第12卷第1期 2012年2月
过程工程学报
The Chinese Joumal of Process Engineering
纤维素燃料乙醇技术经济分析
姜芹，孙亚琴，滕虎，修志龙，刘春朝”
Vol.12 No.1 Feb.2012
(1.大连理工大学生金科学与技术学院，辽宁大连116024：2.中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室，北京100190)）摘要：考察了以玉米秸轩为原料生产燃料乙醇的工艺流程，对年产5万t燃料乙醇的生产工艺进行了技术经济和敏感性分析.热馏能耗分析表明，当发酵酵中乙醇浓度高于4%()时蒸馏的能耗比较低。年产5万t燃料乙醇的直接周定成本约1.37亿元，乙醇的最低成本为8425/.该工艺能副产3.75万tCO,和215t杂醇油，可带来额外收益2386
万元.经济敏感性分析表明，纤维素酶价格对生产成本的影响较显著，副产物CO2的回收利用可明显增加收益关键词：玉米秸秆；纤维素：燃料乙醇：技术经济分析
中图分类号：TQ033 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2012)01-0097-08
示范工程：天冠集团9采用化学预处理和酶水解工艺，
近年来，随着世界能源需求的增加和石油资源的日渐枯竭，可再生生物质资源和能源受到越来越多的关注，其中燃料乙醇就是研发的热点之一，发酵法制取燃料乙醇的原料主要分为糖、淀粉和木质纤维素3种，甘燕和玉米是目前燃料乙醇生产的主要原料由于糖和淀粉类原料都可食用，用来生产燃料乙醇存在与人争粮的间题，且玉米成本占生产成本的40%以上(2]，因此目前燃料乙醇生产面临道义和成本双重压力，人们对纤维素乙醇寄予厚望3，虽然自然界中木质纤维素类原料如秸秆等非常丰富，但其复杂的结构导致乙醇生产工艺繁琐、原料利用率低、分离能耗大，致使生产成本高于采用糖和淀粉类原料，充分利用木质纤维素原料、简化工艺、降低生产成本、减少废水和废渣的排放，是纤维素燃料乙醇研发面临的挑战[4,5]
近几年纤维素乙醇研发很活跃，如ABUS公司间以玉米芯、玉米秸秆等生物质为原料，用锤式粉碎机对添加稀酸的原料进行微粉碎：美国可再生能源实验室(7周开发了稀酸预处理-酶解发酵工艺，约90%纤维素转化为葡萄糖，采用同步糖化共发酵技术使乙醇质量分数达 5.7%：上海奉贤建成燃料乙醇600t/a的工业化示范厂[67]山东东平建立了玉米秸秆发醇燃料乙醇3000va的
Cellulose material
→Pretreatment
- Enzymolysis
建成了300Va玉米秸杆纤维乙醇中试装置：中粮集团10] 采用连续蒸汽爆破预处理和酶水解工艺，建成年产500t 玉米秸秆纤维素乙醇试验装置，其中酶制剂由中粮集团与丹麦诺维信公司联合开发，
基于以上工艺，本着高效、经济和可持续发展生物质燃料乙醇的理念，本工作考察了以玉米秸秆为原料生产燃料乙醇的整个流程，对生产工艺进行了技术经济分析.通过各工段各种方法的比较分析，评述了最经济的技术路线，为燃料乙醇生产工艺节能降耗提出建议，在此基础上提出了以玉米稍秆为原料多产物联产的综合利用工艺，阐述了玉米秸秆生产燃料乙醇的技术经济可行性，达到优化工艺、强化过程降低成本的目的，
纤维素燃料乙醇生产工艺流程
利用纤维素类生物质生产燃料乙醇主要包括4个步露：原材料的预处理、酶法糖化、发酵和乙醇的分离
纯化，即乙醇的粗分离和精制，如图1所示 2.1基于原料成本的生产规模分析
在燃料乙醇的成本构成中，原材料成本起决定性作用5，纤维素乙醇的生产原料多为木屑、农作物秸秆等农林业副产品，不同生物质的纤维素、半纤维素、木质素含量差别很大，如表1所示，由于纤维素乙醇对原料
+ Fermentation
Crude separation
→ Coproduct 4
图1燃料乙醇的生产流程图
Fig.1 Flow chart of fuel ethanol production process
Purification - -
→Fuel ethanol
收热日期：20111028，修回日期：2012-01-09
作奢介：姜片(1986-)，女，山东省微山甚人，硕土研究生，生物化学与分子生物予专业，主要从事燃料乙静炼制研究，E-mail:jiangqin_10@163.com
修龙，通i说联系人，Tel:0411-84706369,E-mail:zhlxiu(@idlut.edu.cn 万方数据