[發明專利]燃料乙醇生產裝備及方法

有效

• 申請號: 200710058736.4
• 申請日: 2007-08-14
• 公開（公告）號: CN101157890A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發明（設計）人: 張敏華;呂惠生;董秀芹;李永輝;張志強;錢勝華;劉成;劉宗章
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12P7/06;C10L1/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 王麗

技術領域

本發明涉及一種燃料乙醇生產的新裝備及方法，可有效降低燃料乙醇生產過程中物耗和能耗，提高燃料乙醇作為替代燃料的市場競爭力。

背景技術

由于全球石油資源的緊俏以及生物酶技術的飛速發展，采用發酵法生產燃料乙醇替代汽油的工藝日益廣泛，美國發酵法的燃料乙醇年產量已達到1000多萬噸。我國推廣使用車用乙醇汽油的工作已全面啟動。2001年4月份頒布了《變性燃料乙醇》及《車用乙醇汽油》兩項國家標準，車用乙醇汽油中的乙醇添加量為10％。我國目前已在黑龍江、吉林、遼寧、河南和安徽等地全面推廣。

目前，燃料乙醇生產過程通常采用兩大類原料，一類為玉米、小麥、高梁、水稻、木薯和紅薯等淀粉質原料，另一類為甘蔗和糖蜜等糖質為原料。燃料乙醇生產過程主要包括液化醪制備、發酵、精餾脫水和廢醪液處理四個生產單元。傳統的乙醇生產工藝存在著能耗物耗高，水污染嚴重等問題。因此，采用現代化工技術，改進和完善燃料乙醇生產技術，降低燃料乙醇生產過程的能耗和物耗，減少生產過程中排放物對環境的不利影響，是燃料乙醇作為替代能源的推廣使用的制約因素，越來越受到人們的關注。

發明內容

本發明開發的燃料乙醇生產的新裝備及方法，原料為玉米、小麥、高梁、水稻、木薯和紅薯等淀粉質原料，以及甘蔗和糖蜜等糖質原料，生產過程主要包括液化醪制備、發酵、精餾脫水和廢醪液處理四個生產單元，解決了目前燃料乙醇生產工藝存在著能耗物耗高，工藝水用量及排放量大等問題。

本發明的燃料乙醇生產方法，包括液化醪制備、發酵、精餾脫水和廢醪液處理四個生產單元，液化醪制備單元的拌料水為發酵單元的CO₂洗滌塔的洗滌水、精餾脫水單元的回收塔釜采廢水和廢液處理單元的部分蒸發凝水，這些水通過管線送入液化醪制備單元的拌料器。

所述的液化醪制備單元，噴射器液化后的液化醪進入到液化醪閃蒸罐降溫，產生的閃蒸汽通過管線送至粉漿罐加熱粉漿。

所述的液化醪制備單元，溫度為80℃～100℃的液化醪通過管線送入換熱器冷卻降溫，部分冷卻介質為CO₂洗滌塔的洗滌水，通過換熱器加熱后的CO₂洗滌塔的洗滌水，通過管線送至液化醪制備單元的拌料器用于拌料。

本發明的燃料乙醇生產方法的生產裝備，精餾脫水生產單元包括粗塔、精餾塔、回收塔和分子篩吸附塔。

燃料乙醇生產裝備的操作方法是：發酵成熟醪進料通過管線分成兩部分，分別送至粗塔和精餾塔，僅在回收塔塔釜通入新鮮蒸汽加熱，回收塔塔頂產生的物料蒸汽通過管線送至精餾塔再沸器，加熱精餾塔，精餾塔塔頂的部分物料蒸汽通過管線送至粗餾塔再沸器，加熱粗餾塔，剩余的精餾塔塔頂的物料蒸汽通過管線送至分子篩吸附塔進行脫水操作。

其中回收塔操作絕對壓力為0.3～0.8MPa，精餾塔操作絕對壓力為0.1～0.6MPa；粗餾塔操作絕對壓力為0.005～0.4MPa。

本發明的燃料乙醇生產方法，所述的廢醪液處理單元，氣流干燥裝置排出的蒸汽溫度為100～200℃，蒸汽通過管線送入多效蒸發裝置，用來濃縮清液；清液經多效蒸發裝置濃縮后排出的濃漿與固液分離裝置排出的濕糟混合后，進入氣流干燥裝置干燥脫水，多效蒸發裝置產生的蒸發凝水通過管線部分送至液化醪制備單元，用于粉漿拌料，剩余的蒸發凝水通過管線送至送至厭氧罐處理；厭氧處理后的蒸發凝水從罐頂溢流至好氧池，厭氧罐排出的沼氣通過凈化裝置處理后，送入熱風爐燃燒利用；經過好氧處理過的蒸發凝水再通過管線送至膜超濾凈化裝置進一步脫雜處理，處理后的蒸發凝水全部用作酒精生產過程中的循環冷卻水的補水，富含雜質的水通過管線再返回厭氧罐處理。

該發明通過工藝廢水合理的處理和回配，以及能量的多級多效的利用，實現了酒精生產過程新鮮工藝水消耗量為零，以及生產過程中工藝污水的零排放；生產噸燃料乙醇產品的全流程的工藝蒸汽消耗約為1.9～2.6噸。燃料乙醇生產新方法的生產流程圖詳見圖1-液化醪制備單元流程圖、圖2-發酵單元流程圖、圖3-精餾脫水單元流程圖、4-廢醪液處理單元流程圖，燃料乙醇生產新裝備和方法的的具體生產過程說明如下：

1.液化醪制備單元