙醇的工艺。
该工艺可以使用化石燃料或生物质原料作为原料，具有生产成本低、生产效率高的优势。
反应温度在200-300℃之间，反应压力在10-20MPa之间。
一般使用铜和锌等金属作为催化剂，通过控制催化剂的配比和反应条件来提高反应效率和选择性。
在水相催化反应中，糖类物质和催化剂形成络合物，然后通过加热与催化剂反应生成乙醇。
该反应通常需要添加还原剂来降低催化剂的活性，从而提高反应的选择性和产率。
4.发酵发酵是一种将糖类物质转化为乙醇的生物工艺。
该工艺可以使用各种生物质原料，如玉米、谷物、甜菜等。
发酵反应需要使用乙酸菌等微生物作为催化剂。
反应温度通常在25-35℃之间，酸度需要维持在pH 4.0左右。
该反应需要加入一定量的氧气，以供微生物进行生长和代谢。
发酵反应中，微生物利用糖类物质进行呼吸代谢，产生乙醇和二氧化碳。
发酵过程中需要注意控制反应温度、酸度和氧气的供应量，以保证反应的有效进行。
总之，燃料乙醇的生产工艺包括加氢裂解、气相催化、水相催化和发酵等工艺。
生物质合成气制燃料乙醇的技术现状及思考
生物质合成气制燃料乙醇的技术现状及思考作者：魏银萍来源：《科学导报·学术》2019年第28期摘要：由于当前能源危机的进一步加重，开发一些能够对化石能源进行替代的可再生清洁能源逐步成为当前发展过程中重点问题。
燃料乙醇的是一种非常具有潜力的替代能源，本文主要对生物质合成气制燃料乙醇的技术现状进行阐述，对生物质合成气制燃料乙醇的发展进行分析，以供参考。
关键词：生物质气化;合成气;燃料乙醇1生物质合成气制燃料乙醇的技术概述生物质能源的特点在于资源非常广泛，而且含硫量较低，可以不断的利用，不会导致地表的二氧化碳循环总量增加，是当前人们非常关注的一种重要技术｡生物质气化合成燃料主要是通过生物质能进行燃料合成的一种重要方式，当前新西兰､德国､美国等相关国家，都对甲烷､甲醇､乙醇等燃料的制取进行了深入的研究，并且获得了较大的突破｡生物质合成气制燃料乙醇技术，主要方式是把生物质能逐步进行细化，接着将其向合成气转变，通过化学催化的方式或者使用微生物发酵的方法进一步进行乙醇的合成｡2生物质合成气制燃料乙醇的技术路线2.1生物质合成气发酵制乙醇（1）反应原理（2）工艺特点控制发酵条件可以抑制醋酸的生成｡当CO∶H2为1∶1时，CO生成乙醇的理论转化率为2/3，生成CO2的转化率为1/3｡研究表明，CO是比H2更容量被微生物作用的物料，增加合成气中CO的浓度，有利于提高乙醇的产量｡控制发酵条件，增大传质系数，可使CO和H2有较高的转化率｡据文献报道的数据：CO的转化率约为90%，H2的转化率约为70%｡（3）应用情况美国BRI公司最先开发了利用木质纤维素进行气化发酵生产乙醇的技术，并完成了生物质气化发电和乙醇的联产工艺设计，于2005年末开始筹建第一个商业化运作装置｡工艺过程：生物质通过气化炉气化，使生物质充分热解，并获得CO和H2｡产生的合成气经过净化冷却后进入发酵罐（温度为37～39℃），经过微生物ClostridiumljungdahliiO-52菌株的发酵，使合成气转化为乙醇｡发酵罐中加入微生物细胞生长必须的营养物质，乙醇发酵液经过膜过滤后进入精馏塔，菌株回发酵罐循环使用以提高反应效率｡发酵过程生成液中乙醇的浓度很低（2%～5%），采用共沸蒸馏和分子筛脱水可生产出燃料级乙醇｡这是一个能量自给的过程，高温合成气冷却时产生蒸汽和电力，未发酵的合成气进入燃烧器和锅炉透平系统被烧掉，可产生蒸汽和电力，产生的能量除了供给气化和精馏过程所需的蒸汽､电力外，多余的能量还可向外提供｡2.2生物质合成气催化制乙醇（1）反应原理该反应是放热的，在热力学上是有利的｡随着反应温度增加，乙醇和水浓度会下降，而CO和H2浓度会增加，所以反应适宜于在较低温度下进行｡根据不同温度下反应Gibbs自由能变化的计算结果，CO加氢制乙醇反应在280℃以上ΔG0变成正值，因而这时只有增加压力，反应才有可能进行｡另外，虽然合成气直接制乙醇反应在热力学上是可行的，而实际上确是很难实现的，说明通过先形成C-C键再转化成乙醇的反应是受到动力学控制的｡对这样的反应选用合适的催化剂就显得十分重要｡该技术主要由国外公司掌握：新西兰LanzaTeach公司掌握并申请专利了新型气体发酵技术，可使由高炉、焦炉转炉（吹氧转炉）排出的含一氧化碳的废气转化成低成本的乙醇和高价值的化学品，单体设备能够形成每年50吨乙醇的生产能力[2] ;美国Coskata公司筛选出了高产菌株（一类CO营养型厌氧微生物），可实现CO转化率达85%以上，原料可涵盖工业废气、合成气、城市垃圾、能源作物等，产品除了乙醇还可得到丙醇、丁醇、丁二醇、己醇、有机酸及脂肪酸等，单体设备可形成150m3/a的生产能力。
高效酶解纤维素生产生物乙醇
高效酶解纤维素生产生物乙醇一、纤维素资源概述与生物乙醇的意义纤维素是地球上最为丰富的有机物质之一，广泛存在于植物细胞壁中，如木材、农作物秸秆、草类等。
这些纤维素资源具有可再生性，若能有效利用，将为解决全球能源危机提供可持续的途径。
生物乙醇作为一种重要的生物燃料，相较于传统化石燃料，具有显著的环境优势。
其燃烧过程中释放的二氧化碳量相对较少，可在一定程度上缓解温室气体排放带来的气候变化问题。
同时，生物乙醇的使用能够减少对石油等不可再生资源的依赖，增强能源供应的安全性与稳定性。
在交通领域，生物乙醇可以与汽油混合使用，提高汽油的辛烷值，减少发动机爆震现象，并且能够降低尾气中有害污染物的排放，如一氧化碳、碳氢化合物等，对改善空气质量具有积极作用。
因此，将纤维素高效转化为生物乙醇具有极其重要的意义与环境价值，成为当前生物能源领域研究的热点方向之一。
二、酶解纤维素的原理与关键酶类酶解纤维素是一个复杂的生物化学过程，主要依靠特定的纤维素酶来实现。
纤维素酶是一类复合酶系，主要包含内切葡聚糖酶（EG）、外切葡聚糖酶（CBH）和β-葡萄糖苷酶（BG）三种关键酶类。
内切葡聚糖酶能够随机水解纤维素分子内部的β-1,4-糖苷键，使纤维素长链断裂成较短的纤维素片段，增加纤维素分子的可及性。
外切葡聚糖酶则从纤维素链的非还原端或还原端依次水解β-1,4-糖苷键，释放出纤维二糖等二糖分子。
而β-葡萄糖苷酶的主要作用是将纤维二糖进一步水解为葡萄糖单体，葡萄糖则是后续发酵生产生物乙醇的直接原料。
这三种酶相互协同作用，共同完成纤维素到葡萄糖的转化过程。
然而，在自然状态下，纤维素的结晶结构以及木质素等物质的存在会对纤维素酶的作用产生阻碍，使得酶解效率相对较低。
纤维素的结晶区域结构紧密，纤维素酶难以接近并作用于内部的糖苷键，从而限制了酶解反应的速率。
木质素作为一种芳香族聚合物，包裹在纤维素周围，不仅物理上阻碍了纤维素酶与纤维素的接触，还可能与纤维素酶发生非特异性吸附，降低酶的有效浓度，进一步影响酶解效率。
生物质燃料乙醇发酵技术
生物质燃料乙醇及其特点 乙醇发酵过程 淀粉质原料制乙醇
乙醇 发酵 机理
4
纤维质原料制乙醇
生物燃料乙醇发酵机理
淀 粉
纤 维
糖 化 糖 发 酵 乙 醇
糖 化
乙醇发酵技术
淀粉
预处理
化 学 性 质
物 理 特 征
来 源
酸解法:
酶解法：液化，糖化
淀粉
预处理
糖化
糖 酸酶结合法：酸酶、酶酸
糖化工艺
................
酸解法:
酶解法：液化，糖化
纤维
预处理
糖化
酸酶结合法：酸酶、酶 糖 糖化工艺
................
生物质燃料乙醇发酵技术
葡萄 糖
发酵
乙醇
生物质燃料乙醇技术
1.酵母乙醇发酵法：利用酿酒酵母、 管囊酵母、卡尔酵母、清酒酵母在 无氧条件下，得到乙醇 2.细菌乙醇发酵法：利用厌氧发酵 单胞菌、棕榈发酵菌、运动发酵单 胞菌发酵
淀 粉
纤 维
糖 化 糖 发 酵 乙 醇
糖 化
• 中南大学能源动力学院新期，
发 酵
三个阶段
2.主发酵期：繁殖基本停止，主 要厌氧乙醇发酵 3.发酵后期：糖浓度降低，发酵作用 减弱，菌种死去。
1.葡萄糖到二磷酸果糖，3步反应。
四步十二个反应
2.磷酸果糖到磷酸甘油醛，2步反应。 3.磷酸甘油醛到丙酮酸，5步反应 4.丙酮酸降解成乙醇，2步反应。
新能源与环保技术（共30个项目）
新能源与环保技术（共42个项目）1.锅炉节能改造和优化燃烧减排烟气氮氧化物（NOx）个人简介：毕业于天津大学，俄克拉荷马州立大学硕士，在国外节能环保行业著名企业工作10年。
项目简介：近年来，随着我国经济的快速发展和工业化水平的显著提高，烟气脱硫、脱硝已迫切成为我国“节能减排”的一项重要工作。
“十一五”规划将“脱硫节能减排”列为重要的约束性指标，要求确保在2010年将我国的SO2排放量降低10%。
如今，“十一五”已经接近尾声，脱硫建设进入了高峰期；在烟气脱硝方面，也已进入大规模工业示范阶段及产业实施阶段。
由于脱硫电价政策的激励作用，即安装脱硫设施后，其上网电量在现行上网电价基础上每千瓦时加价1.5分钱的脱硫加价政策，电力行业二氧化硫减排效果显著。
鉴于此，国家发改委和环保部考虑通过相应的经济杠杆继续推进电力行业“脱硝”。
氮氧化物是酸雨的主要成分，燃煤火电厂是二氧化硫、氮氧化物的主要排放体。
通过对电厂废气排放进行脱硫和脱硝治理是减少二氧化硫、氮氧化物等有害物质排放的主要措施。
现在，氮氧化物成为电厂的主要排放物，到了需要防控的地步。
据统计，2007年电力行业氮氧化物排放是840万吨，比2003年增加了40%。
特别是环渤海、长三角、珠三角，氮氧化物排放浓度较高。
据不完全统计，到2009年为止约有90多家电厂的近200台总装机容量为1.05亿千瓦的机组已通过环评，其中已建、在建或拟建的火电厂烟气脱硝项目达到5745万千瓦装机容量。
预计在国家脱硝补贴政策2011年正式出台后，脱硝行业既氮氧化物NOx减排的市场规模将达１２００亿元左右。
Enerfy Technologies（安能斐能源科技有限公司）拥有自主知识产权，致力于对中国的电站锅炉和工业锅炉进行脱硝和节能改造，其核心创业人员来自于RMT Inc.（美国享负盛名的能源环保技术工程公司）燃烧业务部门的核心团队，RMT Inc.是资产逾70亿美元的美國联合能源集团公司（Alliant Energy，纽约股票交易所代码：LNT）拥有的全资子公司。
生物质纤维素乙醇燃料生产技术开发与应用方案(三)
生物质纤维素乙醇燃料生产技术开发与应用方案一、实施背景随着全球能源需求的不断增长和对环境污染的关注，生物质纤维素乙醇作为一种可再生能源逐渐受到重视。
然而，目前生物质纤维素乙醇燃料生产技术仍然面临着许多挑战，如原料成本高、生产效率低等问题。
因此，开发和应用高效的生物质纤维素乙醇生产技术具有重要的意义。
二、工作原理生物质纤维素乙醇燃料生产技术的核心是将生物质纤维素转化为乙醇。
其主要步骤包括生物质预处理、酶解、糖化、发酵和乙醇提取。
具体工作原理如下：1. 生物质预处理：通过物理、化学或生物方法，将生物质纤维素与木质素等非纤维素物质分离，提高纤维素的可降解性。
2. 酶解：将预处理后的纤维素与酶反应，将纤维素水解为可发酵的糖类物质，如葡萄糖。
3. 糖化：将酶解得到的糖类物质进行糖化反应，将葡萄糖转化为乙醇发酵所需的底物。
4. 发酵：利用酵母等微生物将糖类物质发酵为乙醇。
5. 乙醇提取：通过蒸馏等方法将发酵得到的乙醇纯化。
三、实施计划步骤1. 建立生物质纤维素乙醇燃料生产实验室：购置实验设备和仪器，建立实验室，为后续的技术开发和优化提供基础。
2. 生物质预处理技术开发：研究和开发高效的生物质预处理技术，提高纤维素的可降解性。
3. 酶解和糖化技术开发：筛选和优化高效的酶解和糖化酶，提高纤维素的转化效率。
4. 发酵技术开发：筛选和培育高效的发酵菌株，提高乙醇产量和产率。
5. 乙醇提取技术开发：研究和开发高效的乙醇提取技术，提高乙醇纯度和回收率。
四、适用范围生物质纤维素乙醇燃料生产技术适用于生物质资源丰富的地区，如农业废弃物、林业废弃物和能源作物等。
同时，该技术也可以与传统的乙醇生产技术相结合，提高生物质资源的综合利用效率。
五、创新要点1. 生物质预处理技术的创新：开发高效的生物质预处理技术，提高纤维素的可降解性，降低生产成本。
2. 酶解和糖化技术的创新：筛选和优化高效的酶解和糖化酶，提高纤维素的转化效率，提高乙醇产量。
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加拿大ENERKEM气化热解法生物质酒精技术简介
中国地区总代理
加拿大绿洲企业有限公司
ENERKEM气化热解技术与气化焚烧的区别•ENERKEM气化热解技术的要点是通过控制空气或者氧气的供给，使得很小部分的原材料燃烧，产生的热能供给剩余的大部分原材料的热解，是一个自动的热化学反应过程，整个气化热解过程只有10秒钟；
•热解又称干馏、热分解或炭化，是指有机物在无氧或缺氧的状态下加热，使之分解的过程。
即热解是利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧的条件下，利用热能使化合物的化合键断裂，由大分子量的有机物转化为小分子量的可燃气体/液体/固体的过程；
•热解和焚烧的相似之处：两者都是热化学转化过程；
•热解和焚烧的主要区别：
（1）焚烧的产物主要是CO2和H2O, 而热解产物主要是可燃的低分子化合物, 气态的有H2、CO、CH4和CxHy等；
（2）焚烧是固体废物中的主要可燃物质碳和氢的氧化反应, 是一个放热过程，而热解则是一个吸热过程，需要吸收大量的热量来使有机化合物分解。
（3）焚烧只能将产生的热量用来即时发电或供热，而热解的产物是燃料气及燃料油可再生利用，且易于贮存和运输。
ENERKEM技术的工艺路线
ENERKEM技术的环保优势
•非粮作物为原材料--来源广泛--第二代生物质能源；
•原材料预处理脱水阶段可以产出饮用级别的水，生产工艺不耗水；•非发酵法工艺--节省大量水资源--亦无大量污水产生；
•可控有限燃烧为热解供热，节省能源，亦无有机物焚烧时产生的酸性气体如HCI,HF,NOx的二次污染；从而也没有酸性气体对设备的腐蚀；•热解式气化--低温缺氧热解(700度/3个大气压以下)，碳源转化充分(95%)，不产生如二恶英，呋喃等含氯高分子剧毒气体(700-850度)；•有限燃烧--无直火焚烧炉搅拌作用--极少产生含Hg,Ph,As,Pb的飞尘；•气化后可燃气体纯度高，H2/CO/CO2比例精确，氯/硫/重金属含量低，便于液化成甲醇乙醇，分离的不纯气体可再回用提纯，增加产量；•固态废渣数量少(15%)，无公害可直接填埋，亦可用于生产建材；•绿色生产体系，满足严格的北美环保排放标准。
•出色的节能减排项目。
ENEKEM技术的绿色生产体系
•水处理装置-100%循环使用；
•氯中和装置；
•硫回收装置；
•NH3气体净化装置；
•气态水银Hg稳定装置；
•挥发性As砷离子溶解吸收装置等。
•ENERKEM工艺无废渣废水废气排放，无噪音污染。
符合严格的北美工业排放标准。
ENEKEM技术垃圾项目的环保数据(红色数据为目前国内同类项目能够达到的最佳指标)
ENEKEM技术的经济数据
1吨脱水后含水量低于20%的分类市政垃圾，工业废物如有机污泥，含油污泥，废旧沥青，重油渣等，废旧木材，林业废物，农业废物，或灌木材可生产360升乙醇（可驱动小车行程2500公里），100升饮用水，残留150公斤胶状物可用于生产建筑材料或玻璃，无废弃物，无填埋。
ENERKEM工艺还是能源自给自足型，装置能耗是不到其生产能源的10%，杂质气体发电就满足生产用电要求。
ENERKEM项目投资概算
ENERKEM技术的多元后续工艺和产品
ENERKEM技术可以将来源广泛的废旧材料，工业林业农业废物或灌木材等转变成：1, 第二代生物质甲醇乙醇；2, 低聚合成汽油；3, 生物质二甲醚；4, 费托法合成柴油。
ENERKEM气化技术可以直接燃气发电单轴燃气轮机余热锅炉蒸汽轮机循环联合机组示意图
ENERKEM已建成的工业示范项目
标准的使用10万吨生物质原料年产4万吨乙醇的成套装置
埃德蒙顿项目现场总图
4套标准单元装置并联/每年使用4x10万吨生物质原料来生产16万吨乙醇的成套装置GREENFIELD项目现场实景图
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标准的使用10万吨分类生活垃圾年产4万吨乙醇的成套装置
密西西比项目效果图
ENERKEM创新实干的研发团队公司的科学家, 专家和博士后, 工程师已研发该技术20年
ENERKEM对中国市场的重视
2008年9月ENERKEM公司董事长亲自访问中国与国家林业局洽谈合作
2010年ENERKEM副总裁考察上市公司桑德集团洽谈合作
ENERKEM对中国开放的多元合作方式
•合资企业
•技术转让
•设备销售与服务
•许可证
•合作生产
•中国研发中心：
•高含水有机原材料的节能干燥技术；
•超低温(350度)可控制有限燃烧直接热解气化技术；
•石油焦的可控制有限燃烧直接热解气化技术；
•煤炭的可控制有限燃烧直接热解气化技术。
ENERKEM近期与中国合作的重点领域•以沙漠，半沙漠，荒漠化土地和盐碱地植物沙柳/红柳/太阳草为原料；
•以市政生活垃圾为原料；
•以纸厂/印染厂的初级污泥为原料；
•以油田含油污泥为原料。
热诚欢迎各界的合作意向
加拿大绿洲企业有限公司。