糧宜與食品工業(yè)vol.17,2010,No.5Cereal and Food Industry生物工程木薯燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r和趨勢李北,鄧立康中糧集團(tuán)有限公司生化能源事業(yè)部(北京100005摘要:通過回顧中糧集團(tuán)木薯燃料乙醇項(xiàng)目的進(jìn)程,重點(diǎn)介紹了木薯燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和中糧木著燃料乙醇裝置技術(shù)特點(diǎn)。提出了在低碳經(jīng)濟(jì)的背景下,木薯燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞:木薯;燃料乙醇;技術(shù);低碳中圖分類號:S216.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼B文章編號: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為替代石油的成熟模式口,隨著世界燃料乙醇產(chǎn)業(yè)1木薯燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r的快速發(fā)展,玉米等農(nóng)作物的用量以及價(jià)格與日俱一直以來,我國的木薯酒精技術(shù)生搬硬套玉米增,糧食原料成為制約燃料乙醇產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的酒精技術(shù)并沒有針對木薯原料的特點(diǎn)開發(fā)出適宜瓶頸。發(fā)展非糧生物乙醇已成為世界范圍內(nèi)生物乙的生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)及裝備限制了我國非糧燃料乙醇醇技術(shù)的發(fā)展趨勢。與其他非糧作物相比,木薯的產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。中糧木薯燃料乙醇裝置突破制約我國經(jīng)濟(jì)效益社會效益和扶貧效果較為突出燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸,在技術(shù)創(chuàng)新上實(shí)現(xiàn)跨越式2005年,中糧集團(tuán)和中國石油化工股份有限公發(fā)展,目前生產(chǎn)能耗和技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平,司前瞻性地提出發(fā)展非糧燃料乙醇產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,選定對推進(jìn)非糧原料燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意木薯作為現(xiàn)階段非糧燃料乙醇的原料解決方案,中義。糧集團(tuán)有限公司和中國石油化工股份有限公司共同中糧年產(chǎn)20萬t木薯燃料乙醇示范工程通過出資成立廣西中糧生物質(zhì)能源有限公司,申請建設(shè)密切跟蹤國際燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,年產(chǎn)20萬t木薯燃料乙醇示范項(xiàng)目,2007年獲得圍繞國家可再生能源戰(zhàn)略規(guī)劃和發(fā)展生物質(zhì)能源產(chǎn)了國家發(fā)改委的核準(zhǔn)批復(fù)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產(chǎn)的關(guān)鍵燃料乙醇生產(chǎn)裝置。技術(shù)屬多化陌魁洙擇關(guān)鍵工藝過程專有裝中國煤化工究工作。依托國內(nèi)知名CNMH化學(xué)工程領(lǐng)域作者簡介李北,男,1963年出生,國際商務(wù)師,主要從事的先進(jìn)技術(shù)手段、方法及裝備引入非糧燃料乙醇生生物質(zhì)能源及生物質(zhì)化工等工程技術(shù)管理工作。產(chǎn)行業(yè)。利用計(jì)算機(jī)流程模擬與優(yōu)化、發(fā)酵過程調(diào)生物工程李北等:木薯燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r和趨勢控機(jī)制、熱網(wǎng)絡(luò)合成與優(yōu)化、過程控制等理論及方耗,創(chuàng)新性地開發(fā)了各工序能量綜合利用模式,大幅法,在該裝置上繼承了木薯濃醪除砂技術(shù)及關(guān)鍵設(shè)度降低了燃料乙醇生產(chǎn)過程中的能耗,突破制約木備、低能階換熱集成低溫完全液化工藝、大罐同步糖薯燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵單元技化發(fā)酵及濃醪發(fā)酵技術(shù)、三效熱耦合差壓精餾技術(shù)、術(shù)的原始創(chuàng)新及木薯燃料乙醇全流程生產(chǎn)工藝的集與精餾過程耦合的分子篩變壓吸附脫水技術(shù)、木薯成創(chuàng)新-61濃廢醪液固液分離技術(shù)、木薯廢液1C厭氧反應(yīng)器處本木薯燃料乙醇生產(chǎn)成套技術(shù)的總體技術(shù)指標(biāo)理技術(shù)。其中,節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)采用低溫蒸煮較高溫達(dá)到國際先進(jìn)水平,本技術(shù)與國內(nèi)外現(xiàn)有木薯酒精蒸煮節(jié)能效果顯著。采用差壓蒸餾,較常壓蒸餾能生產(chǎn)技術(shù)總體性能指標(biāo)的比較見表1。耗降低了1/2,單位燃料生產(chǎn)節(jié)約10MJ左右的能豪1國內(nèi)外現(xiàn)有木薯酒精生產(chǎn)技術(shù)總體性能指標(biāo)的比較單元項(xiàng)目現(xiàn)有木薯酒精技術(shù)指標(biāo)中糧技術(shù)指標(biāo)技術(shù)特點(diǎn)級粉碎拌料,不除沙兩級拌料制漿、多級淘洗除沙木薯(含沙量約3%)木薯(含沙量約3%)原料預(yù)處理除沙率簡單處理或不處理≥90%新鮮工藝水用量9.6t/t≤5.5t/t粉漿濃度20%左右≥28%技術(shù)特點(diǎn)高溫液化糖化高溫噴射與低能階換熱集成,不單獨(dú)設(shè)立糖化工段液糖化蒸汽耗量≥1.5t/t≤0.8t/t技術(shù)特點(diǎn)連續(xù)或間歇稀醪發(fā)酵同步糖化,間歇濃醪發(fā)酵成熟醪酒度10%~12%淀粉利用率88%左右≥90%升酸差≤2揮發(fā)酸≤0.250.12技術(shù)特點(diǎn)氣相過料直接蒸汽加熱共沸精餾多塔差壓熱耦合精餾分子篩冷凝變壓吸附精餾脫水酒精收率98.0%≥99.5%蒸汽消耗2.25~3.90t/t≤1.55t/t技術(shù)特點(diǎn)厭氧發(fā)酵厭氧發(fā)酵廢醪液量11t/t廢醪處理廢水排放不能達(dá)標(biāo)排放達(dá)標(biāo)排放廢渣排放肥料或填埋鍋爐燃料、飼料、肥料中糧木薯燃料乙醇工廠的建設(shè),帶動(dòng)了產(chǎn)業(yè)外用于制作木薯專用肥;廢水經(jīng)生化處理后中水回用的連橫合縱,以規(guī)模化特色化清潔化為發(fā)展原則,率已達(dá)50%以上,開創(chuàng)特色的清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)充分發(fā)揮資源優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,帶動(dòng)種植、養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)模式。木薯燃料乙醇生產(chǎn)體系產(chǎn)品鏈循環(huán)網(wǎng)絡(luò)如圖的發(fā)展。通過產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)劃與資源再生循環(huán)利用實(shí)1所示現(xiàn)各產(chǎn)業(yè)間物資流、能量流、信息流的集成,形成種目前該裝置已穩(wěn)定運(yùn)行兩年多,實(shí)現(xiàn)了安全平植、養(yǎng)殖、燃料乙醇生產(chǎn)、運(yùn)輸銷售產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)穩(wěn)運(yùn)行,滿足廣西自治區(qū)燃料乙醇市場封閉需求,同工業(yè)過程生產(chǎn)技術(shù)綠色化產(chǎn)業(yè)鏈接網(wǎng)絡(luò)化代謝過時(shí)氣中國煤化工酒度在14%(體積程循環(huán)化、資源利用多層化分?jǐn)?shù)CNMHG以上,精餾回收率產(chǎn)生的木薯渣和污水處理產(chǎn)生的沼氣用于電站99.8%,廢醪液量減少40%,噸燃料乙醇的蒸汽消鍋爐燃燒發(fā)電年可節(jié)約標(biāo)煤4.5萬t;部分木薯渣耗低于2.5t、一次水消耗小于5.5t糧食與食品工業(yè) Cereal and Food Industryvol.17,2010,No.5制肥原*木薯種植制肥原料生產(chǎn)用電物熱電聯(lián)產(chǎn)鍋木薯皮[洗去皮〖本巖收購木薯燃料蒸汽醪液制備濕相[污水生化處理K[被分離燃料乙產(chǎn)品廢醪液已處理污水工藝水聞?dòng)脠D1木薯燃料乙醇生產(chǎn)體系產(chǎn)品鏈循環(huán)網(wǎng)絡(luò)2木薯燃料乙醇發(fā)展趨勢越,同時(shí)作為支撐大規(guī)模非糧燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展的平臺技術(shù),對于我國正在推進(jìn)的薯類、木質(zhì)纖維素和2009年溫家寶總理代表中國政府在哥本哈根甜高粱等非糧燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展起到了積極會議上提到2020年實(shí)現(xiàn)我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二的推動(dòng)作用在低碳經(jīng)濟(jì)的大背景下,相信燃料乙醇氧化碳排放比2005年下降40%~45%,這是莊嚴(yán)產(chǎn)業(yè)的未來更美好。的承諾同時(shí)也是十分沉重的責(zé)任。在出臺的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃中,資源能耗低也是關(guān)鍵的選參考文獻(xiàn)擇條件,目前已經(jīng)將新能源等作為未來的戰(zhàn)略性產(chǎn)[1]燃料乙醇替代汽湎發(fā)展迅速[冂].中國設(shè)備工程,2006業(yè),給予重點(diǎn)扶持。生物質(zhì)能源是現(xiàn)階段低碳經(jīng)濟(jì)不可或缺的組成部分。在纖維素乙醇沒有產(chǎn)業(yè)化突[2]黎貞崇黃志民,楊登峰,等.彩響木薯燃料乙醇發(fā)展的破的情況下,這為木薯燃料乙醇的進(jìn)一步發(fā)展提供不利因素及對策[冂].可再生能源,2008,26(3):106了契機(jī)110.可以預(yù)見未來木薯燃料乙醇發(fā)展趨勢以更高效[3]張敏華,董秀芹,呂惠生等具有特殊結(jié)構(gòu)的新型嗄附的原料利用率及能量利用率為最終目標(biāo)。分離裝置:中國,ZL01110852.8[P].2005在現(xiàn)有年產(chǎn)20萬t木薯燃料乙醇示范工程的[4]李洪剛木薯低溫蒸煮酒精發(fā)酵工藝條件的幾點(diǎn)看法[J].山東食品發(fā)酵,1990(1):3基礎(chǔ)上,通過引人生命周期理論( Life Cycle Asses[5]林善民.酒精行業(yè)節(jié)能降耗的重大技術(shù)措施:差壓燕餾ment),對木薯燃料乙醇的全生命周期進(jìn)行能耗分[J].福建糖業(yè),1992(2):49-51析,定量評價(jià)不同工藝條件下的木薯燃料乙醇的能[6]郝懸莢,鄧立康,杜金寶,木薯燃料乙醇生產(chǎn)過程能量綜源效率和其凈能量產(chǎn)出,為木薯燃料乙醇可持續(xù)性合利用模式探討[冂].糧食與食品工業(yè),2009,16(4):30發(fā)展提供量化依據(jù)。進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)工藝,降-33低水耗、能耗和污染。降低生產(chǎn)成本推廣循環(huán)經(jīng)濟(jì)[] Vigon B w, Tolle D A, Carnaby B W,etal. Life cy模式,提高綜合效益,進(jìn)一步擴(kuò)大燃料乙醇的推廣-l:--- and principles[M].范圍。中國煤化工CNMH料乙醇生產(chǎn)的技術(shù)3結(jié)論提升及全生命周期能耗分析[門].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2008中糧年產(chǎn)20萬t項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了該行業(yè)的技術(shù)跨(7):160-162