燃料乙醇制备与应用.ppt

燃料乙醇制备与应用 一 生物质能简介 燃料乙醇指以生物质为原料通过生物发酵等途径获得的可作为燃料用的乙醇 生物质能就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式 即以生物质为载体的能量 它具有以下特点 可再生性 生物质通过植物的光合作用可以再生 与风能 太阳能同属可再生能源 生物质资源丰富 可保证能源的持续利用 生物质含硫 含氮都较低 灰分含量也很少 燃烧后SO2 NOx和灰尘排放量比化石燃料小得多 是一种清洁的燃料 生物质资源分布广 产量大 转化方式多种多样 生物质的分布比较分散 收集 运输和预处理的成本较高 传统能源面临枯竭 开发新能源已成为人类发展中的紧迫课题 发展生物质能源迫在眉睫 环境危机日益加重 生物质能可代替部分煤炭 石油 天然气等石化燃料 减少温室气体排放 对生态环境具有保护作用 开发生物质能可以减少对石油的依赖程度 对保障国家能源安全具有重要作用 未来的能源结构将是以生物质能等可再生能源为主的多种能源形式并存的可持续的能源系统 二 发展生物质能源的必要性 物理转化 生物转化 热量 电力 直接燃烧 气化 热化学法 热解 直接液化 生物质燃气 木炭或生物油 液化油 化学法 间接液化 直接液化 甲醇 醚 生物柴油 水解发酵 乙醇 沼气技术 甲烷 固体燃料 生物质 化学转化 三 生物质能源的主要利用技术 燃料乙醇简介 燃料乙醇 糖基生物质通过生物发酵方式获得的乙醇 可以制成乙醇汽油 乙醇柴油 乙醇润滑油等工业燃料 可直接作为液体燃料或者同汽油混合使用 而不用更换发动机 汽油中加入燃料乙醇可大大提高汽油的辛烷值 有效地提高汽油的抗爆性 作为汽油添加剂 可减少汽油消耗量 增加燃烧的含氧量 使汽油更充分燃烧 乙醇是可再生能源 这对减少大气污染及抑制温室效应意义重大 燃料乙醇与汽油柴油理化性能对比 燃料乙醇的原料来源 原料的种类谷物原料 玉米 小麦 高粱 水稻 淀粉薯类原料 甘薯 木薯 马铃薯 淀粉糖质原料 甘蔗 甜菜 糖蜜 蔗糖纤维素原料 农作秸秆 林业废弃物等 纤维素 第一代燃料乙醇生产技术 特点 以糖质和淀粉质作物为原料生产乙醇 其工艺流程主要分为五个阶段 即液化 糖化 发酵 蒸馏 脱水 生产工艺流程 第二代燃料乙醇生产技术 特点 以木质纤维素质为原料与第一代技术相比 第二代燃料乙醇技术首先要进行预处理 即脱去木质素 增加原料的疏松性以增加各种酶与纤维素的接触 提高酶效率 预处理技术 生产工艺比较 燃料乙醇国内外发展概况 中国燃料乙醇产业面临主要问题 目前我国的燃料乙醇生产成本较高 企业不能完全通过生产燃料乙醇来盈利 为鼓励燃料乙醇推广 国家对于批准生产的燃料乙醇企业实行定额补贴政策 即免征用于调配车用乙醇汽油的变性燃料乙醇5 的消费税 企业生产调配车用乙醇汽油用变性燃料乙醇的增值税实行先征后返 企业生产调配车用乙醇汽油用变性燃料乙醇所使用的陈化粮享受陈化粮补贴政策 变性燃料乙醇生产和调配 销售过程中发生的亏损实行定额补贴 纤维素酶的成本 是纤维素乙醇能否实现工业化生产的关键因素 目前全世界只有两家企业能够生产用于纤维素工业化水解的酶 一家是丹麦的诺维信 一家是美国的杰能科 后者2005年4月已经被丹尼斯克公司全资收购 两家公司目前垄断着全球酶制剂市场份额的65 以上 并拥有全球最先进的研究设施和菌种库 两家公司目前拥有近4000项专利 而且新型酶制剂开发路径也被诺维信公司注册专利加以保护 燃料乙醇产业发展方向 纤维素燃料乙醇 糖类和淀粉类原料生产乙醇的工艺已经十分成熟 但从能源的投入 产出分析 利用粮食类作物生产液体燃料是不经济的 利用纤维素制取燃料乙醇将是解决生物液体燃料的原料来源和降低成本的主要途径之一 美国 德国 加拿大等国家都开始积极探索纤维素乙醇 美国能源部一位官员说 美国在积极投资开发下一代燃料乙醇 利用非食用物质生产的纤维素乙醇 而不再投资研发基于玉米等粮食作物的传统燃料乙醇 2008年 美国的纤维素乙醇产业化已经进入起步阶段 美国农业部和能源部共同支持了3个纤维素乙醇产业化示范项目 即 Abengoa公司在内布拉斯加州建设的以玉米秸秆作原料的乙醇生产厂 Broin公司在艾奥瓦州建设的以整个玉米 包括秸秆 作原料的乙醇生产厂和Iogen公司在爱