10万吨_年纤维乙醇发酵工段工艺设计开题报告.pdf

毕业设计开题报告 课程名称：10万吨/年纤维乙醇发酵工段工艺设计 班 级： 生工0901班 学 号： 0909030107 姓 名： 飞 指导教师： 姚 秀 清 2013年 3 月 15 日 一、文献综述 1.课题的背景及其简介 在2000多年前，人类就开始酿造酒精 （又称乙醇），但大部分都是致力于酒的酿造。 20 50 50 酒精生产技术进一步发展始于 世纪 年代， 多年来，酒精工业在许多专家、学者和 工程技术人员的努力下取得了众多科技成果，提高了酒精生产的技术水平，但总体发展 势头平缓。近年来，在矿产和石油等能源日益枯竭和世界性能源危机的刺激下，燃料乙 99.5% v/v 醇（乙醇含量 以上（ ））作为一种绿色可再生能源而拔地而起，使发酵酒精工 业呈现出前所未有的快速发展历程，古老的发酵酒精工业在能源领域找到了自己的位 置。 乙醇的用途可以分为燃料乙醇、工业乙醇和食用乙醇三大类，目前世界上乙醇的主 要用途是用于燃料。乙醇是燃料乙醇中最主要的能源物质之一，它以玉米、薯类、小麦、 糖蜜或植物等为原料，经发酵 、蒸馏而制成，将乙醇进一步脱水再经过不同形式的变 性处理后成为变性燃料乙醇。燃料乙醇也就是用粮食或植物生产的可加入汽油中的品质 改善剂。它不是一般的乙醇，而是它的深加工产品。当前全世界正面临日益严重的石油 能源危机。能源瓶颈一直制约着经济发展，由于石油等化石燃料日趋枯竭，乙醇已成为 最具潜力的替代品，因此燃料乙醇的生产越来越受到人们的重视，已成为世界上许多国 [1] 家研究的重要领域之一 。 目前世界上主要的乙醇发酵工艺可根据其原料的不同分为：淀粉质乙醇发酵、糖类 乙醇发酵、纤维质乙醇发酵、其他原料发酵四种，就燃料乙醇的生产原料而言，以玉米 等粮食作物为主的乙醇生产会与人争粮，从长远看，包括木材废料、农作物秸秆在内的 木质纤维素类物质是最具前景的燃料乙醇生产原料。 l9 纤维素制乙醇技术在 世纪已提出，并在美国和前苏联建有工厂。其方法是把原料 中的纤维素水解为单糖，再把单糖发酵成为乙醇。该工艺的原料价格虽然便宜，但生产 成本却很高，随着以石油为原料的合成乙醇大量生产，这类厂大都关闭，只有前苏联还 20 60 有生产。我国黑龙江省伊春市的南岔木材水解厂是 世纪 年代引进前苏联设备建成 80 3000t 的， 年代末又引进该国设备与技术进行改造，以木屑为原料，年产乙醇 ，之后因 [2] 缺乏原料等原因而停产 。 20 在 世纪石油危机后，西方国家开始重视生物质制燃料乙醇的技术。以美国国家可 再生能源实验室(NationalRenewableEnergyLaboratory，简称NREL 为代表的研究者进行 了大量的工作，使该技术取得了长足的进步，预期生产成本已降低一半以上。目前纤维 1 乙醇生产在技术上已无问题，但在经济性方面仍需要解决许多制约因素，因此世界各国 所建纤维乙醇生产线大多只能算作示范性工厂，要真正实现纤维乙醇产业化还需要很长 的一段路要走。 总而言之，燃料乙醇的发展与应用，特别是 “纤维乙醇”的发展，植物纤维资源是 地球上分布最广含量最大、品种最多、价格低廉且可再生时间短的有机资源之一，利用 可再生的植物纤维资源生产燃料乙醇对于缓解能源危机具有重大意义。是当前减少石油 消耗的最直接、最有效的方法，特别是可以综合性的解决世界的石油紧缺、粮食过剩、 环境污染等情况，也可以为人类持续发展提供保证。 2．国内外纤维素乙醇的研究与应用现状 2.1 国外纤