生物液化技术
a) 燃料乙醇技术
燃料乙醇生产方法: 1化学合成法 用化学方法使乙烯与水结合生成的乙醇称之为合成乙醇.以区别于用发酵法制取的乙醇。化学合成法又分为乙烯间接水合法和乙烯直接水合法。乙烯间接水合法具有效率高、乙烯单程转化率高、原料纯度要求不苛刻、反应温度及压力不高等优点,但此工艺过程产生大量稀硫酸。对设备造成严重腐蚀,限制了该工艺的发展。乙烯直接水合法的工艺流程合理,对设备腐蚀小,易形成大型化、现代化的规模生产,有逐渐代替间接水合法的趋势。2发酵法生物发酵法 是以淀粉质、糖或纤维素等为原料,通过缀生物代谢产生乙醇.该方法生产出的乙醇杂质含量较低。生物发酵法生产乙醇的基本过程可总结为:原料琏堡糖徼蟛氅乙醇醪液骂乙醇实质上.微生物是这一过程酌主导者,也就是说微生物的乙醇转化能力是乙醇生产工艺中菌种选择的主要标准。
乙醇发酵工艺: 1间歇式发酵间歇式发酵是指全部发酵过程始终在一个发酵罐中进行。由于发酵罐容量和操作工艺的不同,间歇发酵有以下几种方法。(1)一次加满法将糖化醪冷却到27∞O‘℃后。接入大约为糖化醪量10%的酒母混合均匀.经60一叮2h的发酵即成熟。此法操作筒便,易于管理,但酒母用量大,适用于糖化锅与发酵罐客积相等的小型乙醇厂。(2)分次添加法将发酵罐容积1/3左右的糖化醪入罐后。接入10%酵母进行发酵;2-3h后,第2次加入糖化醪;再隔2-3 h。第3次加入糖化醪。直至加到发酵罐容积的90%为止。此法适用于糖化锅容量小而发酵罐客量大的
工厂。2半连续发酵半连续发酵是在主发酵阶段采用连续发酵.而后采用阃歇发酵的方法。在半连续发酵中.醪液的流加方式有两种。第一种方式,将数个发酵罐连接起来组为一组,使前3个罐保持连续发酵状态。开始投产时,第1只罐接入酒母.使该罐始终处于主发酵状态.连续流加糖化醪。待第1罐加满后.流入第2罐。此时可分别向第1。2两罐流加糖化醪,并保持两罐始终处于主发酵状态;待第2罐加满后,自然流入第3罐:第3罐加满后,流入第4罐;第4罐加满后,则由第3罐改流至第5罐;第5罐加满后,改流至第6罐,依次类推。第4。5罐发酵结束后,送去蒸馏。洗刷罐体后再重复以上操作。第二种方式,由7^8个罐串联组成一组,用管道将前罐的上部接通下罐的底部。投产时。先制备1/3体积的酒母,加入第1只发酵罐;在保持主发酵状态下,流加糖化醪至满罐,流入第2罐。待第2罐醪液加至罐客113时,糖化醪转流加至第2罐;第2罐加满后。流入第3罐。重复下一罐操作。直至末罐。3循环连续发酵法将90个罐串联组成连续发酵罐组,其流程是从前罐的上部流入下罐的底部。投产时。先将酒母打入第1只罐,同时加入糖化醪.在保持该罐处于主发酵状态下,流加糖化醪至满,自然流入第2罐,再依次流入下一罐,直至末罐。待醪液流至末罐并加满后。发酵醪即成熟。将末罐成熟的发酵醪送去蒸馏。洗刷末罐并杀茵,重新接种发酵,然后以来罐为首罐,以相反方向重复以上操作。进行循环连续发酵。
b) 生物柴油技术
生物柴油是指由甲醇等醇类物质与油脂中的主要成分甘油三酯发生酯交换反应,生成相应的脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯即生物柴油。生产生物柴油的原料很多,既可以是各种废弃的动植物油,也可以是含油量比较高的油料植物。我国生物柴油的研究开发也取得了一些重大成果,产生了若干生产生物柴油的企业,如海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和福建卓越新能源发展公司。他们都已开发出拥有自主知识产权的技术,并相继建成了超过l万t的生产规模。生物柴油的生产方法有酸碱法和酶法。其中,酸碱法技术已成熟,已大量使用,但污染较重;酶法技术未成熟,成本高。生物柴油作为一种优质的液体燃料,是我国生物质能产业的一个发展方向。
c) 合成燃料技术
合成燃料是指采用热化学转化的方法将生物质先气化制成合成气,再经费托合成等工艺生产高品质的醇、醚及烃类燃料,以替代汽油、柴油等液体燃料。合成燃料由于投资大,成本高,系统集成还存在一定问题,国内外还未真正投入使用。但因其具有品质高,环保,易于在动力系统上直接使用等优点,是未来生物质利用的重要方向之一。
主要合成产品与用途:甲醇、低碳醇、二甲醚、LPG、汽、柴油、其他化学品等汽油添加剂化学品、第二代民用燃料、发动机燃料、发动机燃料。原料适应性广,包括农业、林业废弃物、各种速生的能源植物,以及由各种生物质固化而成的“生物质煤”、液化而成的“生物质浆”、“生物油”均可适用于该技术;超洁净燃料,无N0x、SOx和黑烟排放;可直接作为生活用能和交通运输动力燃料;“第二代生物燃料”,发展前景广阔。
d) 直接液化技术
直接液化是一个低温高压、有催化剂参与情况下的将生物质转化为液体的一种热化学反应过程, 在中等温度、较高压力以及氢气参与的情况下也可以发生。直接液化可以通过改变溶
剂、液化温度、压力和催化剂等反应条件来改变液化产物的性质, 获得不同用途的液化产品, 其产物可以替代部分石化产品, 还可以进一步作为化工原料生产其他产品。主要包括快速热解液化和加压液化呻。目前,我国浙江大学、中国科学技术大学已建成多种快速热解示范装置,但尚未实现产业化,仍处在实验室研究阶段。