木薯燃料乙醇产业发展状况和趋势

粮宜与食品工业vol.17,2010,No.5Cereal and Food Industry生物工程木薯燃料乙醇产业发展状况和趋势李北,邓立康中粮集团有限公司生化能源事业部(北京100005摘要:通过回顾中粮集团木薯燃料乙醇项目的进程,重点介绍了木薯燃料乙醇产业发展现状和中粮木著燃料乙醇装置技术特点。提出了在低碳经济的背景下,木薯燃料乙醇产业发展趋势。关键词:木薯;燃料乙醇;技术;低碳中图分类号:S216.2文献标识码B文章编号:1672-5026(2010)05-0037-03Cassava fuel ethanol industrial development status and trendsCOFCO Limited Bio-chemical and Bio-energy Division(Beijing 100005)Abstract: The development of cassava fuel ethanol production of COFCO is reviewed. Thedevelopment status of cassava fuel ethanol industry and the characters of the cassava fuel ethanolequipment and process technology of CoFCO are introduced. The technology development trendsof the cassava fuel ethanol industry under low-carbon economy environment is proposedKey words: cassava; fuel ethanol; technology; low-carbon为替代石油的成熟模式口,随着世界燃料乙醇产业1木薯燃料乙醇产业发展状况的快速发展,玉米等农作物的用量以及价格与日俱一直以来,我国的木薯酒精技术生搬硬套玉米增,粮食原料成为制约燃料乙醇产业进一步发展的酒精技术并没有针对木薯原料的特点开发出适宜瓶颈。发展非粮生物乙醇已成为世界范围内生物乙的生产关键技术及装备限制了我国非粮燃料乙醇醇技术的发展趋势。与其他非粮作物相比,木薯的产业的发展。中粮木薯燃料乙醇装置突破制约我国经济效益社会效益和扶贫效果较为突出燃料乙醇产业发展瓶颈,在技术创新上实现跨越式2005年,中粮集团和中国石油化工股份有限公发展,目前生产能耗和技术指标达到国际先进水平,司前瞻性地提出发展非粮燃料乙醇产业规划,选定对推进非粮原料燃料乙醇产业的发展具有重要的意木薯作为现阶段非粮燃料乙醇的原料解决方案,中义。粮集团有限公司和中国石油化工股份有限公司共同中粮年产20万t木薯燃料乙醇示范工程通过出资成立广西中粮生物质能源有限公司,申请建设密切跟踪国际燃料乙醇生产技术现状及发展趋势,年产20万t木薯燃料乙醇示范项目,2007年获得围绕国家可再生能源战略规划和发展生物质能源产了国家发改委的核准批复是目前世界最大的木薯品工程的重大需求找出木薯燃料乙醇生产的关键燃料乙醇生产装置。技术属多化陌魁洙择关键工艺过程专有装中国煤化工究工作。依托国内知名CNMH化学工程领域作者简介李北,男,1963年出生,国际商务师,主要从事的先进技术手段、方法及装备引入非粮燃料乙醇生生物质能源及生物质化工等工程技术管理工作。产行业。利用计算机流程模拟与优化、发酵过程调生物工程李北等:木薯燃料乙醇产业发展状况和趋势控机制、热网络合成与优化、过程控制等理论及方耗,创新性地开发了各工序能量综合利用模式,大幅法,在该装置上继承了木薯浓醪除砂技术及关键设度降低了燃料乙醇生产过程中的能耗,突破制约木备、低能阶换热集成低温完全液化工艺、大罐同步糖薯燃料乙醇产业发展的技术瓶颈实现关键单元技化发酵及浓醪发酵技术、三效热耦合差压精馏技术、术的原始创新及木薯燃料乙醇全流程生产工艺的集与精馏过程耦合的分子筛变压吸附脱水技术、木薯成创新-61浓废醪液固液分离技术、木薯废液1C厌氧反应器处本木薯燃料乙醇生产成套技术的总体技术指标理技术。其中,节能关键技术采用低温蒸煮较高温达到国际先进水平,本技术与国内外现有木薯酒精蒸煮节能效果显著。采用差压蒸馏,较常压蒸馏能生产技术总体性能指标的比较见表1。耗降低了1/2,单位燃料生产节约10MJ左右的能豪1国内外现有木薯酒精生产技术总体性能指标的比较单元项目现有木薯酒精技术指标中粮技术指标技术特点级粉碎拌料,不除沙两级拌料制浆、多级淘洗除沙木薯(含沙量约3%)木薯(含沙量约3%)原料预处理除沙率简单处理或不处理≥90%新鲜工艺水用量9.6t/t≤5.5t/t粉浆浓度20%左右≥28%技术特点高温液化糖化高温喷射与低能阶换热集成,不单独设立糖化工段液糖化蒸汽耗量≥1.5t/t≤0.8t/t技术特点连续或间歇稀醪发酵同步糖化,间歇浓醪发酵成熟醪酒度10%~12%淀粉利用率88%左右≥90%升酸差≤2挥发酸≤0.250.12技术特点气相过料直接蒸汽加热共沸精馏多塔差压热耦合精馏分子筛冷凝变压吸附精馏脱水酒精收率98.0%≥99.5%蒸汽消耗2.25~3.90t/t≤1.55t/t技术特点厌氧发酵厌氧发酵废醪液量11t/t废醪处理废水排放不能达标排放达标排放废渣排放肥料或填埋锅炉燃料、饲料、肥料中粮木薯燃料乙醇工厂的建设,带动了产业外用于制作木薯专用肥;废水经生化处理后中水回用的连横合纵,以规模化特色化清洁化为发展原则,率已达50%以上,开创特色的清洁生产和循环经济充分发挥资源优势和产业优势,带动种植、养殖产业模式。木薯燃料乙醇生产体系产品链循环网络如图的发展。通过产业链规划与资源再生循环利用实1所示现各产业间物资流、能量流、信息流的集成,形成种目前该装置已稳定运行两年多,实现了安全平植、养殖、燃料乙醇生产、运输销售产业链协调,实现稳运行,满足广西自治区燃料乙醇市场封闭需求,同工业过程生产技术绿色化产业链接网络化代谢过时气中国煤化工酒度在14%(体积程循环化、资源利用多层化分数CNMHG以上,精馏回收率产生的木薯渣和污水处理产生的沼气用于电站99.8%,废醪液量减少40%,吨燃料乙醇的蒸汽消锅炉燃烧发电年可节约标煤4.5万t;部分木薯渣耗低于2.5t、一次水消耗小于5.5t粮食与食品工业 Cereal and Food Industryvol.17,2010,No.5制肥原*木薯种植制肥原料生产用电物热电联产锅木薯皮[洗去皮〖本岩收购木薯燃料蒸汽醪液制备湿相[污水生化处理K[被分离燃料乙产品废醪液已处理污水工艺水闻用图1木薯燃料乙醇生产体系产品链循环网络2木薯燃料乙醇发展趋势越,同时作为支撑大规模非粮燃料乙醇产业发展的平台技术,对于我国正在推进的薯类、木质纤维素和2009年温家宝总理代表中国政府在哥本哈根甜高粱等非粮燃料乙醇生产技术的发展起到了积极会议上提到2020年实现我国单位国内生产总值二的推动作用在低碳经济的大背景下,相信燃料乙醇氧化碳排放比2005年下降40%~45%,这是庄严产业的未来更美好。的承诺同时也是十分沉重的责任。在出台的战略性新兴产业振兴规划中,资源能耗低也是关键的选参考文献择条件,目前已经将新能源等作为未来的战略性产[1]燃料乙醇替代汽湎发展迅速[冂].中国设备工程,2006业,给予重点扶持。生物质能源是现阶段低碳经济不可或缺的组成部分。在纤维素乙醇没有产业化突[2]黎贞崇黄志民,杨登峰,等.彩响木薯燃料乙醇发展的破的情况下,这为木薯燃料乙醇的进一步发展提供不利因素及对策[冂].可再生能源,2008,26(3):106了契机110.可以预见未来木薯燃料乙醇发展趋势以更高效[3]张敏华,董秀芹,吕惠生等具有特殊结构的新型嗄附的原料利用率及能量利用率为最终目标。分离装置:中国,ZL01110852.8[P].2005在现有年产20万t木薯燃料乙醇示范工程的[4]李洪刚木薯低温蒸煮酒精发酵工艺条件的几点看法[J].山东食品发酵,1990(1):3基础上,通过引人生命周期理论( Life Cycle Asses[5]林善民.酒精行业节能降耗的重大技术措施:差压燕馏ment),对木薯燃料乙醇的全生命周期进行能耗分[J].福建糖业,1992(2):49-51析,定量评价不同工艺条件下的木薯燃料乙醇的能[6]郝悬荚,邓立康,杜金宝,木薯燃料乙醇生产过程能量综源效率和其净能量产出,为木薯燃料乙醇可持续性合利用模式探讨[冂].粮食与食品工业,2009,16(4):30发展提供量化依据。进一步优化生产工艺,降-33低水耗、能耗和污染。降低生产成本推广循环经济[] Vigon B w, Tolle D A, Carnaby B W,etal. Life cy模式,提高综合效益,进一步扩大燃料乙醇的推广-l:--- and principles[M].范围。中国煤化工CNMH料乙醇生产的技术3结论提升及全生命周期能耗分析[门].农业工程学报,2008中粮年产20万t项目实现了该行业的技术跨(7):160-162