燃料乙醇废醪液处理工艺技术进展

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燃料乙醇技术

燃料乙醇技术

第七章生物质燃料乙醇技术生物质可以通过生物转化的方法生产乙醇,每千克乙醇完全燃烧时约能放出30 000k了的热量,所以乙醇是一种优质的液体燃料。

乙醇燃料具有很多优点,它是一种不含硫及灰分的清洁能源,可以直接代替汽油、柴油等石油燃料,作为民用燃烧或内燃机燃料。

事实上,纯乙醇或与汽油混合燃料可作车用燃料,最易工业化,并与现今工业应用及交通设施接轨,是最具发展潜力的石油替代燃料。

第一节乙醇的性质与用途一、乙醇的理化性质乙醇作为动力燃料使用时称为燃料乙醇,分子式为QH50H或CHsCH20H。

它是无色、透明、易流动的液体,嗅之有独特的醇香,口尝有香辣味,刺激性强,容易挥发和燃烧,是一种无污染的燃料。

乙醇与水能以任何比例相混溶,混合时放出一定的热量,混合物总体积缩小。

乙醇蒸气与空气混合能形成爆炸性混合气体,爆炸极限为3.5%~18%(体积分数)。

纯乙醇的相对密度为0.79,沸点78.3oC,凝固点为一130oC,燃点为424oC,高位热值26 780kJ/kg。

根据浓度的高低和含杂质量的多少,把乙醇分为4种类型:(1)高纯度乙醇乙醇浓度≥96.2%,严格中性,不含杂质。

专供国防工业、电子工业和化学试剂用。

(2)精馏乙醇乙醇浓度≥95.5%,纯度合格,杂质含量很少。

供国防工业和化学工业用。

(3)医药乙醇乙醇浓度≥95%,杂质含量较少,主要用于医药和配制饮料酒。

(4)工业乙醇只要求乙醇浓度达到95%,无其他要求。

主要用来稀释油漆,合成橡胶原料和作燃料使用。

这4种类型的乙醇对应国家标准的4个乙醇等级是:(1)一级乙醇相当于精馏乙醇及高纯度乙醇。

(2)二级乙醇介于精馏乙醇与医药乙醇之间。

(3)三级乙醇相当于医药乙醇。

(4)四级乙醇相当于工业乙醇。

根据国家变性燃料乙醇的标准,乙醇含量达到92.1%即可作为燃料,即乙醇含量达到四级标准,但其他理化指标有所不同,如甲醇、硫含量等。

二.乙醇用途①化学工业:是重要的化工产品原料,可用来制造合成橡胶、冰醋酸、乙醚国防工业、聚乙烯、乙二醇、多种酯类和有机酸。

回收乙醇的方法

回收乙醇的方法

回收乙醇的方法
乙醇,也称乙醇酒精,是一种常见的有机化合物,广泛用于制药、化工、食品等领域。

随着乙醇的大量生产和使用,乙醇废液的处理和回收成为了一个重要的环保和资源利用问题。

本文将介绍几种常见的回收乙醇的方法。

首先,蒸馏是一种常见的回收乙醇的方法。

在工业生产中,可以利用蒸馏设备对乙醇废液进行加热蒸馏,将乙醇和水分离。

由于乙醇和水的沸点不同,可以通过控制温度和压力,使乙醇蒸发并冷凝成液体,从而实现乙醇的回收。

其次,膜分离技术也是一种有效的回收乙醇的方法。

膜分离技术利用半透膜对混合液进行分离,通过膜的选择性通透性,将乙醇和水分离。

这种方法具有操作简单、能耗低、回收率高的优点,适用于乙醇废液中乙醇浓度较低的情况。

另外,离心分离也是一种常用的回收乙醇的方法。

通过将乙醇废液进行高速旋转,利用离心力使乙醇和水分离。

这种方法适用于乙醇废液中含有固体颗粒或悬浮物的情况,可以快速有效地实现乙醇的回收。

此外,化学方法也可以用于回收乙醇。

例如,可以利用化学反应将乙醇与水进行分离,然后通过蒸馏或其他方法将乙醇从反应产物中回收。

这种方法适用于对乙醇纯度要求较高的情况。

总的来说,回收乙醇的方法有多种多样,可以根据乙醇废液的性质和要求选择合适的方法。

在实际应用中,还可以将不同的回收方法进行组合,以提高乙醇的回收率和纯度。

希望本文介绍的方法能够对乙醇废液的处理和资源化利用提供一定的参考和帮助。

燃料乙醇技术讲座(三)燃料乙醇发酵技术

燃料乙醇技术讲座(三)燃料乙醇发酵技术

燃料乙醇技术讲座(三)燃料乙醇发酵技术燃料乙醇发酵技术是把利用微生物而产生的乙醇作为能源的过程。

在这个过程中,微生物会将各种转变成糖类的碳水化合物通过发酵转变成乙醇和二氧化碳。

一般而言,燃料乙醇发酵技术是通过酒精发酵把食品作物和作为饲料的粮食的典型氨基酸和糖转化成乙醇而形成的。

燃料乙醇发酵技术的基本过程是什么?- 收集可发酵的质料。

蔗糖、淀粉、纤维素、聚糖等是燃料乙醇发酵的基本原料。

一般可通过淀粉糖化来生产乙醇。

- 淀粉糖化:将淀粉分解成大量葡萄糖。

淀粉糖化后的基础即可用于常规的酿造酒精的方法,因为乙醇只能在物质转换成糖之后才能进行酵母发酵。

- 发酵:将淀粉糖化过程中产生的果糖和葡萄糖通过酒精发酵转化成乙醇。

这个过程不仅会产生乙醇,还可以产生糖醇、小分子的脂肪酸、香精油等。

- 提取乙醇:将发酵得到的乙醇从糟中提取出来,可以通过纯化和脱水过程极大地提高其纯度。

因为乙醇是水性的,所以乙醇往往在蒸馏的时候会与其他水溶液混合在一起,所以过程中需要使用脱水剂来分离乙醇和其他溶质。

- 再生副产品:燃料乙醇发酵后的副产品是一种大约拥有45%的剩余工程。

副产品中含有的酵母和能量还可以进行饲料和垫料的生产。

燃料乙醇发酵技术的应用燃料乙醇可以用于工业用途的能源,其中最常见的是用于代替汽油的清洁燃料。

燃料乙醇与汽油相比没有对环境造成的污染,在燃烧过程中可以减少大量有害物质的排放。

此外,燃料乙醇还可以作为燃气里的替代品。

由于燃气已经成为建筑物和工业设施的常规燃料,使用燃料乙醇替代燃气可以更好地保护环境,减少使用传统燃料所造成的污染。

再者,燃料乙醇不仅可以作为汽油的替代品,还可以作为液化气和天然气的替代品。

由于燃料乙醇原材料的来源可以是农产品和生物质残渣,因此它可以成为一种可再生的能源资源。

燃料乙醇还可以被作为氢气的源头。

氢气已被公认为是一种功能最强,最干净的新能源。

以乙醇为原料制取氢气可以确保成本低廉,同时可以把有害的碳排放降到最低。

木质纤维素类原料燃料乙醇生产技术进展

木质纤维素类原料燃料乙醇生产技术进展

木质纤维素类原料燃料乙醇生产技术进展木质纤维素是地球上最丰硕的可再生资源,据测算年总产量高达1500亿吨,蕴储着庞大的生物质能。

我国是一个农业大国,作物秸秆(如稻草、麦秆等)的年产量超级庞大(年产可达7亿吨左右,相当于5亿吨标煤),据统计,目前的秸秆利用率33%,但通过必然技术处置后利用的仅占2.6%,其余大部份只是作为燃料等直接利用,开发前景超级广漠。

一、木质纤维素的降解技术木质纤维素降解能够采纳酸水解和酶水解两条不同的技术线路来实现。

1.1酸水解技术在酸水解工艺中,能够利用盐酸或硫酸,依照利用酸的浓度不同能够进一步分为浓酸水解和稀酸水解。

法国早在1856 年即开始进行了浓硫酸水解法进行乙醇生产,浓酸水解进程为单相水解反映,纤维素在浓酸作用下第一溶解,然后在溶液中进行水解反映。

浓酸能够迅速溶解纤维素,但并非是发生了水解反映。

浓酸处置后成为纤维素糊精,变得易于水解(纤维素经浓酸溶液生成单糖,由于水分不足,浓酸吸收水分,单糖又生成为多糖,但这时的多糖不同于纤维素,它比纤维素易于解) ,但水解在浓酸中进行得很慢,一样是在浓酸处置以后再与酸分离,利用稀酸进行水解。

稀酸水解木质纤维素的技术可谓历史悠长,1898年德国人就尝试以林业生产的废弃物为原料生产乙醇,并成立了工业化规模的装置,每吨生物量能够生产50 加仑的乙醇。

与浓酸水解的工艺线路相较,稀酸水解需要在比较高的温度下进行,才能使半纤维素和纤维素完全水解。

稀酸水解木质纤维素通常采纳二级水解的工艺方案:第一级水解反映器的温度相对第二级来讲略低一些,比较容易水解的半纤维素能够降解;第二级反映器要紧降解难降解的纤维素,水解后剩余的残渣主若是木质素,水解液中和后送入发酵罐进行发酵。

1.2 酶水解技术同植物纤维酸法水解工艺相较,酶法水解具有反映条件温和、不生成有毒降解产物、糖得率高和设备投资低等优势。

而妨碍木质纤维素资源酶法生物转化技术有效化的要紧障碍之一,是纤维素酶的生产效率低、本钱较高。

提高废醪液综合利用率解决燃料乙醇规模化生产的问题

提高废醪液综合利用率解决燃料乙醇规模化生产的问题
能耗 大 . 生产 过 程 废 液排 放 量 大 , 合 利 用 和环 保 处理 成 本 高 。 综
吨 乙醇排 出的废液含生物质能更多 , 灰分与糖蜜酒精废液 的灰 分相似. 利用浓缩燃烧后产汽 、 电更多 。 发 经济效益更明显 。
燃料乙醇产品与石油产品还没有竞争优势 。 生产企业必须依赖 政府补贴才能艰难生存 。所以 。 保障原料供应 、 控制成本、 环保
( 广西 惠 字科技 有 限公 司 , 西 南 宁 5 0 2 ) 广 3 0 2
【 要 】糖蜜 度醪 摘 酒精 液是很好的生物能源和 钾源, 介绍了 液综合利用概况, 文中 废醪 着重介绍了 浓缩 “ 燃烧处理酒精废
醪 液 同 时 回收 钾 盐技 术 ” 合 利 用废 醪 液 的技 术路 线 、 益 分 析 、 综 效 注意 问题 及 其 在 木 质 纤 维 类 原料 生产 燃 料 乙醇 领 域 应 用 的 方 式 。
【 关键词 】燃料乙 废醪 综合 醇; 液; 利用; 浓 燃烧; 环保; 缩; 钾盐 【 中图分类号】 T 57 【 Q 1. 4 文献标识码】A 【 文章编号】 03 6320)5 00 0 10—27(060—06— 2
1 引言
随着世界原 油价 格不断飚升 , 石油储量 不断减 少。 世界 各 源 。据分析 ,废醪 液中含有机 物 6 8 P O5.2 0 4 %.%; : 00 %.. %; 0
于 以 1 0元 / 0 吨左右的价格卖给复合肥厂 用作复混肥原料。 另
外, 目前 运 行 的 浓缩 燃 烧 系统 还 存 在 电 耗 高 、 炉炉 瞠 结 焦 、 锅 烟
有 5倍的发展空间嘲 。 发酵技术是 目前成熟的乙醇生产技术 . 发展以甘蔗 、 薯类 、

燃料乙醇的制备

燃料乙醇的制备
• 乙醇脱水制得燃料乙醇:化学反应脱水法、恒沸 精馏、萃取精馏、吸附、膜分离、真空蒸馏法、 离子交换树脂法等。
木薯生淀粉批量发酵酒精:木薯
• 木薯——木薯是世界三大薯类之一,广泛栽培于 热带和亚热带地区。在我国南亚热带地区,木薯 是仅次于水稻、甘薯、甘蔗和玉米的第五大作物。
• 它在作物布局,饲料生产,工业应用等方面具有 重要作用,已成为广泛种植的主要的加工淀粉和 饲料作物。 • 是热带湿地低收入农户的主要食用作物。
• 在 S.cerevisiae 菌中导入木糖异构酶途径 可以获得高乙醇产量, 同样也可导入阿拉 伯糖异构酶途径。 • 戊糖的氧化还原代谢一直是众多工程途径 中的热点。
• 在将来, 随着实验室和中试规模研究的不 断提高, 人们会最大程度的利用木质纤维 素原料中的每个成分,将其转化成不同的 成品,实现原料的充分利用并使产品价值 达到最大化, 达到商业化生产要求。
分离纯化工艺流程图
发酵罐→泵→醪塔→浓缩塔→粗酒精→分子
筛塔A、B→冷凝 ↖ ↗ ↑ 蒸汽 蒸汽
↓ 无水乙醇
木质纤维素乙醇的新进展
• 生物质原料具有很多优点,但由于其韧性 会导致工艺过程复杂并且成本昂贵。通过 构造新纤维素水解酶体系、 改造戊糖发酵 工业中耐受抑制剂的酵母菌株以及结合最 优一体化过程,显著改善了发酵工艺过程。
燃料乙醇的发酵
燃料乙醇
• 是一种被广泛用于运输业的生物燃料。燃料乙醇 由富含糖类物质的农作物酿制产生,可加入汽油 中制成混合燃料。
• 燃料乙醇主要供汽车、摩托车等交通工具使用, 汽油发动机无需做过多改动就可以直接使用燃料 乙醇。当汽油价格较高时,燃料乙醇具有明显的 成本优势。然而,大规模使用燃料乙醇会导致玉 源自、甘蔗等农作物供不应求、价格上升。

木薯燃料乙醇的工艺流程

木薯燃料乙醇的工艺流程

木薯燃料乙醇的工艺流程
木薯燃料乙醇的生产工艺通常包括以下主要步骤:
1. 制备木薯材料:首先将木薯进行洗涤、切碎和粉碎处理,得到木薯原料。

2. 酶解:将木薯原料进行酶解处理,加入适量水和酶类,通过控制温度和pH 值,使木薯淀粉分解成葡萄糖。

3. 发酵:将酶解后的木薯浆液加入酵母等微生物发酵剂,使葡萄糖发酵生成乙醇。

4. 蒸馏:将发酵产物进行蒸馏处理,得到乙醇和脱水乙醇。

5. 脱水:对蒸馏得到的乙醇进行脱水处理,去除其中的水分,得到更纯净的乙醇产品。

6. 精馏和提纯:对脱水后的乙醇进行精馏和提纯处理,使其达到工业使用标准。

7. 储存和包装:最后将提纯的乙醇产品储存于合适的容器中,进行包装和标识,以便出售或供应。

以上是木薯燃料乙醇的基本生产工艺流程,具体工艺参数和设备配置会根据生产
规模和技术水平而有所不同。

燃料乙醇渗透蒸发脱水研究进展

燃料乙醇渗透蒸发脱水研究进展

关键词: 燃料乙醇; 渗透蒸发; 乙醇脱水
中图分类号:TS262.2;TS261.4;TQ028
文献标识码:A 文章编号:1001-9286(2009)04-0087-04
Research Progress in Fuel Ethanol Dehydration by Pervaporation
ZHAN Yan-yan1, XIONG Xing-yao2,3, TAN Xing-he1,2, LI Qing-ming1,2, TANG Yan-hong1, SU Xiao-jun2,3, ZHANG Yu1,2, ZHOU Hong-li1,2 and LI Mei-qun1
(1. College of Food Science and Technology, Hu'nan Agricultural University, Changsha, Hu'nan 410128; 2. State Key Lab for Germplasm Innovation and Utilization of Crop , Changsha, Hu'nan 410128;3. College of Horticulture and Landscape, Hu'nan Agricultural University, Changsha, Hu'nan 410128,China)
Abstract: As a promising membrane separation technique, pervaporation has the advantages in the production of fuel ethanol such as no environmental pollution and low energy consumption. In this paper, the membrane in common use for pervaporation and the application of pervaporation in fuel ethanol production were introduced. Besides, the research direction of pervaporation in the future was discussed. Key words: fuel ethanol; pervaporation; ethanol dehydration
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燃料乙醇废醪液处理工艺技术进展赵淑杰;贾成国;靳玉双;刘宝菊【摘要】燃料乙醇废醪液是一种高浓度有机废水,处理量大,过程复杂,节能潜力大.分别对甘蔗、玉米和木薯生产燃料乙醇过程中所产生的废醪液的特性进行了概述,并对3种废醪液的处理工艺进行了分析评述.长期采用农灌法处理甘蔗废醪液易使土壤板结;DDGS及MVR蒸发浓缩技术处理玉米废醪液能够充分回收其中的营养物质,经济性好;木薯废醪液含有较高的纤维素,较少蛋白质和脂肪,适于采用厌氧-好氧工艺进行处理.燃料乙醇废醪液处理方案需根据生产原料及产品方案的变化进行调整,以实现燃料乙醇生产全过程的高效、低碳及清洁.【期刊名称】《酿酒科技》【年(卷),期】2010(000)009【总页数】5页(P81-85)【关键词】燃料乙醇;废醪液;DDGS;MVR;厌氧-好氧技术【作者】赵淑杰;贾成国;靳玉双;刘宝菊【作者单位】天津大学石油化工技术开发中心,天津,300072;广西中粮生物质能源有限公司,广西,北海,530028;中粮生物质能源(肇东)有限公司,黑龙江,肇东,151100;天津天大天久科技股份有限公司,天津,300072【正文语种】中文【中图分类】TS262.2;TS261.4随着石油、天然气等不可再生能源的日趋紧张以及全球温室效应等环境问题的日益严重,能源安全以及环境污染已经成为每一个国家经济发展中不可忽视的问题。

燃料乙醇作为一种绿色的可再生燃料,由于其具有辛烷值较高、抗爆性能好、容易完全燃烧、尾气排放量少和环境污染少等优点,被认为是未来化石能源的理想替代品,受到世界各国的重视,具有很大的发展潜力和市场空间。

目前,燃料乙醇生产的主要原料是甘蔗、玉米和木薯等原料,在生产过程中会产生大量的废醪液。

这些废醪液如果处理得当,不但能够解决对环境造成的污染问题,还能获得较高经济价值的副产品[1-7]。

然而,由于废醪液的处理工艺复杂而且能耗高,在一定程度上影响着燃料乙醇生产工业的发展。

本文将对甘蔗、玉米和木薯生产燃料乙醇产生的废醪液特性进行分析,并在此基础上对这些原料产生的废醪液的处理工艺过程进行归纳和阐述,可为燃料乙醇企业废醪液处理工艺的选择提供一定的借鉴。

1.1 甘蔗燃料乙醇废醪液特性甘蔗是生产燃料乙醇的主要原料。

生产燃料乙醇过程中,通常将甘蔗经压榨等一系列处理得到的蔗汁直接发酵制得燃料乙醇,同时会产生大量的废醪液。

据统计,每生产1 t燃料乙醇将排放13~18 t废醪液。

甘蔗废醪液呈酸性,pH值在4.0~4.8范围内;废液的化学需氧量(COD)和生物耗氧量(BOD)很高。

甘蔗废醪液所含主要成分的组成见表1。

从表1中可以看出,甘蔗燃料乙醇废醪液中含有大量的有机物质和可供植物利用的氮、磷、钾等无机物质,除此以外,废醪液中还含有钙、镁、硫和氨基酸等营养物质。

这些杂质难以通过物理方法、化学方法或者生化方法进行处理。

工艺最早出现在20世纪40年代的美国燃料乙醇生产企业,我国直到20世纪80年代才开始出现。

目前,DDGS处理工艺是我国大多数酒精厂经常采用的处理酒精废醪液的一种工艺路线。

此处理工艺在利用玉米原料生产燃料乙醇时,还能得到DDGS产品,不但充分利用了资源,还降低了燃料乙醇的生产成本。

王平先和李中豫等[20-22]通过对DDGS技术的节能工艺与设备选择方案和DDGS 干燥过程中产生的废热蒸汽及废冷凝水的处理工艺进行深入分析,提出了合理的DDGS工艺改造方案,见图1。

1.2 甘蔗燃料乙醇废醪液处理工艺及评述甘蔗燃料乙醇废醪液虽然理化性质较差,但其含有较丰富的氮、磷、钾、有机质、钙、硫和氨基酸等,这些是农作物生长所必需的营养物质。

另外,甘蔗废醪液不含铬、砷和铅等有害物质,故不存在对土壤及农作物的污染问题。

因此,对于甘蔗燃料乙醇废醪液,燃料乙醇企业多采用农灌法处理。

甘蔗废醪液采取直接灌溉甘蔗田的处理方法可以充分利用甘蔗糖汁废醪液中所含有的丰富的营养物质,解决由于废醪液直接排放入自然界水体中所造成的环境污染问题。

但是,此醪液中含有大量的钙、镁等离子,若长期使用其灌溉农田容易导致土壤硬化板结[11],灌溉甘蔗田不是该废醪液最佳的处理方案。

因此,为了进一步促进甘蔗燃料乙醇产业的健康高速发展,有必要进一步寻找更有效及清洁的工艺路线,使得在清洁处理甘蔗糖汁废醪液的同时回收其中有价值的营养物质[10-11]。

2.1 玉米燃料乙醇废醪液特性玉米是生产燃料乙醇的重要原料,在发酵制乙醇时主要利用其中的淀粉成分,而其他的营养物质如蛋白质等则留在废醪液中。

玉米发酵废醪液中蛋白质大约占30%,脂肪约占14%,纤维素约占10%,仍有少量未发酵淀粉约占2%[12-15]。

除此之外,还含有一定量的钙和镁等无机盐。

可见玉米废醪液中的营养成分含量较高,在对其进行处理的过程中应该充分回收其中的营养物质。

这样,一方面可以降低资源浪费并降低污染物的排放量,另一方面还能在一定程度上降低玉米燃料乙醇的生产成本。

2.2 玉米燃料乙醇废醪液处理工艺2.2.1 DDGS处理工艺玉米燃料乙醇发酵废醪液通过一系列处理后得到全干燥蛋白饲料(DDGS)的工艺称为DDGS处理工艺。

该从图1可知,废醪液经离心分离后,离心清液首先与干燥机所产生的废气进行换热,进入多效蒸发装置,降低生蒸汽的用量,清液蒸发浓缩到固形物含量为45%左右时与湿醪渣混合干燥生产DDGS。

为了保证酒精醪液中的蛋白质、脂肪、维生素等营养物质不被破坏并降低生蒸汽的用量,蒸发过程采用真空多效蒸发。

DDGS工艺所需的投资较大,蒸发和烘干工段能耗大,合计蒸发系统的能耗约占酒醪干燥总能耗的60%以上,且多效蒸发冷凝液中仍含有大量的有机物质,如果直接排放会造成较大的二次污染,通常对蒸发冷凝液进行生化处理后达标排放。

玉米燃料乙醇发酵废醪液处理工艺较为成熟,但要随着玉米燃料乙醇生产工艺及产品方案的变化而进行调整改进。

2.2.2 MVR浓缩工艺近年来,随着低碳循环经济的发展,湿糟不需要干燥可直接用作饲料,没有湿糟干燥过程中产生的二次蒸汽,而在DDGS生产过程中将固形物含量在2%左右的离心清液浓缩到45%,没有经湿糟干燥过程中产生的二次蒸汽可以利用,就要消耗更多的新鲜蒸汽,增加废醪液处理的操作成本,因此,有必要开发一种适应于湿糟直接利用的燃料乙醇废醪液处理工艺。

凌吉春等[23]针对以玉米发酵废醪液制取DDGS的生产过程提出MVR处理工艺。

该工艺的流程图见图2。

从图2中可看出,在MVR工艺流程中首先利用压缩机将一效蒸发器和最终蒸发器排出的废气,按一定的压缩比进行再压缩,然后将压缩后的二次蒸汽送回二效蒸发器和最终蒸发器作为热源,使蒸发系统连续运行[24]。

酒精清液MVR浓缩过程采用机械增压的手段,提高二次蒸汽的能阶,只消耗极少量的新鲜蒸汽。

MVR工艺通过增加压力提高二次蒸汽的温度,将所得蒸汽用作加热蒸汽处理废醪液的过程,可以最大限度实现低成本、低能耗清液浓缩操作。

采用MVR清液浓缩工艺在理论上可以降低能量消耗30%以上,具有较高的经济性,但在实际中,由于酒精废醪液中杂质含量较高,且杂质复杂。

因此,废醪液的沸点升高也较大[12],假若二次蒸汽再加以利用,需将其温度升高30℃左右,而这一过程需要消耗更多的能量,经济性打了一定的折扣。

因此,MVR技术作为一种具有节能潜力的蒸发浓缩新工艺,在玉米燃料乙醇清液蒸发浓缩过程实际应用,还需要根据企业的热电平衡状况、蒸汽和电价等实际情况综合考虑。

3.1 木薯燃料乙醇废醪液特性在燃料乙醇的发展过程中,发展“非粮”生物质乙醇是世界范围内生物质乙醇技术的发展趋势。

木薯是非粮农产品,对土质的要求低,耐旱,耐贫瘠;采用木薯为原料生产燃料乙醇符合中国“不与人争粮,不与粮争地”的粮食发展战略。

并且以木薯为原料生产酒精相对玉米、小麦、甘蔗等更具有经济性,是现阶段一种可以大规模工业化利用的非粮燃料乙醇生产原料。

木薯发酵生产燃料乙醇产生的大量废醪液是具有酸性的高浓度有机废水,pH范围为4~4.2,COD为40000~ 70000 mg/L,SS(固体悬浮物)为20000~30000 mg/L。

木薯废醪液与玉米废醪液相比,所含的蛋白质和脂肪均较低,而纤维素含量较高,不能满足饲料营养的要求。

另外,由于木薯废醪液存在粘度大、固形颗粒软以及疏水性差等特点,导致常规处理废醪液的方法不能有效处理木薯废醪液[16-19]。

寻求一种有效的处理木薯废醪液的方法,是木薯燃料乙醇企业可持续发展的关键。

3.2 木薯燃料乙醇废醪液处理工艺及评述木薯废醪液与甘蔗废醪液相比,所含有的氮、钾、磷、钙等无机物质均较少;而与玉米酒精废醪液相比,含有较高的纤维素,较少的蛋白质和脂肪,这很难满足饲料营养的要求[25]。

因此,木薯废醪液既不适宜直接灌溉农田的处理方法,也不适宜用全糟干燥生产DDGS的处理工艺。

厌氧-好氧工艺是工业及生活废水处理过程中常用的一种方法,这种工艺也是目前以木薯等非粮物质为原料的酒精厂经常采用的废醪液处理方法。

此工艺不仅能够有效降低木薯废醪液中的COD,而且还能产生沼气,节煤效益较高,具有一定的经济效益。

目前,废醪液的厌氧-好氧处理工艺主要有两种:一种是清液厌氧-好氧;另一种是全糟厌氧-好氧。

3.2.1 清液厌氧-好氧工艺清液厌氧-好氧工艺是木薯酒精废醪液的常规处理工艺[26-30],李克勋等[27]对木薯酒精废醪液的处理工艺进行了介绍,其工艺流程见图3。

从图3中可以看出,酒精废醪液通过离心分离后,所得湿糟直接送入干燥单元生产饲料;清液部分回用,其余部分进行厌氧-好氧处理。

该工艺不仅可降低废液的处理费用,还能副产能源产品——沼气。

但是上述工艺中仍然存在一些问题,例如:废醪液黏度较高,液固分离困难,造成湿糟含水量高,清液含固量高;湿糟在干燥过程中,需要消耗额外能量;离心清液中仍含有大量的乙酸、乳酸、醛、酯等有机物质,未经处理直接回用,会对酵母的代谢过程产生抑制作用,影响酒精的发酵效率,在木薯酒精实际生产中鲜有采用。

3.2.2 全糟厌氧-好氧工艺印辉、周兴国等[31-32]提出了废醪液的全糟厌氧-好氧工艺,工艺图见图4。

从图4中可以看出,酒精废醪液首先进入固液分离系统,所得的湿糟与清液分别进行厌氧-好氧发酵处理。

印辉等认为,该工艺具有如下特点:①燃料乙醇废醪液经固液分离后,所得湿糟和清液分别进行厌氧-好氧发酵处理,避免了因废醪液中悬浮物过多,而限制厌氧反应器的使用;②湿糟和清液分别发酵处理,能够增加沼气产量,达到充分利用能源的目的,此处理方法既能降低燃料乙醇的生产成本,又能降低燃料乙醇废醪液对环境的污染;③在本处理工艺中,经厌氧-好氧处理后的废水可以达到国家废水排放标准,因此,可全部回用于燃料乙醇生产过程中。

传统的木薯酒精废水通常采用简单的“厌氧+好氧”工艺,在实际生产中实现以上效果较为困难,处理成本较高,废水厌氧操作的平均容积负荷通常在2.5 kgCOD/m3·d左右,污水排放很难达标,木薯酒精废水的低成本清洁处理,一直是困扰着木薯酒精生产企业的问题。

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