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生物質(zhì)燃料乙醇                  — — 能源植物開發(fā)與利用(課程報(bào)告)2lN紅軟基地
            班級(jí)：11級(jí)應(yīng)生B班2lN紅軟基地
姓名：和盛 2lN紅軟基地
           學(xué)號(hào)：1141202712lN紅軟基地
         日期：2014.5.212lN紅軟基地
生物質(zhì)燃料乙醇2lN紅軟基地
1  燃料乙醇的概述2lN紅軟基地
1.1乙醇的理化性質(zhì)2lN紅軟基地
1.2乙醇發(fā)酵的原理2lN紅軟基地
1.3乙醇發(fā)酵生產(chǎn)的主要原料2lN紅軟基地
2 燃料乙醇的生產(chǎn)主要途徑與工藝2lN紅軟基地
2.1谷物發(fā)酵途徑與工藝2lN紅軟基地
乙醇發(fā)酵的原理2lN紅軟基地
乙醇生產(chǎn)方法分為兩類，即微生物發(fā)酵法和化學(xué)合成法。我國(guó)乙醇生產(chǎn)以微生物發(fā)酵法為主。這種方法主要以富含淀粉或纖維素的作物等為原料，通過粉碎、脫胚制漿、液化、糖化、發(fā)酵、蒸餾、脫水，最終獲得乙醇。例如玉米發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的基本流程如圖10--1所示。2lN紅軟基地
化學(xué)合成法2lN紅軟基地
 化學(xué)合成法生產(chǎn)乙醇，主要是利用石油裂解產(chǎn)出乙烯氣體來合成乙醇。主要有乙烯直接水合法、硫酸吸附法、乙炔法3種工藝流程，其中乙烯直接水合法工藝應(yīng)用較多。該方法以磷酸作為催化劑，在高溫高壓條件下，乙烯和水蒸氣直接反應(yīng)生成乙醇。2lN紅軟基地
乙醇發(fā)酵生產(chǎn)的主要原料2lN紅軟基地
 按照所用原料的不同，可將發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇分為以下幾種：淀粉原料生產(chǎn)乙醇，糖質(zhì)原料生產(chǎn)乙醇，纖維素原料生產(chǎn)乙醇，工廠廢液生產(chǎn)乙醇等。相比較而言，用糖質(zhì)原料生產(chǎn)乙醇要比使用淀粉質(zhì)原料和纖維素原料簡(jiǎn)單而直接，因?yàn)橛玫矸酆屠w維素制取乙醇需要經(jīng)過水解糖化：而纖維素水解比淀粉難度大。2lN紅軟基地
燃料乙醇的生產(chǎn)主要途徑與工藝2lN紅軟基地
 燃料乙醇(fuel ethanod是指向汽油或柴油中加入一定比例的無水乙醇所構(gòu)成的新型燃料。燃料乙醇的生產(chǎn)與前述乙醇生產(chǎn)原理及工藝有許多相似之處，與乙醇發(fā)酵工業(yè)的主要不同點(diǎn)在于添加了后期的脫水設(shè)備和工藝，最終將得到的無水乙醇在變性過程中，與汽油或柴油按照一定比例混合而成。2lN紅軟基地
 現(xiàn)代化的發(fā)酵方法生產(chǎn)燃料乙醇，由于原料的不同，工藝流程也不完全相同，即使用相同的原料，不同企業(yè)使甩的設(shè)備及自動(dòng)化程度也不同。本節(jié)將按照發(fā)酵乙醇生產(chǎn)的生物質(zhì)類型分別進(jìn)行討論，并重點(diǎn)討論淀粉質(zhì)原料乙醇發(fā)酵途徑和工藝。淀粉質(zhì)原料發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇的主要工藝流程如圖10-5所示。2lN紅軟基地
谷物發(fā)酵途徑與工藝2lN紅軟基地
  據(jù)估計(jì)，通過光合作用每年合成的纖維素達(dá)到1011 ~1012t，可謂當(dāng)今人類所擁有的最豐富的可再生能源物質(zhì)。能夠用以制取乙醇的纖維素原料主要包括：作物秸稈、森林采伐和木材加工剩余物、龍須草等。其中作物秸稈是最多、最廉價(jià)的乙醇生產(chǎn)原料。由植物纖維質(zhì)原料生產(chǎn)乙醇的工藝雖然開發(fā)較晚，但因其在世界范圍內(nèi)擁有巨大的資源優(yōu)勢(shì)，近年來規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)研究已較為完善，下面予以簡(jiǎn)單說明。 采用作物秸稈，即纖維素質(zhì)原料降解產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為乙醇的過程主要分為3步：將纖維質(zhì)原料經(jīng)預(yù)處理轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵的原料；纖維質(zhì)降解產(chǎn)物發(fā)酵為乙醇；分離提取乙醇及其副產(chǎn)品。2lN紅軟基地
燃料乙醇應(yīng)用2lN紅軟基地
發(fā)展燃料乙醇的意義2lN紅軟基地
燃料乙醇的特性可以概括為四個(gè)方面：第一，乙醇是燃油氧化處理的增氧劑，使汽油增加內(nèi)氧燃燒充分，達(dá)到節(jié)能和環(huán)保目的。第二，乙醇具有極好的抗爆性能，調(diào)合辛烷值一般都在120左右，作為汽油的高辛烷值組份，它可有效提高汽油的抗爆性(辛烷值)。再者，在新標(biāo)準(zhǔn)汽油中，乙醇還可以經(jīng)濟(jì)有效地降低烯烴、芳烴含量，降低煉油廠的改造費(fèi)用。更重要的是，乙醇是太陽(yáng)能的一種表現(xiàn)形式，在整個(gè)自然界這個(gè)大系統(tǒng)中，乙醇的整個(gè)生產(chǎn)和消費(fèi)過程可形成無污染和潔凈的閉路循環(huán)過程，永恒再生永不枯竭。2lN紅軟基地
燃料乙醇的有點(diǎn)：第一，改善大氣環(huán)境。2lN紅軟基地
                                  第二，節(jié)約石油資源。2lN紅軟基地
                                  第三，推動(dòng)糧食轉(zhuǎn)化，帶動(dòng)農(nóng)民增收。2lN紅軟基地
                                  第四、減少進(jìn)口、節(jié)省外匯。2lN紅軟基地
國(guó)內(nèi)外燃料乙醇基本發(fā)展?fàn)顩r2lN紅軟基地
國(guó)內(nèi)：原油價(jià)格高升和日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，使得人們?cè)絹碓疥P(guān)注燃料乙醇等清潔環(huán)保的可再生能源。我國(guó)2001年開始發(fā)展燃料乙醇，已成為第三大燃料乙醇生產(chǎn)國(guó)，但我國(guó)目前以玉米和小麥等糧食為原料生產(chǎn)燃料乙醇，成本較高且影響國(guó)家糧食安全。2lN紅軟基地
國(guó)外：2lN紅軟基地
    目前，一些具有農(nóng)業(yè)資源優(yōu)勢(shì)的國(guó)家，如英國(guó)、荷蘭、德國(guó)、奧地利、印度、菲律賓、南非等國(guó)政府都制定了規(guī)劃，積極發(fā)展燃料乙醇工業(yè)并推廣應(yīng)用于運(yùn)輸業(yè)。世界燃料乙醇產(chǎn)業(yè)正進(jìn)入快速發(fā)展的新時(shí)期，但全球糧食價(jià)格的持續(xù)上漲引發(fā)燃料乙醇和糧食安全問題的廣泛爭(zhēng)議，燃料乙醇的環(huán)保性也受到質(zhì)疑。2lN紅軟基地
燃料乙醇發(fā)展與前景展望2lN紅軟基地
發(fā)展現(xiàn)狀：20世紀(jì)初，乙醇開始作為車用燃料應(yīng)用，后因石油的大規(guī)模、低成本開采而中斷。隨著一些先進(jìn)農(nóng)業(yè)國(guó)勞動(dòng)生產(chǎn)率的大幅度提高，以及70年代中期以來的石油危機(jī)，燃料乙醇在一些國(guó)家重新獲得發(fā)展。美國(guó)、巴西于70年代中期率先推行燃料乙醇計(jì)劃，加拿大、法國(guó)、西班牙、瑞典等國(guó)隨之效仿，形成了一定的規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用市場(chǎng)。目前，一些具有農(nóng)業(yè)資源優(yōu)勢(shì)的國(guó)家，如英國(guó)、荷蘭、德國(guó)、奧地利、泰國(guó)、南非等國(guó)政府也已制定規(guī)劃，積極發(fā)展燃料乙醇并推廣應(yīng)用車用乙醇汽油。2lN紅軟基地
前景展望：燃料乙醇的發(fā)展應(yīng)立足于中國(guó)國(guó)情，走以非糧作物如木薯和纖維素為原料的生產(chǎn)路線。以木薯為原料生產(chǎn)燃料乙醇，技術(shù)成熟，2lN紅軟基地
     經(jīng)濟(jì)效益良好。以纖維素為原料生產(chǎn)燃料乙醇，具有廣闊的發(fā)展前景，是未來燃料乙醇的發(fā)展趨勢(shì)，但目前技術(shù)不成熟，生產(chǎn)燃料乙醇成本較高。2lN紅軟基地
思考題2lN紅軟基地
1．乙醇汽油與MTBE汽油比較有哪些優(yōu)點(diǎn)?2lN紅軟基地
2．發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇的主要原料有哪些?相對(duì)應(yīng)的發(fā)酵生產(chǎn)工藝流程如何?2lN紅軟基地
3．發(fā)酵工藝方式主要有哪些?目前乙醇生產(chǎn)企業(yè)主要采用的發(fā)酵工藝是哪種?2lN紅軟基地
4．目前世界燃料乙醇生產(chǎn)的基本格局如何?2lN紅軟基地
參考資料2lN紅軟基地
[1]程備久主編  盧向陽(yáng)  蔣立科  潘登奎副主編.生物質(zhì)能學(xué).化學(xué)工業(yè)出版社，2008年02月第1版.2lN紅軟基地
[2]劉仲敏，林興兵，楊生玉．現(xiàn)代應(yīng)用生物技術(shù)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20042lN紅軟基地
[3]賈樹彪，李盛賢，吳國(guó)峰．新編酒精工藝學(xué)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006．2lN紅軟基地
[41馬贊華．酒精高效清潔生產(chǎn)新工藝．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004．2lN紅軟基地
[5]袁振宏，吳創(chuàng)之，馬隆龍等編著．生物質(zhì)能利用原理與技術(shù)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006．2lN紅軟基地
[6]王革華，田雅林，袁婧婷．能源與可持續(xù)發(fā)展．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005．2lN紅軟基地

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