生物质燃料乙醇

燃料乙醇生产的工艺流程

燃料乙醇是一种能源资源丰富、环保、可再生的生物能源，其生产工艺流程包括生物质原料处理、糖化、发酵、蒸馏等多个环节。下面我们将逐步介绍燃料乙醇的生产工艺流程。

第一阶段：生物质原料处理

生物质原料主要包括玉米、甘蔗、木材、秸秆等。在生产过程中，首先需要将生物质原料进行破碎、研磨处理，以增加原料与水的接触面积，有利于后续的糖化和发酵。随后对原料进行蒸煮处理，以破坏纤维素结构，使得纤维素和半纤维素变得更易被酶解成糖类物质。

第二阶段：糖化

糖化是将原料中的淀粉或纤维素水解成糖类物质的过程。将蒸煮处理后的原料加入水中，然后添加酶类催化剂，通过恒温发酵，使得淀粉转变成葡萄糖，纤维素转变成木糖和半乳糖等，这些糖类物质是后续发酵的主要碳源。

第三阶段：发酵 在糖化过程中得到的糖类物质要进一步进行发酵，将糖类物质中的葡萄糖转变成乙醇和二氧化碳。发酵一般使用酵母菌进行，通过向糖类物质中添加适量的酵母菌和其他营养物质，发酵温度和pH值的控制，使得乙醇逐渐积累并达到理想的浓度。

第四阶段：蒸馏

发酵后得到的发酵液要通过蒸馏过程进行乙醇的提纯。首先通过蒸馏设备将发酵液中的乙醇分离出来，随后经过精馏等处理，将乙醇的纯度提高到工业标准。在蒸馏过程中还会产生一定量的醛类和杂醇物质，需要进行分离和脱除，以确保乙醇的纯度。

第五阶段：除水处理

生产的燃料乙醇中会有一定量的水分，需要通过脱水处理使得乙醇的含水量降至工业标准以下，一般采用分子筛吸附或气相或蒸馏等方法进行脱水处理。

第六阶段：添加剂处理 最后一步是对乙醇进行添加剂处理，这包括添加防腐剂、防结霜剂、色素等，以提高乙醇的稳定性和适用性，保持产品的质量和使用寿命。

通过以上几个阶段的工艺流程，原料中的糖类物质被转化为燃料乙醇，成为一种环保、可再生的生物能源，其生产工艺流程相对复杂，需要控制好各个环节的操作条件和原料质量，以便生产出高质量的乙醇产品。同时，通过改良工艺流程，优化生产设备，采用新型酶类和菌种等，还可以提高乙醇的产率和降低生产成本，促进生物燃料乙醇产业的可持续发展。

２０１５年４月　第２期（总第８１期）　广　西　糖　业　ＧＵＡＮＧＸＩ　ＳＵＧＡＲ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　

文章编号：２０９５—８２０Ｘ（２０１５）０２—０２　

对生物质燃料乙醇的两种不同看法　

保国裕　

（广州甘蔗糖业研究所，广东广州５１０３１５）　

关键词：生物质燃料；意见　中图分类号：ＴＳ２４９．２　文献标识码：Ａ　

以生物燃料代替部分汽油，从理论到实践，至　

今约半个世纪。气候条件适合的地区，第一代燃料　

乙醇已有成功的经验，如巴西的甘蔗乙醇，但也有　

不少地区引发了“粮食（谷物、糖等）对抗燃料”的意　

见。从而主攻方向转为第二代纤维质乙醇。通过本　

世纪的科研实践，难题不少；话题可能是“植物与燃　

料的对抗”，下面简述。　

１　第一代生物燃料（粮一发酵一乙醇）　

的发展　

世界第一个用甘蔗为原料生产燃料乙醇计划，　于１９７５年在巴西建立。随后美国也在１９７８年开始以　

玉米为原料的研发项目。最初是鉴于石油为不可再　

生能源，一度出现石油危机，而生物燃料则是取之　

不尽；另一种担心是汽油污染大气，尤其《京都协议　书》出现，限制温室气体，更加大对生物燃料的重　

视，使有些国家开始制定燃料乙醇计划和制定新的　

鼓励政策。尤以本世纪初发展较快，美国以玉米为　原料，政府补贴发展最快。至２００６年，已建ｌ０多间玉　

米乙醇工厂，消耗了美国玉米总产量的４０％。影响到　

输出国的粮食和饲料紧张。英国新建一间小麦乙醇　

工厂，每年要消耗小麦１１０万吨。我国近年基于以上　

两个预测，并立足促进农村发展的需要，于本世纪　

初也投资３０亿元人民币，在东北建设用玉米和陈粮　

为原料生产燃料乙醇的大型企业，其中第一期于　

２００３年１１月投产的吉林燃料乙醇厂年产乙醇６０万　

收稿日期：２０１５—０３—２５　

４４　吨，为当时世界最大的生物燃料生产企业。以后中　

粮公司又在广西建用木薯为原料，第一期为年产２０　

万吨乙醇生产线。通过若干时间的各生产国，除巴　

西的国情例外，多数地区出现生产成本高于汽油　

生物质颗粒燃料

生物质燃料由秸秆、稻草、稻壳、花生壳、玉米芯、油茶壳、棉籽壳等以及“三剩物”经过加工产生的块状环保新能源。生物质颗粒的直径一般为6~10毫米。根据瑞典的以及欧盟的生物质颗粒分类标准，若以其中间分类值为例，则可以将生物质颗粒大致上描述为以下特性：生物质颗粒的直径一般为6~8毫米，长度为其直径的4~5倍，破碎率小于1.5%~2.0%，干基含水量小于10%~15%，灰分含量小于1.5%，硫含量和氯含量均小于0.07%，氮含量小于0.5%。若使用添加剂，则应为农林产物，并且应标明使用的种类和数量。欧盟标准对生物质颗粒的热值没有提出具体的数值，但要求销售商应予以标注。

生物质颗粒燃料多为稻壳、花生壳、油茶壳、棉籽壳，直径6~8毫米，长度直径的4~5倍宽 度0.5cm

目录

1基本特性

2背景资料

3优势

4推广问题

5问题解决 6技术参数

一、生物质颗粒燃料基本特性

根据瑞典的以及欧盟的生物质颗粒分类标准，若以其中间分类值为例，则可以将生物质颗粒大致上描述为以下特性：生物质颗粒的直径一般为6~10毫米，长度为其直径的4~5倍，破碎率小于1.5%~2.0%，干基含水量小于15%，灰分含量小于2%，硫含量和氯含量均小于0.07%，氮含量小于0.5%。若使用添加剂，则应为农林产物，并且应标明使用的种类和数量。欧盟标准对生物质颗粒的热值没有提出具体的数值，但要求销售商应予以标注。瑞典标准要求生物质颗粒的热值一般应在16.9 兆焦上。

二、生物质颗粒燃料背景资料

生物能源技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一，受到世界各国政府与科学家的关注。许多国家都制定了相应开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场等，其中生物能源的开发利用占有相当大的份额。国外很多生物能源技术和装置已经达到商业化应用程度，同其他生物质能源技术相比较，生物质颗粒燃料技术更容易实现大规模生产和使用。使用生物能源颗粒的方便程度可与燃气、燃油等能源媲美。以美国、瑞典和奥地利等国为例，生物能源的应用规模，分别占该国一次性能源消耗量的4%、16%和10%；在美国，生物能源发电的总装机容量已超过1MW，单机容量达10～25MW；在欧美，针对一般居民家用的生物质颗粒燃料及配套的高效清洁燃烧取暖炉灶已非常普及。

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。