年产1亿升燃料乙醇生产工艺设计说明书

年产1亿升燃料乙醇生产工艺设计说明书
年产1亿升燃料乙醇生产工艺设计说明书

一、前言

1.1燃料乙醇的概念 (3)

1.2燃料乙醇的特点 (3)

1.3发展燃料乙醇的意义 (4)

二、原料资源 (6)

2.1生物乙醇的原料 (6)

2.2生产用纤维素酶 (8)

2.3纤维素酶解的方式 (9)

三、燃料乙醇生产所用微生物 (9)

3.1 产霉菌种 (9)

3.2乙醇生产菌种 (9)

四、燃料乙醇生产常用方法 (10)

4.1预处理常用方法 (10)

4.2玉米秸秆酶法糖化 (10)

4.3乙醇发酵工艺 (11)

4.4工艺流程示意图 (11)

4.5操作方法 (11)

五、物料衡算和主要设备 (13)

5.1物料衡算 (13)

5.2主要设备 (14)

六、产品质量管理 (16)

七、体会和感想 (17)

八、参考文献 (17)

一、前言

1.1 燃料乙醇的概念

燃料乙醇,一般是指体积浓度达到99.5%以上的无水乙醇。根据中华人民共和国国家标准“变性燃料乙醇”(GB 18350-2001)和“车用乙醇汽油”(GB 18351-2001)的规定,燃料乙醇是未加变性剂、可作为燃料用的无水乙醇。变性燃料乙醇是以淀粉、糖质为原料,经发酵、蒸馏制的的乙醇,脱水后再添加变性剂而得。加变性剂后水分应小于0.8%,不可食用。

1.2燃料乙醇的特点

1.2.1可作为新的燃料替代品

可作为新的燃料替代品,减少对石油的消耗。乙醇作为可再生能源,可直接作为液体燃料

或者同汽油混合使用,可减少对不可再生能源-石油的依赖,保障本国能源的安全。

1.2.2辛烷值高抗爆性能就好

作为汽油添加剂,可提高汽油的辛烷值。通常车用汽油的辛烷值一般要求为90或93,乙醇的辛烷值可达到111,所以向汽油中加入燃料乙醇可大大提高汽油的辛烷值,

且乙醇对烷烃类汽油组分(烷基化油、轻石脑油)辛烷值调合效应好于烯烃类汽油组分(催化裂化汽油)和芳烃类汽油组分(催化重整汽油),添加乙醇还可以较为有效地提高汽油的抗爆性。

1.2.3减少矿物燃料的应用以及对大气的污染

乙醇的氧含量高达34.7%,乙醇可以按较甲基叔丁基醚(MTBE)更少的添加量加入汽油中。汽油中添加7.7%乙醇,氧含量达到2.7%;如添加10%乙醇,氧含量可以达到3.5%,所以加入乙醇可帮助汽油完全燃烧,以减少对大气的污染。使用燃料乙醇取代

四乙基铅作为汽油添加剂,可消除空气中铅的污染;取代MTBE,可避免对地下水和空气的污染。另外,除了提高汽油的辛烷值和含氧量,乙醇还能改善汽车尾气的质量,减轻污染。一般当汽油中的乙醇的添加量不超过15%时,对车辆的行驶性没有明显影响,但尾气中碳氢化合物、NOx和CO的含量明显降低。美国汽车/油料(AQIRP)的研究报告表明:使用含6%乙醇的加州新配方汽油,与常规汽油相比,HC排放可降低5%,CO排放减少21-28%,NOx 排放减少7-16%,有毒气体排放降低9-32%。

1.2.4可再生能源

若采用雅津甜高粱、小麦、玉米、稻谷壳、薯类、甘蔗、糖蜜等生物质发酵生产乙醇,其燃烧所排放的CO2和作为原料的生物源生长所消耗的CO2, 在数量上基本持平,这对减少大气污染及抑制温室效应意义重大。

1.3 发展燃料乙醇的意义

发展包括燃料乙醇在内的可再生资源在全球范围内越来越被重视,其原因主要有以下几点:一是地球上的化石能源储量越来越少哦,在不久的将来将会枯竭,必须需找它的替代品;二是人类对自身的生存环境的重视,促使人们开始开发和使用绿色环保的能源产品;三是开发利用燃料乙醇已经为世界上许多国家和地区的经济发展,特别是农业经济带来了明显的好处。

我国推行乙醇汽油清洁燃料,可以综合解决国家石油短缺、粮食过剩及环境恶化三大热点问题。并且对我国的农业、能源、环保、交通、财政诸方面将起到积极的推动作用。

1.3.1 解决能源紧张

根据联合国能源组织的评估,地球的石油储量再有50年左右将基本耗尽我国将比这一时间还短,只有大约30年。液体燃料短缺将是困扰人类发展的大问题。再次背景下,生物质作为唯一可转化为液体的可再生资源,正日益受到重视。地球上的生物资源十分丰富,估计其年产量相当于目前所需能源的10倍,但目前作为能源利用

的还不多1%,故生物质制的液体燃料的技术很有发展前途,其中又以生物质制燃料乙醇最易工业化,是人类可以利用的大宗能源之一。与普通汽油相比,乙醇以其燃烧更完全、CO排放量较低、燃烧性能与汽油相似等优良特性,被誉为21世纪的“绿色能源”。

1.3.2 减少环境污染

使用乙醇汽油作为燃料,可以明显降低汽车废气的排放,有效改善大气环境质量。目前世界上汽车对乙醇汽油的使用方法一般有两大类:(1)用汽油发动机的汽车,酒精加入量为5-22%;(2)专用发动机的汽车,酒精加入量为85-100%。这样汽车就可以降低一氧化碳排放量约30-38%,挥发性有机化合物(VOC)约12%,氮氧化物排放量约略有上升(绝对量极少),有害物质排放平均降低1/3以上。可以看出,用酒精作增氧剂,可显著降低汽车尾气中的有害物,起到净化空气的功效。

1.3.3 促进农业发展和新农村的建设

生产燃料乙醇的原料通常是采用当地的主要农作物或其副产品。因此,能源农业的发展,一方面解决了当地农产品转化问题,增加了加工深度,提高了产品附加值发挥了稳定农产品价格、提供就业岗位、增加农民收入的作用。另一方面,也使国家拥有一个可靠的粮食转化和调控凡是,促进本国农业生产和消费形成良性的循环。

1.4 燃料乙醇的国内外发展状况

1.4.1国内应用现状

我国在吉林年产60万吨和河南年产30万吨燃料乙醇项目分别于2001年9月于2004年开工建设,另外,河南天冠年产30万吨与黑龙江华润金玉年产10万吨燃料乙醇的改扩建项目已分别于2000年和2001年完成,并在当地开始了乙醇汽油的试用工作。目前燃料乙醇需求逐年增加,供需状况良好。经过5年的试点和推广使用,我国生物乙醇汽油在生产、混配、储运及销售等方面已拥有较成熟的技术。截至2006年6月,我国已形成燃料乙醇102万吨年生产能力、年混配1020万吨生物乙醇汽油的能

力,生物乙醇汽油的消费量已占到全国汽油消费总量的20%。2006年,我国燃料乙醇的生产达到130万吨。

目前我国发展非粮乙醇的可行之路,在于发展用甜高粱、甘薯、木薯等原料来替代粮食。纤维法生产乙醇技术还不成熟,美国计划用6年时间攻克这一技术难关。国内有企业已经实现了用纤维原料生产乙醇,但目前吨成本比粮食法要高1000多元。

根据《生物燃料乙醇以及车用乙醇汽油“十一五”发展专项规划》,到2010年,我国将以薯类、甜高粱等非粮原料为主生产522万吨燃料乙醇,届时乙醇汽油使用量将占全国汽油用量的75%。到2020年,我国燃料乙醇年产量可达1000万吨。

1.4.2国外应用现状

世界酒精的66%用于燃料,14%用于食用,11%用于工业溶剂,9%用于其它化学工业。发酵酒精作车用燃料有两种方式: 其一是配制汽油和无水酒精的混合物——汽油醇,酒精在混合物中的比例最高可达25%。用汽油醇作汽车燃料时,可以利用原有的汽车发动机;其二是直接利用酒精作为汽车燃料,这时必需使用专门设计的,具有更高压缩比的发动机。在这方面,巴西走在最前面。早在1989 年,巴西以甘蔗、糖蜜、木薯、玉米为原料年产发酵酒精12Mt以上,几乎全部用来代替汽油,大部分采用第二种方式作为汽车的燃料。从那时起,巴西已经不再进口原油,少量国产原油还可出口,率先实现了汽车燃料的酒精化。目前巴西的乙醇产品中普通乙醇占2/3,无水乙醇占1/3。也是世界上最大的燃料乙醇生产和消费国,也是唯一不使用纯汽油作为汽车燃料的国家。

二、原料资源

2.1生物乙醇的原料

2.1.1生物乙醇生产的原料概况

生产燃料乙醇的原料是能那些糖类或经过处理能够分级成单糖及其寡聚糖。目

前,使用的主要原料是:糖类生物质,淀粉类生物质,甜高粱茎秆汁液,废糖蜜、甘蔗和甜菜,纤维素类生物质。目前国内燃料乙醇的生产主要以玉米、小麦等粮食淀粉为原料经微生物发酵而成,存在生产成本高、原料供应有限等问题。特别是燃料乙醇近几年在国内大力推广使用,使得陈化粮库存骤减,同时市场上玉米、小麦等粮食价格上涨,燃料乙醇的生产成本越来越高,粮食乙醇路线受到质疑。同玉米、小麦等粮食资源相比,木质纤维原料是丰富而廉价的可再生资源。我国每年仅农作物秸秆、皮壳就达7亿多吨,其中玉米秸秆占35%,小麦秸秆占21%,稻草占19%,,大麦秸秆占10%,高粱秸秆占5%,谷草占5%,再加上数量巨大的林业纤维废料和工业纤维废渣,每年可利用的木质纤维原料总量可达20亿吨以上。木质纤维原料中纤维素约占干重的35——45%,半纤维素约占20——40%,采用适宜技术将它们水解成可发酵性糖,进一步转化为乙醇,将改变传统的燃料乙醇生产方式,为我国的能源供应作出重要贡献。

2.1.2生物乙醇生产的选用原料

木质纤维原料主要由纤维素、半纤维素和木质素三大部分组成,构成了植物的细胞壁,对细胞起保护作用。

纤维素是由D-吡喃葡萄糖基以β-l,4糖苷键连接而成的天然链状高分子化合物,大约由500~10000个葡萄糖单元组成。半纤维素是一大类结构不同的多聚糖的总称,主要是由木糖、葡萄糖、甘露糖、半乳糖和阿拉伯糖等连接而成的高分枝非均一聚糖。各种糖所占比例随原料不同而变化,一般木糖占一半以上。半纤维素排列松散,无晶体结构,故比较容易被水解成单糖。木质素是以苯基丙烷为基本结构单元连接的高分枝多分散性高聚物。木质素有一定的塑性,不溶于水,一定浓度的酸或碱可使其部分溶解。木质素不能水解为单糖,且对纤维素酶和半纤维素酶降解纤维原料中的碳水化合物有空间阻碍作用,从而降低反应速率。

表1.1总结了植物细胞壁中纤维素、半纤维素和木质素的结构和化学组成。不同的木质纤维原料,其所含的纤维素、半纤维素和木质素有一定差异,表1.1列出

了几种农林废弃物的成份组成。

表1几种常见木质纤维原料的主要成份含量

因此本生产设计中选用木质纤维为原料,并且以其中最为常见且产量很高的玉米秸秆作为生产主原料。

2.2生产用纤维素酶

2.2.1纤维素酶

纤维素酶是指能够水解纤维素β-1,4葡萄糖苷键生成葡萄糖的一组酶的总称。大量的真菌纤维素酶体系的分离纯化研究证明纤维素酶是一种多组分的复合酶系;此外,可能参与纤维素降解过程的酶还有纤维二糖脱氢酶、纤维二糖醌氧化还原酶、磷酸化酶和纤维素酶小体等。

2.2.2影响纤维素酶降解的主要因素

2.2.2.1温度和pH

大部分纤维素酶的活性其环境的温度和pH的影响。在最适pH下,酶反应具有最大速度,高于或低于此值,反应速度下降。纤维素酶的最适pH一般在4.5~5.5范围

内。温度也是影响纤维素酶解的重要因素,其最适温度范围是40~60℃。

2.2.2.2底物因素

纤维底物结构上的特征在一定程度上决定了酶解的速度,这些结构特征包括纤维素酶可接触的底物表面积、纤维索的结晶度、纤维素的聚合度、木质素含量与分布情况、底物浓度等,其中纤维素酶可接触的底物表面积被认为是对酶解具有最大影响的因子之一。

2.3纤维素酶解的方式

同步糖化发酵工艺,所谓同步糖化发酵工艺就是在同一个反应器中同时进行纤维素酶解糖化和乙醇发酵的过程。由于水解产生的葡萄糖能被酵母菌迅速利用,所以可以解除产物对纤维素酶的反馈抑制。这种方法既降低了产物抑制,提高了酶解速率和产物转化率,又减少了酶的用量,而且简化了设备,节约了总生产时间,提高了生产效率。这方面研究所面临的主要问题是酶水解与酵母菌发酵的最适温度不一致,前者一般为45~50℃,而后者通常是30~35℃。由于同步酶解发酵过程中酶解作用是限速的一步,所以筛选耐高温发酵的酵母菌株对提高生产效率无疑是十分有意义的。

三、燃料乙醇生产所用微生物

3.1产酶菌种

许多细菌、放线菌和真菌都能产生纤维素酶。目前应用于纤维素酶生产的真菌主要有木霉属、曲霉属、青霉属、根霉属、镰孢菌属和漆斑霉属等;木霉属的真菌是目前研究最多的纤维素降解菌,其中最重要的是木霉属中的里氏木霉。

纤维素酶的生产是生物转化木质纤维原料的重要环节,生产方式包括液体深层发酵和体发酵两种工艺。液体深层发酵在通气搅拌式发酵罐中进行,工艺参数易于控制,不易污染杂菌,生产效率高,目前已在工业上普遍使用。

3.2乙醇生产菌种

木糖的乙醇发酵是利用木质纤维原料生产乙醇的关键环节。生产所用为酿酒酵母S.cerevisiae ZU-10。重组酵母具有乙醇耐受性强、遗传性能稳定、可在厌氧条件下发酵葡萄糖和木糖产乙醇等优良性能,利用重组酵母S.cerevisiae ZU-10在厌氧条件下对玉米秸秆纤维素、半纤维素水解液中的葡萄糖和木糖进行共发酵,66.9g/L 葡萄糖和32.1 g/L木糖发酵生成41.4 g/L乙醇,对葡萄糖和木糖的乙醇得率达到0.418。

初始pH的适宜范围为4.5~5.5,最适pH为5.5,适宜的发酵温度范围为30-32℃,最适发酵温度为30℃。

四、燃料乙醇生产常用方法

4.1预处理常用方法

玉米秸秆预处理常采用的方法是氢氧化钠预处理。

氢氧化钠预处理是利用木质素能够溶于碱性溶液的特点,脱除木质纤维原料中的木质素,引起木质纤维原料润胀,从而促进原料酶水解的进行。造纸工业的碱法制浆工艺就是利用氢氧化钠预处理来脱除麦草、稻草等纤维原料中的木质素和半纤维素而获得纤维素组分。本试验采用氢氧化钠对玉米秸秆进行预处理。玉米秸秆经氢氧化钠预处理后木质素的脱除率达到73.9%,同时有33.5%的半纤维素被脱除。氢氧化钠预处理后纤维残渣48 h的酶解得率为81.2%,远高于稀酸、氨水/稀酸、以及石灰预处理玉米秸秆的酶解得率,这是因为氢氧化钠预处理有效脱除了纤维原料中的木质素,并且可引起纤维原料润胀,从而大大促进了底物的酶解效率。

4.2玉米秸秆酶法糖化

批式酶解糖化

优化后的批式酶解工艺条件为:以氢氧化钠预处理的玉米秸秆为底物,底物浓度80 g/L,酶用量为20 FPIU/g底物和10 CBIU/g底物,Tween-80添加量5.0g/L,

酶解时间48 h。在优化后的批式酶解工艺条件下底物的酶解得率达到87.2%。

4.3乙醇发酵工艺

同步糖化发酵

里氏木霉纤维索酶中补加纤维二糖酶以消除纤维二糖的积累适宜的酶用量为20 FPIU/g底物。,因此最适的同步糖化发酵温度为33℃。优化后的同步糖化发酵工艺条件为:采用基因重组酵母S.cerevisiae为发酵菌株,以氢氧化钠预处理的玉米秸秆为底物,酶用量为20 FPIU/g底物和10 CBIU/g底物,Tween-80添加量5.0 g /L,发酵温度33℃,初始pH4.8纤维原料同步糖化发酵过程中增加底物浓度可以提高产物乙醇的浓度。

4.4工艺流程示意图

4.5操作方法

4.5.1秸秆预处理

玉米秸秆粉碎、过筛(2mm),粉碎后的秸秆用自来水清洗去除泥沙等杂质,滤除水分,风干,置样品袋中储存备用。取粉碎后的秸秆50 g,按1:8的固液比(w:v)加入2%NaOH,搅拌均匀,于80℃水浴条件下处理75 min,抽滤,收集滤液(补加定

量NaOH后用于下一批纤维原料预处理),残渣水洗至中性,称重,取样测含水量及主要成分分析。

4.5.2碱处理液的复用

当一批预处理结束后,收集碱处理液,用l M HCI滴定,pH计确定反应终点,计算碱处理液中的NaOH浓度,补加NaOH至浓度2%,用于下一批玉米秸秆原料的预处理。

4.5.3酶水解

酶水解在糖化罐中进行,以预处理后的玉米秸秆纤维残渣为底物,底物浓度为80 g/L,调节pH值为4.8,加入20 FPIU/g底物的纤维素酶和10CBIU/g底物的纤维二糖酶。酶解得率按下式计算:

还原糖总量x0.9x100

酶解得率(%)=

底物中纤维素和半纤维素总量

4.5.4乙醇发酵

同步糖化发酵(SSF):在发酵罐中以酶水解后的糖化醪为底物,每批投料量为1.5×106L,浓度为67.2g/L,发酵液接种后初始浓度为1.2g/L,适宜的发酵温度范围为30-32℃,最适发酵温度为30℃,初始pH的适宜范围为4.5~5.5,最适pH为5.5。

4.5.5乙醇的回收

发酵液中的乙醇一般通过蒸馏的方法回收。为了降低乙醇蒸馏回收所耗用的能量成本,应尽可能提高发酵液中乙醇浓度,研究表明乙醇的有效回收要求发酵液中乙醇的浓度不得低于40 g/L。经过粗馏和精馏只能得到乙醇和水的恒沸物(乙醇含量在95%左右),而用作燃料要求的是无水乙醇,从95%乙醇生产无水乙醇的方法包括吸水剂脱水法(如分子筛吸附脱水)、共沸脱水法、有机物吸附脱水法、渗透气化膜吸附脱水法、离子交换脱水法和盐脱水法等。

4.5.6木质素回收

收集预处理后的碱处理液(黑液),冷却至室温后滴加浓硫酸至pH 3.5,静置,待木质素充分沉淀后小心倾出上清夜,下层絮凝物过滤,沉淀物烘干得粗木质素,称重。

4.5.7碱溶性半纤维素糖类的回收

碱处理液分理出木质素后得到上清液,加H2SO4至浓度3%,于120℃下处理60 min,测定酸水解前后上清夜的总还原糖及各单糖组分。

五、物料衡算和主要设备

酒精发酵罐8只,每只酒精发酵罐1个周期为3天,

每只罐全年的生产周期数为330天÷3天=110。

全年共投料为110批。

年产1亿升(体积浓度为99.5%),其中纯酒精为:

1×108×99.5%×46=4.58×109 g

每批需产出纯酒精为:4.58×109g÷110=4.16×107 g

按每1L主料产酒精为27.8g计,每批投料量为:4.16×107g÷27.8=1.5×106L。

每批每个酒精发酵罐投料量为:1.5×106L÷8=1.8×105 L

已知浓度为67.2g/L,还原糖质量百分比为90%,所以可知其中每罐还原糖投料质量为:

1.8×105 L×67.2÷90%=1.3×107 g=1.3×104 kg

按0.204g乙醇/g秸秆计算全年需用秸秆质量为:

4.58×109 g÷0.204=2.24×1010 g=2.24×107 kg

5.1 物料衡算

表2 生产用原料

5.2 主要设备

5.2.1预处理工段

原料为玉米秸秆需采用锤式粉碎机,粉碎后放入预处理池用NaOH处理。过滤,将纤维素残渣送入糖发酵罐。

5.2.2糖化工段

向糖化罐中加入纤维素酶糖化,将最终糖化产生的葡萄糖和木糖输送入发酵罐。

5.2.3发酵工段

加入重组酵母,在30℃下发酵,蒸馏并经过吸附、脱水过程得到相应标准的燃料乙醇。

5.2.4辅助机械设备

各种输送泵类均采用离心泵,可根据其流量和扬程要求选定。

土吊车为设备维修中较大零件和小型设备的搬运而设。

表3 工业生产主要用设备

六、产品质量管理

在燃料乙醇生产过程中,生产关键控制点的参数的控制直接影响到产品质量,是生产中要着力把握的地方,因此应科学合理地设置控制点,同时做好相应的记录。部分企业存在关键控制点设置不合理、操作记录欠缺等问题,部分小企业还以操作者的经验来安排生产

关键控制点一旦确定,应及时、认真地加以记录。记录是一种见证、溯源、积累,通过长期的记录能对企业的质量管理和生产起到改进的作用。必须按如下标准执行。

表4 我国燃料乙醇国家标准(GB 18350-2001)

七、体会与感想

通过本次课程设计,我更加充分的理解了课本上的知识,并能够加以扩展,从而应用于实践当中,对我的生物技术工艺有了更深一步的加深与延拓,是今后学习和工作中的一次宝贵经验.其中包括工业生产用细菌发酵,发酵设备,发酵工艺流程等。

在这些过程中,我不仅知道了整个生产工艺流程,而且让我深深的体会到一个团队中的各成员合作的重要性,要善于团队合作,善于利用别人的智慧,这才是大智慧。靠单一的力量是很难完成一个大项目的,在进行团队合作的时候,还要考虑技术上的规范性和统一性,这样才可能在进行组合的时候能得到更好.我相信这样的实践环节给每个人都留下了深刻的印象。理论是一成不变的,但是当它与实践相互结合的时候,才能显示它真正的意义。

实践的方式也是多样的,通过这次的课程设计让我们对自己的专业知识进行又一轮系统的填充,把平时忽略的、遗忘的又一次融合到实践中去检验。我们最终将在人生的旅途中经历更多次像这样的课程设计,但我相信我们会慢慢成熟,对属于自己专业的知识的运用会更加如火纯清!感谢这次课程设计赋予我们检验知识!

八、参考文献

[1]刘荣厚.燃料乙醇的制取工艺与实例[M].北京:化学工业出版社,2007.

[2]于文国.微生物制药工艺及反应器[M].北京:化学工业出版社,2005.

[3]任凌波.生物化工产品生产工艺[M].北京:化学工业出版社,2001.

[4]梅和乐.生化生产工艺学[M].北京:科学出版社,2007.

[5]朱跃钊,卢定强,万红贵,贾红华.木质纤维素预处理技术研究进展.生物加工过程,2004,2(4):11-16.

[6]夏清.化工原理[M].天津:天津大学出版社,2005.

[7]赵磊.玉米秸秆降解及其生产乙醇的研究[D].西安:西北大学,2008.

[8]赵晶.玉米芯酶法糖化发酵生产乙醇的研究[D].浙江:浙江大学,2007.

[9] 陈明.利用玉米秸秆制取燃料乙醇的关键技术研究[D].浙江:浙江大学,2007.

原文已完。下文为附加文档,如不需要,下载后可以编辑删除,谢谢!

施工组织设计

本施工组织设计是本着“一流的质量、一流的工期、科学管理”来进行编制的。编制时,我公司技术发展部、质检科以及项目部经过精心研究、合理组织、充分利用先进工艺,特制定本施工组织设计。

一、工程概况:

西夏建材城生活区27#、30#住宅楼位于银川市新市区,橡胶厂对面。

本工程由宁夏燕宝房地产开发有限公司开发,银川市规划建筑设计院设计。

本工程耐火等级二级,屋面防水等级三级,地震防烈度为8度,设计使用年限50年。

本工程建筑面积:27#楼3824.75m2;30#楼3824.75 m2。室内地坪±0.00以绝对标高1110.5 m为准,总长27#楼47.28m;30#楼47.28 m。总宽27#楼14.26m;30#楼14.26 m。设计室外地坪至檐口高度18.6 00m,呈长方形布置,东西向,三个单元。

本工程设计屋面为坡屋面防水采用防水涂料。外墙水泥砂浆抹面,外刷浅灰色墙漆。内墙面除卫生间200×300瓷砖,高到顶外,其余均水泥砂桨罩面,刮二遍腻子;楼梯间内墙采用50

厚胶粉聚苯颗粒保温。地面除卫生间200×200防滑地砖,楼梯间50厚细石砼1:1水泥砂浆压光外,其余均采用50厚豆石砼毛地面。楼梯间单元门采用楼宇对讲门,卧室门、卫生间门采用木门,进户门采用保温防盗门。本工程窗均采用塑钢单框双玻窗,开启窗均加纱扇。本工程设计为节能型住宅,外墙均贴保温板。

本工程设计为砖混结构,共六层。基础采用C30钢筋砼条形基础,上砌MU30毛石基础,砂浆采用M10水泥砂浆。一、二、三、四层墙体采用M10混合砂浆砌筑MU15多孔砖;五层以上采用M7.5混合砂浆砌筑MU15多孔砖。

本工程结构中使用主要材料:钢材:I级钢,II级钢;砼:基础垫层C10,基础底板、地圈梁、基础构造柱均采用C30,其余均C20。

本工程设计给水管采用PPR塑料管,热熔连接;排水管采用UPVC硬聚氯乙烯管,粘接;给水管道安装除立管及安装IC卡水表的管段明设计外,其余均暗设。

本工程设计采暖为钢制高频焊翅片管散热器。

本工程设计照明电源采用BV-2.5铜芯线,插座电源等采用BV-4铜芯线;除客厅为吸顶灯外,其余均采用座灯。

二、施工部署及进度计划

1、工期安排

本工程合同计划开工日期:2004年8月21日,竣工日期:2005年7月10日,合同工期315天。计划2004年9月15日前

完成基础工程,2004年12月30日完成主体结构工程,2005年6月20日完成装修工种,安装工程穿插进行,于2005年7月1日前完成。具体进度计划详见附图-1(施工进度计划)。

2、施工顺序

⑴基础工程

工程定位线(验线)→挖坑→钎探(验坑)→砂砾垫层的施工→基础砼垫层→刷环保沥青→基础放线(预检)→砼条形基础→刷环保沥青→毛石基础的砌筑→构造柱砼→地圈梁→地沟→回填工。

⑵结构工程

结构定位放线(预检)→构造柱钢筋绑扎、定位(隐检)→砖墙砌筑(+50cm线找平、预检)→柱梁、顶板支模(预检)→梁板钢筋绑扎(隐检、开盘申请)→砼浇筑→下一层结构定位放线→重复上述施工工序直至顶。

⑶内装修工程

门窗框安装→室内墙面抹灰→楼地面→门窗安装、油漆→五金安装、内部清理→通水通电、竣工。

⑷外装修工程

外装修工程遵循先上后下原则,屋面工程(包括烟道、透气孔、压顶、找平层)结束后,进行大面积装饰,塑钢门窗在装修中逐步插入。

三、施工准备

1、现场道路

本工程北靠北京西路,南临规划道路,交通较为方便。

场内道路采用级配砂石铺垫,压路机压。

2、机械准备

⑴设2台搅拌机,2台水泵。

⑵现场设钢筋切断机1台,调直机1台,电焊机2台,1

台对焊机。

⑶现场设木工锯,木工刨各1台。

⑷回填期间设打夯机2台。

⑸现场设塔吊2台。

3、施工用电

施工用电已由建设单位引入现场;根据工程特点,设总配电箱1个,塔吊、搅抖站、搅拌机、切断机、调直机、对焊机、木工棚、楼层用电、生活区各配置配电箱1个;电源均采用三相五线制;各分支均采用钢管埋地;各种机械均设置接零、接地保护。具体配电箱位置详见总施工平面图。

3、施工用水

施工用水采用深井水自来水,并砌筑一蓄水池进行蓄水。

楼层用水采用钢管焊接给水管,每层留一出水口;给水管不置蓄水池内,由潜水泵进行送水。

4、生活用水

生活用水采用自来水。

燃料乙醇生产工艺初步毕业设计

燃料乙醇生产工艺初步毕业设计 第一章前言 1乙醇的主要性质与用途 1.1 乙醇的物理性质 乙醇(ethan)又称酒精,是由C、H、O 3种元素组成的有机化合物,乙醇分子由烃基(-C2H5)和官能团羟基(-OH)两部分构成,分子式为C2H50H,相对分子量为46.07,常温常压下,乙醇是无色透明的液体,具有特殊的芳香味和刺激味、吸湿性很强。可与水以任何比例混合并产生热量,混合时总体积缩小。纯乙醇的相对密度为0.79,沸点78.3℃,凝固点为-130℃。燃点为424℃,乙醇易挥发、易燃烧。 乙醇能使细胞蛋白凝固,尤以体积分数为75%的乙醇作用最为强烈,浓度过高。细胞表面的蛋白质迅速凝固形成一层薄膜,阻止乙醇向组织内部渗透,作用效果反而降低,浓度过低则不能使蛋白质凝固。因此,常用75%(体积分数)的乙醇作消毒杀茵荆。[4] 乙醇易被人体肠胃吸收,吸收后迅速分解放出热量。少量乙醇对大脑有兴奋作用。若数量较大则有麻醉作用,大量乙醇对肝脏和神经系统有毒害作用。工业酒精含乙醇约95%.含乙醇达99.5%以上的酒精称为无水乙醇。含乙醇95.6%、水4%的酒精是恒沸混合液,沸点为78.15℃,其中少量的水无法用蒸馏法除去。制取无水乙醇时。通常把工业酒精与新制生石灰混合,加热蒸馏才能得到。工业酒精和医用酒精中含有少量甲醇,有毒.不能掺水饮用。 1.2 乙醇的化学性质 乙醇属于饱和一元醇。乙醇能够燃烧。能够和多种物质如强氧化物、酸类、酸酐、碱金属、胺类发生化学反应。在乙醇分子中,由于氧原子的电负性比较大。使C-0键和O-H 键具有较强的极性而容易断裂,这是乙醇易发生反应的两个部位。 1.2.1乙醇燃烧反应机理 乙醇燃烧反应机理和烃的燃烧反应机理有很多相似的地方,都是先裂解成为碳和氢气,然后燃烧,所以从燃烧机理上来讲乙醇也适合用作内燃机燃料。在较高的温度下.乙醇可以发生分子内脱水生成烯烃,可以认为,乙醇燃烧的反应首先是分子内脱水形成烯烃,烃再裂解形成碳和氢气,然后碳和氢气在空气中燃烧,生成二氧化碳和水,乙醇燃烧反应的总反应式: CH3CH2OH+3O2--2CO2+3H2O+Q 1.2.2乙醇的着火和燃烧特性

燃料乙醇技术讲座(一)燃料乙醇及其发展概况

第28卷第1期2010年2月 可再生能塬 RenewableEnergyResources V01.28No.1 Feh.2010燃料乙醇技术讲座(一) 燃料乙醇及其发展概况 荆、清 <沈般农墟爽攀工程学院,辽宇沈阳7,11016t> 中圈分类号:Q77;¥216.2文献标志码:B.,文章编号:1671—5292(2010)01—0153-03 随着全球工业化进程的飞速发展,世界将不可避免地出现能源供给问题。当前石油是满足能源需求的主要资源,但是石油资源是有限的。科学家预测,2050年全世界原油的生产将由现在的每年250亿桶下降到50亿桶.因此全球范围内对于开发新的可替代能源的兴趣越来越大。 生物质是一种广泛存在的可再生资源.利用生物质来生产能源可以减少温室气体的排放。其中最直接、最重要的生物质能源应用体系就是采用生物质发酵技术生产乙醇。随着化石资源渐趋枯竭.越来越多的国家已经将乙醇等替代能源为代表的能源供应多元化战略当成能源政策的一个主要方向。石油价格的上涨、燃料乙醇制造技术的不断进步、灵活燃料汽车(F踟的广泛使用和燃料乙醇可再生原料来源的拓展,使燃料乙醇产业具有可靠的经济可行性和技术可行性。另外.燃料乙醇在柴油机上的应用,可以进一步扩大燃料乙醇的应用范围.这将为燃料乙醇的利用提供更广阔的空间。 1乙醇的主要性质与用途 1.1乙醇的物理性质 乙醇(ethan01)又称酒精,是由C。H,O3种元素组成的有机化合物,乙醇分子由烃基(一C2H5)和官能团羟基(一OH)两部分构成,分子式为C2H50H,相对分子量为46.07,常温常压下.乙醇是无色透明的液体.具有特殊的芳香味和刺激味。吸湿性很强。可与水以任何比例混合并产生热量,混合时总体积缩小。纯乙醇的相对密度为O.79,沸点78.3℃,凝固点为-130℃。燃点为424℃,乙醇易挥发、易燃烧。 乙醇能使细胞蛋白凝固.尤以体积分数为75%的乙醇作用最为强烈,浓度过高。细胞表面的蛋白质迅速凝固形成一层薄膜,阻止乙醇向组织内部渗透.作用效果反而降低,浓度过低则不能使蛋白质凝固。因此,常用75%(体积分数)的乙醇作消毒杀茵荆。 乙醇易被人体肠胃吸收。吸收后迅速分解放出热量。少量乙醇对大脑有兴奋作用。若数量较大则有麻醉作用.大量乙醇对肝脏和神经系统有毒害作用。 工业酒精含乙醇约95%.含乙醇达99.5%以上的酒精称为无水乙醇。含乙醇95.6%、水4.锄的酒精是恒沸混合液,沸点为78.15℃,其中少量的水无法用蒸馏法除去。制取无水乙醇时。通常把工业酒精与新制生石灰混合,加热蒸馏才能得到。工业酒精和医用酒精中含有少量甲醇,有毒.不能掺水饮用。 1.2乙醇的化学性质 乙醇属于饱和一元醇。乙醇能够燃烧。能够和多种物质如强氧化荆、酸类、酸酐、碱金属、胺类发生化学反应。在乙醇分子中。由于氧原子的电负性比较大。使C一0键和O—H键具有较强的极性而容易断裂。这是乙醇易发生反应的两个部位。 1.2.1乙醇燃烧反应机理 乙醇燃烧反应机理和烃的燃烧反应机理有很多相似的地方。都是先裂解成为碳和氢气,然后燃烧,所以从燃烧机理上来讲乙醇也适合用作内燃机燃料。 在较高的温度下.乙醇可以发生分子内脱水生成烯烃,可以认为。乙醇燃烧的反应首先是分子内脱水形成烯烃,烃再裂解形成碳和氢气,然后碳和氢气在空气中燃烧,生成二氧化碳和水,乙醇燃烧反应的总反应式: CH3CH20H+302--}2COz+3H20+Q 1.2.2乙醇的着火和燃烧特性 乙醇的引燃温度为434oC.在空气中燃烧表现活化能为176.7kJ/tool。火焰呈蓝色,最高火焰温度可以达到1000℃以上。 乙醇闪点较低.闭口状态下只有12.5℃。最小点火能量也仅为0.63mI,所以非常易于引燃。另外乙醇的爆炸极限上下限范围也较宽.有爆炸的危险性。 收稿日期:2010—01—24。 作者简介:孙清(1969一),女,博士后。副教授,主要从事生物质能利用技术的研究和教学工作。E-mail:qings2004@126.P.,om ?153?万方数据

国内燃料乙醇生产技术水平

国内燃料乙醇生产技术水平 ============================= 1、 玉米燃料乙醇生产技术水平 玉米燃料乙醇按照生产工艺可分为“湿法”与“干法” 。对于专业的乙醇生产企业,采用技术手段分离出胚芽生产玉米油是必要的,并且工业生产乙醇时, 只要求玉米淀粉脂肪含量低于110 %即可 。因此“, 半干法”工艺或“改良湿法”工艺均为可选方案。表1 为几种玉米燃料乙醇生产工艺的优劣比较。 表1 玉米燃料乙醇生产工艺的综合比较 由于玉米燃料乙醇技术首先在美国实现工业化生产并迅速得到发展,其经济效益仅次于巴西的甘蔗燃料乙醇。所以有必要介绍一下美国玉米燃料乙醇技术的特点及优势所在。1.1 美国玉米燃料乙醇技术 1.1.1 生产工艺的选择 美国“湿法”工艺用于燃料乙醇的生产源于淀粉企业的产品延伸,其中以ADM 公司为典型代表,采用纯糖浆发酵和酵母回用技术,工艺流程如图1 所示。 图1 美国ADM公司玉米燃料乙醇“湿法”生产工艺 2000 年前美国共有48 个生产厂家,生产约670万吨燃料乙醇。其中产能的60 %由湿法生产,40 %由干法生产。2005 年又新建36 个厂,总数达到84家,产能较2000 年增加约一倍达到1 200万吨。2006年生产厂增至125 家,产量为1 460 万吨,产量跃居世界第一,目前还有在建装置23 家 。新建的专业燃料乙醇生产企业均采用“干法”新工艺。工艺流程如图2 所示(虽然膜分离脱水技术在能耗方面仅为传统共沸蒸馏脱水工艺能耗的10 % —30 % ,然而由于膜使用寿命和成本等问题,美国大部分装置仍然没有采用,但它是以后的重点发展方向) 。 图2 美国玉米燃料乙醇“干法”新工艺 1. 1. 2 技术进步所显现的特点 随着燃料乙醇生产实践经验的积累,现在美国大型燃料生产企业尤其是2000 —2006 年新建厂具有如下特点: (1) 多数采用大颗粒玉米粉(3mm ,有利于饲料回收) ; (2) 高温蒸煮(120 ℃,高温淀粉酶) ,采用同步糖化发酵工艺,从2005 年开始采用无蒸煮工艺(低温淀粉酶) ,大大降低了能耗; (3) 酵母回用发酵技术; (4) 固定化酵母,流化床反应器发酵技术; (5) 广泛实现了自动化控制,应用连续发酵过程,并采用CIP系统(原位循环清洗发酵罐的原位清洗系统) 。 湿法加工技术的新趋势主要涉及加酶湿法加工和膜分离技术的应用。加酶湿法加工的优点是浸渍时间短、投资小、耗能低、用水量大大减少,而且酶可反复使用;其主要缺点是酶价太高。膜分离技术的应用为浸渍水的分离和利用打开了新的途经。浸渍水的膜分离一般包括两个过程:浸渍水经膜分离的截留物含有长链蛋白质,干燥后并入玉米蛋白粉;浸渍水在进入蒸发器前,先用反渗透膜除去57 %的水,这样可大大降低蒸发所需能耗。以上先进技术及设备的采用

酒精生产工艺

重庆能源职业学院 专业实习报告 论文(设计)题目:酒精的生产流程设计 班级:2011级2511班 姓名:刘兴李德静 廖军梁炯 学号:20112511006 20112511032 20112511018 20112511034 指导教师:邓启辉 时间:2013 年7 月5 日

计划表: 内容组员学号备注前言、绪论全部6、18、32、34 汇编 生物发酵法刘兴、李德静6、32 汇编 化学合成法廖军、梁炯18、34 汇编酒精的用途及总结展望全部6、18、32、34 汇编CAD 李德静、廖军32、18 I

前言 一、设计要求: 1、根据设计题目,进行生产实际调研或查阅有关资料,选定合理的流程方案和设备类型,并进行简要论述。 2、设计说明书内容:封面、目录、设计题目、概述与设计方案简介、工艺方案的选择与论证、工艺流程说明、专题论述等。 二、设计目的: 1、把课本的知识运用到社会实践当中去,才是我们学习专业理论知识的最终目的 2、通过本次专业实习设计可以看出现有的生产工艺存在哪些不足,学会自主查找资料进行更加科学有效的改进。 三、设计意义: 酒精工业是在酿酒业的基础上发展起来的,有很悠久的历史。近年来,我国酒精生产技术和生产水平又有了新的提高,新工艺新设备新菌种不断涌现,酒精产量有了较大增长,质量稳定提高;在节约代用,降低消耗,降低成本,提高劳动生产率,提高淀粉出酒率及开展综合利用与消除环境污染等各个方面,都取得了很大成绩。目前,我国大多数酒精采用生物发酵和化学合成法工艺流程,逐步实现了淀粉质原料和化学原料的连续化和自动化。 四、设计原理: 生物发酵主要是利用谷物类、薯类植物中的淀粉,其余的部分仍可综合利用,生产出专用饲料和农业复合肥等产品。在综合利用方面以二氧化碳的回收利用最为普遍,有的厂利用二氧化碳制造干冰、纯碱和小苏打。在自动控制仪表方面也有进展,有的厂已采用电脑实现了主要工序集中控制,目前,我国一些酒精厂正在朝着生产过程全面实行自动化方向发展。 化学合成法主要是利用石油工业,石油化学工业、天然气开发和加工工业产生的乙烯气为原料,使得乙烯水合法的原料得到充分保证。 II

燃料乙醇的生产技术

燃料乙醇的生产技术 2008-09-27 09:01:01 作者:蒲公英来源:中国生物能源网浏览次数:197 网友评论 0 条 燃料乙醇的生产技术 生物燃料乙醇是通过发酵法生产的,即利用微生物的发酵作用将糖分或淀粉转化为乙醇和CO2,也可将纤维素类水解生成单糖后再发酵产生乙醇。用于发酵法制取燃料乙醇的原料,按成分分为三种 ... 生物燃料乙醇是通过发酵法生产的,即利用微生物的发酵作用将糖分或淀粉转化为乙醇和CO2,也可将纤维素类水解生成单糖后再发酵产生乙醇。用于发酵法制取燃料乙醇的原料,按成分分为三种:糖质、淀粉质和纤维素,后两种原料均需要先通过水解得到可发酵糖;按照发酵过程物料存在状态,可分为固体发酵法、半固体发酵法和液体发酵法;根据发酵醪注入发酵罐的方式不同,可分为间歇式、半连续式和连续式。 糖质原料制取乙醇技术是以甘蔗、甜高粱茎秆为原料,经过物理方法预处理后,采用发酵蒸馏的方法生产燃料乙醇;淀粉质原料制取乙醇技术是以玉米、木薯、甘薯等淀粉含量高的生物质为原料,经过粉碎、蒸煮和糖化后,形成可发酵性糖,再进行发酵处理,得到燃料乙醇的技术;纤维素原料制取乙醇技术是以秸秆为原料,经过物理或化学方法预处理,利用酸水解或酶水解的方法将秸秆中的纤维素和半纤维素降解为单糖,然后,再经过发酵和蒸馏生产的燃料乙醇的技术。 表 1 各类燃料乙醇生产工艺技术特性的对比

目前,我国淀粉类原料发酵法制取乙醇技术比较成熟,并已经进行了工业化生产,中粮集团正在广西北海建设年产20 万吨燃料乙醇项目。我国在甜高粱、木薯等能源作物开发和利用方面取得了一定成绩,自主开发的固体、液体发酵工艺和技术达到应用水平,并在黑龙江省建成年产5000 吨的甜高粱茎秆生产乙醇示范装置。但是,目前还存在着发酵菌种培育、关键工艺和配套设备优化、废渣废水回收利用等问题。据测算,我国农作物秸秆年产量约6 亿吨,其中有1.5亿~2 亿吨可能源化利用。纤维素原料来源比较丰富,有一定的发展前景。国际能源公司都在竞相改进将纤维素转化为乙醇的技术。但由于技术上的限制,目前世界上还没有一家纤维素乙醇制造厂的产量达到商业规模。我国也正在开展纤维素制取燃料乙醇的技术研究开发,中粮黑龙江肇东酒精有限公司、安徽丰原集团、山东龙力科技有

美国生物燃料乙醇生产近况

美国生物燃料乙醇生产近况 王正友 (国家粮食局外事司,北京 100038) 中图分类号:TS209 文献标识码:D 文章编号:1007-7561(2006)01-62-01 生物燃料乙醇生产原料可以是玉米、高梁、小麦、大麦、甘蔗、甜菜和土豆等,另外纤维质原料如城市垃圾、甘蔗渣、小树干、木片等都可用来生产生物燃料乙醇,但这些应用还没有商业化。美国生产生物燃料乙醇基本上采用玉米,也利用一部分高梁,美国生物燃料乙醇工业正在以前所未有的速度发展。 在十九世纪八十年代,美国生物燃料乙醇企业的生存还比较困难,随后的十年中,企业只是基本维持,没有什么效益,到1995年,美国只剩44个乙醇厂,其中有11个是湿法工艺。九十年代后期,生物燃料乙醇生产开始采用干法工艺,从而大大缩短了加工项目的建设周期,并且提高了生产效率。美国生物燃料乙醇工业近年来得到发展,其中一个重要的政策基础是淘汰甲基叔丁基醚(MT BE,一种汽油抗爆成份,污染地下水),美国已有18个州禁止使用MT BE,生物燃料乙醇理所当然成为最环保的替代品。另一个市场因素是石油价格暴涨,世界原油价格今年每桶最高达到了70.85美元,添加生物燃料乙醇的经济性及社会意义日益显著。2004年,美国生物燃料乙醇产量达到了34亿加仑,比2003年的28.1亿加仑增加了21%。到2005年底,生物燃料乙醇产量将达到40亿加仑,增涨势头非常强劲。2005年,美国通过了能源安全法案,这部法令为生物燃料乙醇工业进一步发展提供了更为广阔的空间。 目前,美国百分之九十以上的生物燃料乙醇生产厂位于玉米带,近一半企业属于农民合作社,2005年内正在新建的20多家企业也是由农民和当地其他资本投资的。有人这样来描述美国生物燃料乙醇工业发展过程,年产量突破10亿加仑用了十年时间,突破20亿加仑又用了十年时间,而突破30亿加仑只用了两年时间。见图1。 2005年8月,美国总统布什签署了新的能源安全法案,其中有关再生能源标准(RFS)的政策要求,机动车燃料必需使用一定比例的再生能源,这将使生物燃料乙醇的年需求量大幅增长。预计到2012 收稿日期:2005-12-06 作者简介:王正友(1972-),男,江苏南京人,副处.年,每年至少消耗75亿加仑生物燃料乙醇,是目前产量的2倍。这个标准对美国生物燃料乙醇工业的发展将产生深远的影响,也会吸引大量资金投入到农产品深加工业,创造约20万个就业机会。从2005年至 2012年,再生能源标准将促使美国对生物燃料乙醇新增扩大生产投资近60亿美元;用于原料和劳动力投资700亿美元,其中430亿美元用于购买玉米。另外,再生能源标准对美国能源平衡也会产生积极影响,到2012年,由于生物燃料乙醇的使用,可以使美国少进口21.3亿桶的原油,减少641亿美元的外汇支出,使美国原油进口依存度从67.4%下降至62.3%。 图1 美国生物燃料乙醇生产情况 (数据来源:美国能源局。)美国是世界上最大的以谷物为原料生产生物燃料乙醇的国家,2004年,美国生产乙醇消耗了3200万吨玉米,占产量的11%。另一个生物燃料乙醇生产大国是巴西,不过巴西主要用甘蔗为原料生产生物燃料乙醇,美国和巴西生物燃料乙醇产量之和比全世界其他所有国家生产生物燃料乙醇总量还要多。随着各国对环保问题的重视,以及对循环能源需求的增加,生物燃料乙醇市场需求越来越大,各国对生物燃料乙醇都规定了具体的添加计划。巴西要求加入比率为25%;欧洲国家目前为2%,2010年要 达到5.75%;加拿大萨斯喀彻温省为7.5%,温尼泊 省为10%;哥伦比亚为10%;泰国为10%;阿根廷要 求在未来5年内达到5%,中国已在部分省要求在 汽油中加入一定比例的生物燃料乙醇。 (编译自《世界粮食》、美国乙醇联盟资料等)  完26 企业与市场粮油食品科技第14卷2006年第1期

解读燃料乙醇

解读燃料乙醇 解读燃料乙醇 张晓阳 能源是人类生存和发展的基本需求。随着社会经济的持续高速发展,用以支撑社会进步的一次性能源的代表--石油,已成为现代文明赖以生存的“血液”。然而,地球上的一次资源是有限的,并且已呈逐渐枯竭之势。据联合国能源组织多次评估,地球上的石油储量再有五十年左右大工业化开采将趋结束。我国的时间将更短,据专家预计只有三十年左右。能源短缺已是现代社会面临的一个重大问题。如果没有能源,人类生活就无从谈起,现代社会文明就无法继续。为了寻求替代能源,几十年来,人们做了不懈的努力。通过大量的研究、对比和实践,来寻找可方便制取并使用的可再生能源。近些年来,许多人都把目光又集中在传统产品乙醇上来。二十一世纪,燃料乙醇将会成为主要的新兴能源之一,将会逐步发展成为新能源的亮点,焕发出朝阳产业的无限生机。 一、对本世纪乙醇将形成新的基础产业的基本认识 1、乙醇是自然界难得的一种永远可再生的无限闭路循环的清洁物质。 乙醇和植物(包括粮食)一样,是太阳能的一种表现形式。自然界的植物通过光合作用,产生生产乙醇的基本原料,在乙醇的生产和消费过程中,又全部分解为植物光合作用的原料,周而复始,永无止境。用学术的话讲,植物光合作用的主要产物为六碳糖,六碳糖是纤维素和淀粉的基本分子。在生产乙醇的过程中,六碳糖中的两个碳转化为二氧化碳,四个碳转化为乙醇。乙醇做为能源经使用消费之后,又转化为四个二氧化碳回归自然界。这六个二氧化碳分子经光合作用,又原封再合成一个六碳糖,就这样永远闭路地在大自然界中循环。这一科学而又神奇的功能,决定了乙醇的可再生、资源丰、无污染特性。 另一方面,乙醇又是一个极具兼容功能的物质。它既卫生,又安全,广泛地应用于食品、饮料、医药、香精香料领域,渗透到了人们生活的各个方面。它又是一种优良的化工基本原料,从精细化工、有机化工到石油化工,都有它不可替代的广泛用途。同时,它又是一种难得的清洁、方便、安全的能源。所有这些特性,造就了乙醇理所应当地成为目前世界上可再生资源研究的重点方向。 2、乙醇未来的三大市场方向。 乙醇既是一种化工基本原料,又是一种新能源。尽管目前已有着广泛的用途,但仍是传统观念的市场范围。未来乙醇作为基础产业的市场方向将主要体现在三个方面:一是车用燃料,主要是乙醇汽油和乙醇柴油。这就是我们传统所说的燃料乙醇市场,也是近期的(10年内)容量相对于以后较小的市场(在我国约1000万吨/年)。美国政府已制定了一个大力发展燃料乙醇的计划,计划到2011年,将汽油中(不包括柴油)的燃料乙醇用量由每年15亿加仑(约450万吨)至少提高到44亿加仑(约1360万吨);二是作为燃料电池的燃料。在低温燃料电池诸如手机、笔记本电脑以及新一代燃料电池汽车等可移动电源领域具有非常广阔的应用前景,这是乙醇的中期市场(10-20年内)。乙醇目前已被确定为安全、方便、较为实用理想的燃料电池燃料。乙醇将拥有新型电池燃料30—40%的市场。市场容量至少是近期市场的5倍以上(主要是纤维原料乙醇);三是乙醇将成为支撑现代以乙烯为原料的石化工业的基础原料。在未来二十年左右的时间内,由于石油资源的日趋紧张,再加上纤维质原料乙醇生产的大规模工业化,成本相对于石油原料已具可竞争性,乙醇将顺理成章地进入石化基础原料领域。在我国的市场容量至少也在2000万吨/年以上。乙醇生产乙烯的技术目前就是成熟的,随着石油资源的日趋短缺和价格的上涨,乙醇将会逐步进入乙烯原料市场,很可能将最终取而代之。如果要做一个形象而夸张的比喻的话,二十世纪后半叶国际石油大亨的形象将在二十一世纪中叶为“酒精考验”的乙醇大亨所替代。

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。一般来源于制燃料乙醇各个工序中,要想妥善处理相关问题, 需要优化制造工艺,从源头解决;或是加强后续补救措施,解决废气废液的排放问题。 (一)源头处理方法 在生产过程中优化处理就是指在提高燃料制乙醇的液化效果,使得原料物质中所含有的 糖被全部利用。因为没有被完全利用的糖分会随着水解过程中产生的水排除,形成废液。并 且未被利用的糖也是一种资源浪费。通过对液化的温度、时间和工艺方法的优化,使得生物 发酵法进行连续发酵,提高燃料乙醇的制作效率。通过连续发酵法,把发酵罐之间的串联起来,使得总会有发酵反应进行。 优化蒸馏工序也是减少制燃料乙醇废气废液的办法之一,通过燃料乙醇直接加热气体的 方法,进行蒸馏后排出,这种方法既不环保,又造成资源浪费。需要优化蒸馏技术,通过差 压蒸馏,使得两边蒸馏塔中的压强有一定差异,使得负压塔能够排出二氧化碳等有害物质,

燃料乙醇工厂设计

题目燃料乙醇 学生姓名张洋学号1002021219 专业10生物(2)班班级20071133 指导教师廖湘萍 完成日期2011年6月21日

目录 摘要......................................................... .. (1) 引言......................................................... (2) 乙醇生产的意义及发展史.....................................................3—4 乙醇性质及质量指标与乙醇生产和原辅料保藏...........4—7

燃料乙醇 10生物二班张洋 摘要 燃料乙醇被广泛应用于食品、化工医药、染料、国防等行业。乙醇不仅可作为一种燃料,更是一种战略物资,世界上2/3的乙醇被用作燃料。发展乙醇不仅可以促进农业的可持续发展,并且可以作为清洁能源代替汽油或汽油添加剂,减少工业大气污染,保护环境,同时也可缓解原油进口的压力。 关键词:乙醇发酵工艺 Title Thesis Foreign Abstract Abstract Alcohol is widely used in the food, chemical medicine, dyes, defense and other industries. Alcohol not only can be used as a fuel, but also a strategic commodities, the world's 2 / 3 of alcohol to be used as fuel. Alcohol can not only promote the development of agriculture in sustainable development, and could serve as a clean energy instead of petrol or gasoline additives to reduce industrial air pollution, the protection of the environment, but also to ease the pressure on crude oil imports.

探索中国燃料乙醇发展之路(1)

探索中国燃料乙醇发展之路 在近年煤化工、能源替代、环保节能的投资热潮中,燃料乙醇无疑手持“尚方宝剑”,一则国家选定四家企业,并划定各自试点销售区域;二则每吨燃料乙醇国家补贴千元之多,且行业准入门槛也在不断提高。但是,随着燃料乙醇逐步市场化,国家的支持方式将进行转变,从成本加利润,到定额补贴,再到2008年底取消补贴,中国燃料乙醇将走怎样的发展之路???探索中国燃料乙醇发展之路????一、概述 燃料乙醇,是以玉米、小麦、薯类、甘蔗、甜菜等为原料,经发酵、蒸馏、脱水后而制得的无水乙醇。车用乙醇汽油(以下简称乙醇汽油),就是把燃料乙醇和汽油以一定比例混配而形成的一种汽车燃料,又称汽油醇。 (一)燃料乙醇是油品的优良品质改良剂,不是“油” 乙醇具有许多优良的物理和化学特性。燃料乙醇按一定比例加入汽油中,不仅是优良的油品质量改良剂,或者说是增氧剂,还是汽油的高辛烷值调和组分,因此,燃料乙醇不是简单作为替代油品使用的。? (二)乙醇汽油属于国际上通行的新配方汽油,是无铅汽油的升级换代产品? 汽油里加入10%的乙醇,油品的含氧量可达到3.5%,辛烷值(我国的汽油标号)可提高近3个标号,同时又降低了油品的芳烃含量,使油品的燃烧性能、动力性能和环保性能均得到了改善。尽管我国2000年才全面推广无铅汽油,2001年才在北京、上海、广州三市推广新配方汽油(添加MTBE的清洁汽油),但在国际上,无铅汽油早已被以MTBE及乙醇为添加剂的新配方汽油所代替。? 二、世界燃料乙醇产业发展现状 ?自巴西、美国率先于上世纪70年代中期大力推行燃料乙醇政策以来,加拿大、法国、西班牙、瑞典等国纷纷效仿,均已形成了规模生产和使用,1999年,美国燃料乙醇消费量约450万吨,2006年达到550万吨,巴西则更多,2005年消费量约970万吨,占全国汽油消费量的43%,2006年超过1000万吨。?美、巴等国推行燃料乙醇给国家带来巨大的综合收益,如刺激农业、维护粮价、完善能源安全体系、减少对石油依赖、节约外汇、增加就业、增加财政收入、改善燃油品质及大气环境质量等,均为世界所共认。目前,许多农业资源国如英国、荷兰、德国、奥地利、泰国、南非等国政府均已制定规划,积极发展燃料乙醇工业。 ?三、中国燃料乙醇产业发展现状 (一)概况 由于燃料乙醇在中国的推广使用还处在初级阶段,产销的各个环节政府行为色彩比较浓,离真正的市场化有很大距离。为了合理的利用资源,国家对燃料乙醇的立项投产非常谨慎,受到严格控制。2004年2月10日,八部委联合下发《车用乙醇汽油扩大试点方案》和《车用乙醇汽油扩大试点工作实施细则》,在我国部分地区开展车用乙醇汽油扩大试点工作。目前国内经过审批认可的已投产企业有四家:河南天冠燃料乙醇有限公司、吉林燃料乙醇股份有限责任公司、安徽丰原生物化工有限公司、黑龙江华润酒精有限公司。根据《车用乙醇汽油扩大试点工作

燃料乙醇生产技术

燃料乙醇生产技术 摘要: 生物乙醇是指通过微生物的发酵将各种生物质转化为燃料酒精。在能源安全问题日益突出、传统化石能源的消耗造成严重环境危害的形势下,生物燃料乙醇已经成为世界各国重点研究和推广的能源课题之一。经过几十年的研究与发展,生物燃料的生产技术发展迅速,而第一代与第二代生物燃料都是以乙醇为主,本文将大致介绍燃料乙醇的生产过程与相应技术。 关键词:生物质,燃料乙醇,原料,发酵,工艺,能源。 ABSTRACT Bio ethanol is refers through the fermentation of microorganism will be all kinds of biomass into fuel alcohol. On energy security issues have become increasingly prominent, the traditional fossil energy consumption caused serious harm to the environment situation, bio fuel ethanol has become one of the energy issue all over the world focus on the research and promotion of. After decades of research and development, production technology of bio fuel development is rapid, and the first and second generation biofuels are ethanol based, this paper will broadly introduce the production process of fuel ethanol and corresponding technology. Keywords: biomass, fuel ethanol, raw material, fermentation, technics, energy.

年产10000吨燃料乙醇工厂设计

目录 1. 引言........................................................... 错误!未定义书签。 . 总论....................................................... 错误!未定义书签。 . 项目建设目的和意义......................................... 错误!未定义书签。 . 产品需求初步预测........................................... 错误!未定义书签。 . 产品方案和拟建规模......................................... 错误!未定义书签。 . 工艺技术初步方案........................................... 错误!未定义书签。 . 主要原辅料、燃料、动力的供应 ............................... 错误!未定义书签。 . 建厂初步方案............................................... 错误!未定义书签。 . 环境保护................................................... 错误!未定义书签。 . 工厂组织和劳动定员......................................... 错误!未定义书签。 . 投资估算和资金筹措方案..................................... 错误!未定义书签。 . 经济效益和社会效益的初步估算 ............................... 错误!未定义书签。 . 结论与建议................................................. 错误!未定义书签。 2. 厂址选择....................................................... 错误!未定义书签。 . 厂址选择的目的与依据....................................... 错误!未定义书签。 . 厂址条件................................................... 错误!未定义书签。 3. 厂区总平面设计................................................. 错误!未定义书签。 . 厂区总平面设计的原则....................................... 错误!未定义书签。 . 厂区平面布置图............................................. 错误!未定义书签。 4. 生产工艺的设计................................................. 错误!未定义书签。 . 生产方案................................................... 错误!未定义书签。 . 工艺流程................................................... 错误!未定义书签。 . 工艺特点................................................... 错误!未定义书签。 5. 工艺计算....................................................... 错误!未定义书签。 . 物料衡算................................................... 错误!未定义书签。 全厂总物料衡算主要内容 ............................. 错误!未定义书签。 工艺技术指标及基础数据 ............................. 错误!未定义书签。 原料消耗计算....................................... 错误!未定义书签。 成品与发酵醪量的计算 ............................... 错误!未定义书签。 10000吨/年燃料乙醇工厂总物料衡算................... 错误!未定义书签。 . 热量衡算................................................... 错误!未定义书签。 热量衡算........................................... 错误!未定义书签。 水平衡............................................. 错误!未定义书签。 耗电量计算......................................... 错误!未定义书签。 6. 设备计算与选型................................................. 错误!未定义书签。 . 酒精生产主要设备的选择..................................... 错误!未定义书签。 . 10000吨/年燃料乙醇设备一览表............................... 错误!未定义书签。 7. 生产车间平面布置............................................... 错误!未定义书签。 . 生产车间工艺设计........................................... 错误!未定义书签。 . 生产车间非工艺设计......................................... 错误!未定义书签。 . 车间设计对卫生的要求....................................... 错误!未定义书签。 8. 工厂组织与劳动定员............................................. 错误!未定义书签。

燃料乙醇的发展前景

燃料乙醇的发展前景 当前,正值国际油价上涨、能源紧张时期,各国政府都在大力发展和推广生物能源。日前,全球著名咨询机构科尔尼公司发布的《中国燃料乙醇产业现状与展望--产业研究白皮书》显示,目前我国燃料乙醇产业存在一定问题,主要表现为成本过高、生产效率偏低。对此,业内专家和企业家表示,目前我国燃料乙醇产业面临资源短缺和相关政策不明朗的问题。 十一五期间,我国将生产600万吨生物液态燃料,其中燃料乙醇500万吨。日前,国家发改委的一位官员介绍,8年前我国上马燃料乙醇项目,意在解决过剩陈化粮问题。经过1999-2005年的不懈努力,国家首批4家燃料乙醇定点生产企业已完成规划建设的102万吨产能,基本实现了十五提出的拉动农业、保护环境、替代能源三大战略目标。 粮食安全成瓶颈 目前我国是继巴西、美国之后全球第3大生物燃料乙醇生产和消费国。据悉,随着燃料乙醇的逐步推广,我国以陈化粮为原料的燃料乙醇产量从2003年的7万吨一路飙升至2006年的132万吨,如果按每3.3吨玉米产1吨燃料乙醇折算,仅2006年就消耗玉米436万吨。然而,近期作为燃料乙醇主要原料的玉米正处于供不应求状态,玉米库存的骤减使国内玉米价格猛涨,燃料乙醇出现与民争食的隐患,保障国家粮食安全成为摆在政府面前的严峻课题。业内专家分析,我国人口众多,人均耕地少,用大量粮食生产燃料乙醇必然要和人争食、争土地,造成人类生存空间越来越小,不符合我国国情。 针对部分地区发展生物乙醇燃料的过热倾向和盲目势头,2006年12月,国务院下发了《国家发展改革委关于加强玉米加工项目建设管理的紧急通知》及《国家发展改革委、财政部关于加强生物燃料乙醇项目建设管理,促进产业健康发展的通知》,要求各地不得盲目发展玉米加工乙醇燃料,同时对玉米加工项目进行清理。从这两个通知可以看出,坚持非粮为主是根本,是今后中十一'国生物燃料乙醇的发展方向。国家出台的《生物燃料乙醇及车用乙醇汽油. 五'发展专项规划》以及相关的产业政策也明确提出因地制宜,非粮为主的原则。实践证明,以粮食为原料生产燃料乙醇不符合国情,探索非粮能源资源是大势所趋。目前燃料乙醇发展规模处于前列的巴西是用甘蔗生产燃料乙醇,美国是用玉米生产燃料乙醇。但我国不具备大规模使用甘蔗或玉米的条件,随着政策限制玉米加工项目的上马,业界必须寻找玉米以外的生物质资源来生产燃料乙醇。 其实,不仅玉米可以生产乙醇,某些纤维质类原料也同样可以生产乙醇。有关专家指出。据介绍,纤维质原料主要包括草、红薯等作物及秸秆、农作物壳皮、树枝、落叶、林业边脚余料等。用非粮原料生产燃料乙醇具有重要性和可行性,既不与粮食和其他有关国计民生的作物争地、争水,且单位面积产出率高。但是,目前在我国用这些原料生产乙醇燃料还存在原材料大规模收集和运输的问题,且纤维素生产燃料乙醇的技术还有待完善。 政策尚不明朗

我国燃料乙醇生产技术的现状与展望

收稿:2007年6月  3通讯联系人 e 2mail :yuegj @https://www.360docs.net/doc/a26295445.html, 我国燃料乙醇生产技术的现状与展望 岳国君3  武国庆 郝小明 (中粮集团有限公司生化能源事业部 北京100080) 摘 要 概述了目前国内外燃料乙醇产业现状。结合我国中粮生化能源(肇东)有限公司燃料乙醇装 置,重点介绍了我国目前的燃料乙醇生产工艺技术水平、特点以及与国外的差距。本文从提高燃料乙醇生产技术水平、降低生产成本、寻找廉价非粮原料和开发新生产工艺等几个方面,对燃料乙醇生产技术的发展作了展望。 关键词 燃料乙醇 生产技术 玉米 非粮原料中图分类号:TK 6;S216.2 文献标识码:A 文章编号:10052281X (2007)07Π821084207 The Status Quo and Prospects of Fuel Ethanol Process Technology in China Yue Guojun 3  Wu Guoqing Hao Xiaoming (Bio 2chemical and Bio 2energy Division ,China National Cereals ,Oils ,F oodstu ffs Im port , Export C orporation Limited ,Beijing 100080,China ) Abstract The status quo of fuel ethanol industry in the w orld is reviewed.In this paper ,referring to the present production situation of fuel ethanol plants ,owned by C OFC O limited ,at Zhao Dong City in Heilongjiang Province ,the corn ethanol process technology in China is highlighted.The difference of corn ethanol process technology between domestic and abroad is com pared.Additionally ,the processing technology of fuel ethanol in China using non 2grain feeds ocks such as cassava ,s orghum and cellulose have been em phasized.The future development of fuel ethanol technology is als o discussed based on im provement of the fuel ethanol processing technology ,reduction of the fuel ethanol high cost ,and exploitation of new processing technology using cheap feedstocks. K ey w ords fuel ethanol ;process technology ;corn ,non 2grain feeds ocks 近年来,随着我国经济的高速发展,社会与经济可持续发展所面临的能源、环境、农业等问题将日益凸显,而借鉴国外经验,推广使用乙醇汽油是国家着力缓解能源、环境、农业问题的一项战略性举措。目前国内各地拟建燃料乙醇项目积极性高涨,但产业发展面临着提高产业技术发展水平,降低生产成本,开发非粮原料,研究新的生产工艺等诸多挑战。 1 燃料乙醇产业的国内外发展现状 1.1 国外发展现状 目前世界上已有近20个国家推广使用乙醇汽 油,推广使用乙醇汽油状况最好的国家是巴西和美国。巴西是世界上唯一不使用纯汽油作为汽车燃料的国家。巴西从1975年开始实施“燃料乙醇计划”,以甘蔗为原料生产燃料乙醇。1975—1989年政府为发展燃料乙醇项目投资了4912亿美元,提高了生产燃料乙醇各个环节的效率,技术的发展使巴西燃料乙醇生产成本在世界上最低,约合每升0120—0121 美元,具有很强的市场竞争力[1,2] 。至2001年巴西政府取消了对燃料乙醇的补贴,完全实现了商业化。美国推广玉米乙醇汽油近30年,2006年燃料乙醇产量首次超过巴西(1380万吨),达到 第19卷第7Π8期2007年8月 化 学 进 展 PROG RESS I N CHE MISTRY Vol.19No.7Π8  Aug.,2007

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