秸秆制生物乙醇

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秸秆生产乙醇的化学方程式

秸秆生产乙醇的化学方程式

秸秆生产乙醇的化学方程式【实用版】目录1.秸秆生产乙醇的背景和意义2.秸秆生产乙醇的化学方程式3.秸秆生产乙醇的优缺点4.我国秸秆生产乙醇的发展现状和前景正文1.秸秆生产乙醇的背景和意义随着我国经济的快速发展,能源问题日益突出,而乙醇作为一种可再生能源,在我国的应用前景十分广阔。

秸秆作为农业生产的废弃物,具有广泛的来源和低成本的优势,将其转化为乙醇不仅可以解决能源问题,还能减少农业废弃物的污染,提高农业资源利用率。

2.秸秆生产乙醇的化学方程式秸秆生产乙醇的主要过程是生物发酵法,其化学方程式如下:纤维素 (C6H10O5)n →葡萄糖 (C6H12O6) →乙醇 (C2H5OH) + CO2其中,纤维素是秸秆的主要成分,通过生物发酵过程中的酶解作用,转化为葡萄糖,再经过酵母发酵,最终生成乙醇和二氧化碳。

3.秸秆生产乙醇的优缺点优点:- 秸秆作为农业废弃物,来源广泛,成本低廉,具有可持续性。

- 乙醇作为可再生能源,对减少石油资源消耗,缓解能源危机具有积极意义。

- 乙醇具有较好的环保性能,可降低汽车尾气排放,减少空气污染。

缺点:- 秸秆中含有的杂质较多,需要经过多道工序处理,生产成本较高。

- 乙醇的热值较低,作为燃料使用时,其行驶里程较短。

- 乙醇的生产和储存技术要求较高,对设备和条件有一定要求。

4.我国秸秆生产乙醇的发展现状和前景我国是农业大国,秸秆资源丰富,近年来,政府加大了对秸秆资源化利用的支持力度,秸秆生产乙醇产业得到了快速发展。

然而,由于技术、资金等多方面原因,我国秸秆生产乙醇产业仍处于初级阶段,距离大规模商业化应用还有一定距离。

玉米秸秆为原料燃料乙醇制备的关键问题研究

玉米秸秆为原料燃料乙醇制备的关键问题研究

玉米秸秆为原料燃料乙醇制备的关键问题研究一、本文概述Overview of this article随着全球能源需求的日益增长和化石燃料的日益枯竭,寻找可再生、环保的替代能源已成为科研和工业领域的重点。

乙醇作为一种清洁、高效的能源,具有广泛的应用前景,尤其在生物燃料领域。

玉米秸秆,作为一种农业废弃物,具有来源广泛、可再生、可降解等优点,因此,以其为原料制备燃料乙醇具有重要的实践意义和理论价值。

With the increasing global energy demand and the depletion of fossil fuels, finding renewable and environmentally friendly alternative energy sources has become a focus in scientific research and industrial fields. Ethanol, as a clean and efficient energy source, has broad application prospects, especially in the field of biofuels. Corn stover, as an agricultural waste, has advantages such as wide sources, renewability, and biodegradability. Therefore, using it as a raw material to prepare fuel ethanol has important practical significance and theoretical value.本文旨在探讨以玉米秸秆为原料制备燃料乙醇的关键问题,包括原料的预处理、酶解过程优化、乙醇发酵工艺改进以及产物的提纯和精制等。

秸秆生产乙醇的化学方程式

秸秆生产乙醇的化学方程式

秸秆生产乙醇的化学方程式秸秆是农作物的废弃物,如玉米秸秆、稻秆、小麦秸秆等。

利用秸秆来生产乙醇可以解决农作物废弃物污染环境的问题,并且乙醇是一种可再生的能源,能够替代化石燃料,对减少二氧化碳排放和改善环境有积极的影响。

秸秆生产乙醇的化学方程式可以分为两个步骤:预处理和发酵。

首先从预处理开始。

1.初步处理:将秸秆粉碎,并将其与水混合,调节pH值并加入酶解剂,使其溶解。

C6H10O5(纤维素)+ H2O → C6H12O6(葡萄糖)2.酸处理:在适当的温度和压力下,加入强酸(如硫酸)进行酸处理,破坏纤维素的结构,使其更容易被发酵。

C6H12O6(葡萄糖)+ H2SO4 → 3C2H5OH(乙醇)+ 3CO2(二氧化碳)接下来是发酵过程。

3.酵母发酵:将酸处理后的混合物进行发酵,加入酵母菌,酵母菌通过呼吸作用将葡萄糖转化成乙醇和二氧化碳。

C6H12O6(葡萄糖)→ 2C2H5OH(乙醇)+ 2CO2(二氧化碳)综上所述,秸秆生产乙醇的化学方程式为:C6H10O5(纤维素)+ H2O → C6H12O6(葡萄糖)C6H12O6(葡萄糖)+ H2SO4 → 3C2H5OH(乙醇)+ 3CO2(二氧化碳)C6H12O6(葡萄糖)→ 2C2H5OH(乙醇)+ 2CO2(二氧化碳)以上是乙醇生产的主要化学方程式,其中涉及到纤维素的水解和酸处理以及葡萄糖的发酵。

这个过程中主要产物是乙醇和二氧化碳,乙醇可以用作生物燃料和工业原料,而二氧化碳则可以收集并进行回收利用,以减少环境污染。

然而,生产乙醇的过程涉及多个步骤,具体环境条件和使用的酵母菌种类等因素会影响到乙醇的产率和纯度,所以上述化学方程式只是简单的示意,实际生产过程中还需要考虑更多的因素,并进行优化和改进。

生物乙醇

生物乙醇

生物乙醇概述生物乙醇是以富含淀粉,糖分的生物质为原料通过发酵和蒸馏提纯制得的乙醇,属于可再生资源。

生物质原料包括玉米,高粱,小麦,大麦,甘蔗,甜菜,土豆等含糖类和淀粉的农作物。

此外城市垃圾,甘蔗渣,小树干,木片碎屑等纤维质原料也可用来生产生物乙醇。

目前生物乙醇主要来自于谷物粮食发酵,该工艺生产技术已经相当成熟,但生产成本较高,且受到粮食安全等社会因素的制约。

生物乙醇最廉价的智取途径是废弃的农作物秸秆发酵。

生物乙醇可以单独或与汽油混配制成乙醇汽油作为汽车燃料。

汽油掺乙醇有两个作用:一是乙醇辛烷值高达115,可以取代污染环境的含铅添加剂来改善汽油的防爆性能;二是乙醇含氧量高,可以改善燃烧,减少发动机内的碳沉淀和-氧化碳等不完全燃烧污染物排放。

同体积的生物乙醇汽油和汽油相比,燃烧热值低30%左右,但因为只掺入10%,热值减少不显著,而且不需要改造发动机就可以使用。

全球现在使用生物乙醇做成ETBE(乙基叔丁基醚--一种性能优良的高辛烷值汽油调和组分)替代MTBE(甲基叔丁基醚),通常以5~15%的混合量在不需要修改/替换现有汽车引擎的状况下加入;有些时候ETBE也以替代铅的方式加入汽油中,以提高辛烷值而得到较洁净的汽油;也可以完全替代汽油使用为输送燃料。

目前世界上使用乙醇汽油的国家主要是美国、巴西等国。

在美国使用的是E85乙醇汽油,即85%的乙醇和15%的汽油混合作为燃料,而美国是用甘蔗和玉米来生产乙醇的,这种E85汽油的价格与性能与常规汽油相似。

我国化石资源相对缺乏,必须大力发展生物乙醇燃料。

一方面,我国面临能源短缺的压力。

2009年中国的石油对外依存度突破51.2%,到2020年中国石油需求量将高达4.5亿吨,其中2.5亿吨来自进口。

近年国际油价大幅飙升,对中国经济造成了影响,利用可再生资源发展生物乙醇,可以部分替代常规能源,有效缓解能源短缺。

另一方面,发展燃料乙醇是调整我国农业结构,提高农民收入的有效手段。

秸秆做乙醇面临三大挑战

秸秆做乙醇面临三大挑战

秸秆做乙醇面临三大挑战目前,国内由于玉米价格上涨而导致肉、蛋等食品价格过度上涨的严峻现实,使人们对要限制粮食乙醇盲目发展这一点有了进一步的认识。

针对有人把发展生物质乙醇的原料寄希望于秸秆等纤维素原料的说法,近日出席北京科博会中国能源战略高层论坛的一些专家表示了不同的看法。

中国工程院院士、清华大学教授倪维斗和国家发改委能源研究所可再生能源发展中心主任王仲颖等专家认为,现在有一种说法,是想用秸秆及其他纤维素来制造乙醇。

但这还是有问题。

一是技术问题。

这一技术还没有成功,能不能搞成还很难说。

去年美国总统说要凭借美国的技术实力,在6年之内攻克纤维素制乙醇技术。

但据最近我们与美国研究能源的人士了解,20年来美国政界人士至少已说过四五次这样的豪言壮语了,但纤维素制乙醇技术还是一直没有攻克,这次恐怕也悬。

二是污染问题。

纤维素制乙醇是通过水解、生物发酵来进行的,生产过程中要产生大量的废水。

纤维素乙醇生产过程中产生的污染,比目前造纸的污染要严重。

造纸是1吨纤维素可以造1吨纸,而生产1吨乙醇却要消耗四五吨纤维素,多消耗就要多排放。

现在国内搞纤维素乙醇,切不能重蹈过去发展造纸导致环境污染的覆辙。

三是成本问题。

即使纤维素制乙醇技术过关了,也难过成本关。

还是与造纸产业比较,1吨秸秆可以造1吨纸,四五吨秸秆才能制1吨乙醇,而1吨纸与1吨乙醇的销价大体差不多,原料成本却差了四五倍。

现在国内造纸产业都不愿用秸秆为原料,主要是因为原料的大规模收集与运输的费用过高,难道燃料乙醇用秸秆为原料能过成本关?专家们认为,比较科学和经济的办法是提倡秸秆还田,增加土地的有机质,减少氮肥的使用,改善耕地质量。

农业专家的研究表明,我国耕地增碳减氮的问题亟待解决。

多余的秸秆,应该就地加工,生产沼气、颗粒燃料等,这类燃料燃尽率高,使用方便,污染小,是解决广大农村燃料问题的有效途径。

这样,可以把目前农村普遍低效使用的煤替换出来,用于高效、低污染的大型电力、化工企业作原料和燃料。

利用生物质生产乙醇的方法及其工艺流程

利用生物质生产乙醇的方法及其工艺流程

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农作物秸秆生产燃料乙醇项目可行性研究报告

农作物秸秆生产燃料乙醇项目可行性研究报告

目录一、项目概述 (1)二、技术的可行性分析 (3)1、秸杆燃料乙醇生产技术现状 (3)2、生产技术概述 (6)(1)原料 (7)(2)预处理 (7)(3)纤维素酶及酶水解 (9)(4)发酵 (10)(5)蒸馏、脱水和变性 (11)(6)污水处理 (11)三、我场秸杆资源分析 (12)四、项目建设的技术方案 (14)五、项目的经济分析 (16)六、存在的问题 (19)七、项目建议 (20)一、项目概述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,地球上的一次能源是有限的、不可再生的,并且已呈逐渐枯竭之势。

据联合国能源组织多次评估,再过50年左右,地球上的石油储量大工业化开采将趋结束。

能源短缺已是现代社会面临的一个重大问题.为了寻求替代能源,几十年来,人们做出了不懈努力,通过大量的研究、对比和实践,来寻找可方便制取、使用的可再生能源。

近些年来,世界将目光集中到生物燃料乙醇上来。

我国对生物燃料乙醇发展特别谨慎。

在2008年6月召开的全球粮食安全高级别会议上,我国表示:将坚持走有中国特色的生物能源发展道路,坚持“不与人争粮、不与粮争地”的原则,严格控制用玉米、油料等粮油产品生产生物燃料,坚持充分利用秸秆、畜禽粪便等农业农村废弃物发展生物质能源。

农村废弃物如稻草、玉米秸秆、麦秸、蔗渣及森林工业副产品等具有来源丰富,品种多,再生时间短等优点.目前没有得到充分利用,而且常常造成环境污染。

据统计,全世界每年可生产生物质2200×108t,相当于目前世界能源消耗的8~10倍。

我国纤维素类可再生资源非常丰富,仅农作物的秸秆就有7×108 t。

因此,如何成功地开发这一资源作为液体燃料,已成为世界各国普遍重视的研究课题。

乙醇是来自可再生资源的最有发展前景的液体燃料,但目前生物法生产的乙醇还主要来自糖类和淀粉发酵,面对世界人口的急剧膨胀和粮食短缺,用粮食生产酒精的发展将受到限制。

玉米秸秆提取酒精

玉米秸秆提取酒精

高油价催生燃料乙醇秸秆能源化效益巨大面对能源的紧缺,石油的涨价,世界上很多国家都在探索解决之道。

2000年,安徽丰原集团有限公司(以下简称丰原集团)就着手在高回收、低成本的发酵工艺方面成功探索利用玉米、薯类等生物质进行深加工,以替代石油产品的生产技术。

现在,我国很多地方都已经开始将玉米生产的燃料乙醇,以10%的比例直接混合到汽油中使用。

丰原集团在燃料乙醇生产中,与大连理工大学一起研制出世界最先进的自絮凝沉降颗粒酵母发酵生产工艺,使生产成本大大降低。

国家发展和改革委员会决定用燃料乙醇替代石油百万吨试点项目开始后,丰原集团占据40%份额。

去年,丰原集团燃料乙醇的产能已达44万吨。

新技术的重大突破走进丰原集团发酵技术国家工程研究中心,记者看到技术人员正在紧张地忙碌着,农作物的秸秆经粉碎、发酵,再经分离、提纯后就成了乙醇。

该中心副主任、丰原集团副总工程师宋家林告诉记者,丰原集团以玉米、薯类等生物质为原料生产的燃料乙醇、乙烯等产品均已进入市场并获得良好效益,利用农产品精深加工全面替代石油产品的许多关键技术已取得重大突破,并已经建成产业化项目,效益可观。

据介绍,目前利用秸秆生产乙醇的中试装置已投产,年产乙醇300吨。

石油是应用最为广泛的能源。

我国2004年进口原油1.2亿吨,比上年增加4.8%。

2010年石油需求量将达4亿吨,而国内供给能力最大为1.7亿吨。

用玉米、薯类等加工石油产品替代品,即用生物化工开发可再生的生物能源和生物化工产品,是各国应对能源危机的一条重要思路。

丰原集团经过长期研究和市场跟踪,认为如果原油价格不低于35美元/桶、玉米价格不高于1400元人民币/吨,用玉米加工转化替代石油产品就有利可图。

现在,我国玉米年产量近1.2亿吨,其中8000万吨没有加工转化直接用作饲料,所以,完全可以扩大替代石油的加工转化力度。

用3000万吨玉米生产的乙醇,可替代1000万吨汽油;用3000万吨玉米可生产550万吨乙烯,相当于目前中石化、中石油两个公司年生产能力的总和。

秸秆生产乙醇的化学方程式

秸秆生产乙醇的化学方程式

秸秆生产乙醇的化学方程式
乙醇是一种广泛应用于化工、医药和饮料等领域的有机化合物。

近年来,随着对可再生能源的需求不断增加,利用秸秆等农业废弃物生产乙醇引起了人们的广泛关注。

本文将介绍秸秆生产乙醇的化学方程式及反应过程。

首先,我们需要了解秸秆生产乙醇的化学方程式。

秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。

通过水解、发酵等化学反应,可以将其转化为乙醇。

化学方程式如下:
(1) 水解反应:纤维素+ 3H2O → 葡萄糖
(2) 葡萄糖发酵反应:葡萄糖→ 乙醇+ CO2
接下来,我们来详细了解一下这两个反应过程。

首先是水解反应。

在酸性条件下,纤维素与水发生水解反应,生成葡萄糖。

这是一个多步反应过程,通常需要添加催化剂,如酸、酶等,以提高反应速率和转化率。

然后是葡萄糖发酵反应。

在无氧条件下,葡萄糖经过发酵过程,转化为乙醇和二氧化碳。

这一过程主要依赖于微生物的作用,如酵母菌等。

通过控制发酵条件,如温度、pH 值、营养物质等,可以优化乙醇的产量和纯度。

最后,我们来看一下乙醇的应用。

乙醇在化工、医药和饮料等领域具有广泛的应用前景。

在化工领域,乙醇可用于生产乙醛、乙酸、乙烯等化学品;在医药领域,乙醇可作为溶剂、消毒剂等;在饮料领域,乙醇是酒精饮料的主要成分。

总之,利用秸秆生产乙醇是一种具有前景的可再生能源生产方式。

通过水解、发酵等化学反应,可以将秸秆转化为乙醇。

秸秆生产乙醇

秸秆生产乙醇

秸秆发酵生产乙醇工艺介绍-----------------------叶金鑫(安徽水利水电职业技术学院资源与环境工程系安徽合肥 231603)摘要:秸秆是丰富的可再生资源,主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。

木质纤维原料作为一种可转化为液体燃料的可再生资源,其转化利用已成为必然趋势。

木质纤维是廉价易得、来源丰富的可再生资源和能源。

通过相关的生物转化手段可以生产乙醇部分代替石油,不仅有利于环境保护和资源再利用,而且还可以减少温室气体的排放和缓解化石能源的危机,这也是世界整个能源发展的方向。

本文综述了植物秸秆通过生物生产的方法制得乙醇的生产工艺。

关键词:秸秆;木质纤维;生物发酵;乙醇Straw fermentation to produce ethanol technology is introducedYangZhenWei, YeJinXin, XuJinMei(anhui water conservancy and hydropower institute of technology of profession of resources and environmental engineering anhui hefei 231603)Summary:Straw is rich in renewable resources, mainly fromcellulose and a half of cellulose and lignin。

Wooden fiber raw materials as a can be converted into the liquid fuel renewable resource, the transformation use has become an inevitable trend。

Wooden fiber is easy cheap renewable resource rich source and energy through the related biological transformation method can produce ethanol instead of oil, is not only beneficial to the part of the protection of the environment and resources, and can reuse the emission of greenhouse gases and ease the crisis of fossil energy。

秸秆制乙醇的工艺设备

秸秆制乙醇的工艺设备

秸秆制乙醇的工艺设备秸秆是农作物生产中产生的一种生物质资源,利用秸秆制造乙醇是一种可持续的能源生产方式。

本文将介绍秸秆制乙醇的工艺设备,以及相关的工艺流程。

一、秸秆制乙醇的工艺设备秸秆制乙醇的工艺设备主要包括秸秆处理设备、发酵设备和蒸馏设备。

1. 秸秆处理设备秸秆处理设备主要用于将秸秆进行粉碎、破碎和预处理,使得秸秆能够更好地进行发酵。

常见的秸秆处理设备有秸秆粉碎机、秸秆破碎机和秸秆预处理设备。

2. 发酵设备发酵设备主要用于将预处理后的秸秆与发酵菌种进行混合发酵,产生乙醇。

常见的发酵设备有发酵罐、发酵桶和发酵釜。

3. 蒸馏设备蒸馏设备主要用于将发酵产生的乙醇与水进行分离,获得纯度较高的乙醇。

常见的蒸馏设备有蒸馏塔、蒸馏柱和蒸馏装置。

二、秸秆制乙醇的工艺流程秸秆制乙醇的工艺流程主要包括秸秆处理、发酵和蒸馏三个步骤。

1. 秸秆处理将采集到的秸秆进行粉碎、破碎和预处理,以增加秸秆的表面积,便于发酵菌种的附着和生长。

2. 发酵将预处理好的秸秆与发酵菌种进行混合,放入发酵设备中进行发酵。

在适宜的温度和湿度条件下,发酵菌种会分解秸秆中的纤维素和半纤维素,产生乙醇和二氧化碳。

3. 蒸馏发酵产生的乙醇与水混合在一起,需要通过蒸馏设备进行分离。

蒸馏过程中,乙醇的沸点较低,可以利用乙醇和水之间的沸点差异将乙醇蒸馏出来,得到纯度较高的乙醇。

三、秸秆制乙醇的优势和挑战秸秆制乙醇相比传统的能源生产方式具有以下优势:1. 利用农作物秸秆等废弃物资源,减少了对传统能源的依赖。

2. 乙醇是一种可再生能源,对环境影响较小。

3. 秸秆制乙醇可以有效解决农作物秸秆的处理问题,减少了农田的污染。

然而,秸秆制乙醇也面临一些挑战:1. 秸秆的收集和运输成本较高,限制了规模化生产的实施。

2. 秸秆的成分复杂,对发酵菌种的选择和控制提出了较高的要求。

3. 秸秆制乙醇的工艺还需要不断改进和优化,以提高乙醇的产量和纯度。

秸秆制乙醇是一种可持续的能源生产方式,利用秸秆处理设备、发酵设备和蒸馏设备可以将秸秆转化为乙醇。

生物质制备生物乙醇实验报告

生物质制备生物乙醇实验报告

生物质制备生物乙醇实验报告一、实验目的本次实验旨在研究利用生物质转化为生物乙醇的方法和过程,探索提高乙醇产量和纯度的条件,为生物质能源的开发和利用提供实验依据。

二、实验原理生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。

通过预处理、水解和发酵等步骤,可以将生物质中的碳水化合物转化为可发酵糖,进而发酵生成乙醇。

预处理阶段通常采用物理、化学或生物方法,破坏生物质的结构,提高后续水解的效率。

水解过程可以使用酸或酶将纤维素和半纤维素分解为葡萄糖和其他单糖。

发酵则是利用微生物(如酵母)将糖转化为乙醇和二氧化碳。

三、实验材料与设备(一)实验材料1、生物质原料:玉米秸秆2、化学试剂:硫酸、氢氧化钠、纤维素酶、酵母等3、培养基:YEPD 培养基(酵母提取物、蛋白胨、葡萄糖)1、粉碎机2、高压灭菌锅3、恒温培养箱4、离心机5、气相色谱仪6、 pH 计7、移液器四、实验步骤(一)生物质预处理将玉米秸秆洗净、晾干,用粉碎机粉碎至一定粒度。

称取一定量的粉碎秸秆,加入适量的硫酸溶液,在一定温度和时间下进行预处理,以去除木质素和半纤维素。

预处理后的物料用氢氧化钠溶液中和至中性,然后过滤、洗涤,得到预处理后的生物质。

(二)水解反应将预处理后的生物质放入反应容器中,加入适量的纤维素酶和缓冲溶液,在一定温度和 pH 值下进行水解反应。

反应过程中定期搅拌,并监测葡萄糖浓度的变化。

水解反应结束后,将反应液离心,取上清液用于后续发酵。

将水解得到的上清液转移至发酵罐中,接入适量的酵母种子液,在一定温度和 pH 值下进行发酵。

发酵过程中定期搅拌,并监测乙醇浓度和残糖含量的变化。

发酵结束后,将发酵液离心,取上清液进行乙醇含量的测定。

(四)乙醇含量测定采用气相色谱仪测定发酵液中的乙醇含量。

色谱条件为:色谱柱为DBWAX 柱,柱温为 60℃,进样口温度为 200℃,检测器温度为 250℃,载气为氮气,流速为 10 mL/min。

五、实验结果与分析(一)预处理结果经过硫酸预处理后,生物质的结构明显破坏,木质素和半纤维素的含量降低,纤维素的相对含量提高。

秸秆制取生物乙醇的流程

秸秆制取生物乙醇的流程

秸秆制取生物乙醇的流程英文回答:Bioethanol Production from Agricultural Residues.Bioethanol is a renewable fuel produced from plant biomass. It is a promising alternative to fossil fuels, asit is sustainable and has a lower carbon footprint. Agricultural residues, such as corn stover and wheat straw, are potential feedstocks for bioethanol production.The process of bioethanol production from agricultural residues involves several steps:1. Pretreatment: The agricultural residues arepretreated to make them more accessible to enzymes. Thiscan be done using physical, chemical, or biological methods.2. Enzymatic hydrolysis: The pretreated residues are mixed with enzymes that break down the cellulose andhemicellulose into sugars.3. Fermentation: The sugars are fermented by yeast to produce ethanol.4. Distillation: The ethanol is distilled to separate it from the other products of fermentation.5. Dehydration: The ethanol is dehydrated to remove any remaining water.中文回答:秸秆制取生物乙醇的流程。

利用秸秆生产乙醇可行性分析

利用秸秆生产乙醇可行性分析

秸杆生产乙醇的可行性分析秸杆是一种可再生的自然能源资源,也是可以“合理永续地利用自然资源”,它不仅能缓解商品能源的短缺和供给高效饲料,而且有利于农业科技的全面推行和生物质的综合利用,对农村经济可持续进展和生态环境的保护起到乐观的作用。

秸杆能源化工程,可以提高综合利用率,大幅度地提高能源的干净质量,解决了秸杆过剩造成的任凭燃烧问题,是实现经济、社会、能源、生态、环境协调进展的有效途径。

秸杆的主要成分是木质纤维素。

是纤维素、半纤维素和木质素混合在一起的材料。

用木质纤维素作为糖源生产燃料酒精,目前糖的利用和转化率还很低,通常只有百分之十几。

在秸秆中纤维素、半纤维素和木质素通过共价键或非共价键严密结合而成的木质纤维,占秸杆总重量的约70-90%左右。

植物中三者各占的比例随不同来源的植物或植物的不同局部而有所区分,或许的比例数字为:纤维素 30-50%;半纤维素 20-35%;木质素 20-30%; 灰份 0-15%。

其实纤维素的非结晶构造是很简洁被打破的,它可以完全降解成葡萄糖,后者是发酵乙醇的原料。

目前患病的主要问题是,纤维素的结晶构造难以被破坏,致使人们无法完成后续处理。

纤维素和半纤维素被难以降解的木质素包裹,使得纤维素酶和半纤维素酶无法接触底物,这构成了木质纤维素利用的重大障碍。

只有经过有效的预处理方法,破坏了木质纤维素的高级构造,实现纤维素酶和半纤维素酶对纤维素的可及性,才能使木质纤维素作为自然界里最大宗的资源,像淀粉一样被人和动物完全利用。

纤维素被纤维素酶水解的反响通常又称为糖化反响,水解的主要产物是单糖。

植物细胞壁中,纤维素被半纤维素和木质素通过物理和化学作用所包裹,不利于纤维素酶对纤维素的进攻。

木质素是由苯基丙烷聚合而成的一种非多糖物质。

由芳香烃的衍生物以-C-C-键、-O-键纵横交联在一起,其侧链又与半纤维素以共价键结合,形成一个格外致密的网络构造,将纤维素紧紧包裹在里面。

所以,要彻底降解纤维素,必需首先降解木质素。

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论生物乙醇的可行性
1.传统能源问题
目前世界主要能源是石油,而石油产品在其生产和使用过程中对人类本身以及整个全球环境的危害是巨大的,包括对全球气候的影响。

以石油产品之一的汽油为例来说,其在燃烧过程中释放的大量汽车尾气中含有150~200种不同的化合物,主要有害成分为:未燃烧或燃烧不完全的CH、NOx、CO、CO2、SO2、H2 S以及微量的醛、酚、过氧化物、有机酸和含铅、磷汽油所形成的铅、磷污染物等。

其中: CH、NOx 是产生光化学烟雾的污染源。

发生在20世纪60年代,令世人注目的洛杉矶烟雾正是汽车尾气所造成的空气污染的典型实例。

酸性气体SO2、NOx 经过云内成雨过程还会导致酸雨的形成,而CO2是最重要的温室气体,对地球环境造成了一系列的连锁反应。

有调查表明:中国城市中10. 45%的儿童血铅水平超标,而儿童通过呼吸从大气中摄入的铅有50%是来自于汽车尾气。

与此同时,明显上升的呼吸系统疾病发病率及不断增加的肺心病和肺癌患者死亡率与严重的大气污染密不可分。

这正是石化燃料在其生产使用过程中所引起的空气污染向人类自身健康亮出的黄牌警示。

因此近年来,全球各国出于加强能源安全、减少温室气体排放和促进农业发展等多方面的考虑,积极鼓励生物液体燃料发展。

随着生物乙醇发展规模的迅速扩大,其发展对农产品价格、粮食安全与环境等方面的影响开始凸显,并引起了各国政府和学术界的广泛关注。

2.秸秆的结构及可现状
综合我国国情,作为一个农业生产大国,农作物秸秆是一种宝贵的可再生资源。

农作物秸秆是籽实收获后剩留下的含纤维成分很高的作物残留物,包括禾谷类、豆类、薯类、油料类、麻类、以及棉花、甘蔗、烟草、瓜果等多种作物的秸秆,是农作物的主要副产品, 是自然界中数量极大且具有多种用途的可再生生物质资源。

秸秆蛋白质含量约为5%,纤维素含量在30%左右,还含有一定量的钙、磷等矿物质。

据联合国环境规划署报道,世界上种植的农作物每年可提供各类秸秆约20 亿t, 我国农作物秸秆年产量为7 亿t左右,列世界之首,折合标准煤量3. 53 亿t,占全世界秸秆总量的30% 左右。

我国每年农作物秸秆资源量约占生物质资源量的近一半。

3.我国对秸秆处理的现状
农作物秸秆是一种宝贵的可再生资源,但是长期以来由于受消费观念和生活方式的影响,我国农村秸秆资源完全处于高消耗、高污染、低产出的状况,相当多的一部分农作物秸秆被弃置或者进行焚烧,没有得到合理开发利用。

据调查,目前我国秸秆利用率约为33% ,其中大部分未加处理,经过技术处理后利用的仅约占2.6% 。

近几年我国粮食主产区出现了较为严重的焚烧秸秆污染。

每到夏秋收获之际,浓烟滚滚,这种处理方式不仅浪费了宝贵的自然资源,造成了环境污染,也造成了事故多发,对高速公路、铁路的交通安全及民航航班的起降安全等构成了极大威胁,并对人类健康和安全造成了严重危害,已成为一大社会问题。

因此综合污染治理以及资源利用,提出对秸秆转化成生物乙醇的可行性讨论。

4、秸杆生物燃料乙醇生产技术现状
成熟的技术是实现工业产业化的前提。

以秸杆为原料生产乙醇是国内外十分关注的课题。

国内以农林废弃物为原料制备燃料乙醇的研究单位很多,并取得了可喜的成果。

中科院过程所开发了秸秆酶解发酵燃料乙醇新技术,在不加酸碱的秸秆汽爆处理技术、秸秆固相酶解发酵气提分离乙醇耦合体系和纤维素酶固态发酵系统等方面取得了多项自主知识产权,并完成了3000t/a秸秆发酵生产燃料乙醇的中试。

厦门大学通过化学诱变和物理诱变方法,对灰绿曲霉等分解菌株进行突变,获得高活力的突变株,其活性比出发菌株高50%,筛选的酵母菌株用于秸秆制乙醇转化率大于10%。

利用灰绿曲霉对甘蔗渣、稻草秸秆进行分解,蔗糖的转化率可达40%,稻草秸秆的转化率达45%。

河南天冠集团与山东大学、浙江大学等合作,攻克了利用秸秆为原料制备乙醇的关键技术,使原料转化率超过了18%,完成了300t/a的中试。

山东大学开发了从原料玉米芯生产低聚木糖、木糖醇的技术,以废渣为原料的乙醇收率高达20%以上,已完成了3000t/a中试。

华东理工大学完成了600t/a以秸秆为原料生产燃料乙醇的中试。

清华大学也完成了以秸秆为原料制备燃料乙醇的中试。

此外,中国农林科学院麻类研究所和陕西师范大学合作开展麻类纤维素预处理、糖化液酵解制备燃料乙醇的研究,将超临界二氧化碳、酶法脱胶、微生物发酵技术和酶工程有机结合在一起,该技术可使麻类、玉米芯和芦苇
的总糖转化率达67%,糖醇转化率达43%。

这些研究为以农林废弃物作原料生产燃料乙醇打下了良好的基础。

从现有的技术分析,采用酶水解技术更为合适。

5、生产技术概述
以秸杆为原料生产乙醇的工艺为:秸秆→预处理有酸处理法、蒸汽爆破法、湿氧化法等→水解工艺有稀酸、浓酸、酶水解→发酵有同步糖化发酵法、固定化细胞发酵、木糖发酵→出池→蒸馏→脱水→变性处理→燃料乙醇。

6、项目的经济分析
燃料乙醇售价受制于汽油的价格波动。

目前,国家对燃料乙醇实行特殊定价政策并且有专门财政补贴以使市场上燃料乙醇价格略低于汽油价格,从而增强燃料乙醇相对于汽油的市场竞争力。

燃料乙醇的价格是按照汽油价格的0.9111倍确定的,所以销售燃料乙醇的实际收入包括两部分,即汽油价格的0.9111倍和政府补贴,即实际收入0.9111×汽油价格+政府补贴。

因此,如果取得国家补贴,则肯定是有利益的。

综上所述,以秸杆为原料生产生物乙醇具有环境友好和可再生双重属性,能够永续利,,是一个具有巨大潜力的新经济技术领域,是解决生物乙醇粮食原料成本高、原料有限的根本出路。

它不但实现了废物资源化、无害化、减量化和再生化,今后还将承担起改变中国能源结构的巨大重任。

随着科学技术发展,实现大规模以秸杆为原料生产生物乙醇必将成为现实,会迅速遍布全国,呈现激烈的竞争态势,
进入蓬勃发展的新阶段。

参考文献:
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