纖維素乙醇轉(zhuǎn)化評(píng)價(jià)體系的建立及利用其對(duì)秸稈顆粒的探索.pdf

1、目前，以纖維質(zhì)原料生產(chǎn)纖維素乙醇尚處于研究和示范工廠階段，原料供應(yīng)和技術(shù)轉(zhuǎn)化問題一直是制約其產(chǎn)業(yè)化的主要瓶頸。我國(guó)主要以農(nóng)作物秸稈為原料生產(chǎn)纖維素乙醇，面對(duì)眾多的生物質(zhì)原料，缺乏相關(guān)技術(shù)評(píng)價(jià)體系對(duì)其進(jìn)行篩選和評(píng)價(jià)。
　　 纖維素乙醇的生產(chǎn)方法有水解法和熱化學(xué)法，水解法是指將原料中的多糖轉(zhuǎn)化為乙醇;熱化學(xué)法是將原料氣化得到的合成氣轉(zhuǎn)化為乙醇，目前運(yùn)用較多的技術(shù)是水解法。纖維素是線性長(zhǎng)鏈大分子聚合結(jié)構(gòu)，其分子通過大量氫鍵聚合，使得其

2、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此需要先將其預(yù)處理，之后將纖維素轉(zhuǎn)化為六碳糖，半纖維素轉(zhuǎn)化為五碳糖，最后將糖類發(fā)酵為乙醇。本文遵循化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)的分析決策過程，初建纖維素乙醇轉(zhuǎn)化評(píng)價(jià)體系，運(yùn)用德爾菲法、頻度分析法、層次分析法等評(píng)價(jià)方法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立技術(shù)指標(biāo)等3個(gè)一級(jí)指標(biāo)，原料組成、生產(chǎn)過程等7個(gè)二級(jí)指標(biāo)，纖維素含量、轉(zhuǎn)化裝置規(guī)模、燃料化利用率、原料成本、纖維素乙醇目標(biāo)價(jià)格、CO2排放等22個(gè)三級(jí)指標(biāo)為評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;根據(jù)對(duì)專家調(diào)查表的統(tǒng)計(jì)，得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)的

3、權(quán)重并根據(jù)權(quán)重大小確定該體系的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，得出纖維素乙醇轉(zhuǎn)化率(w=0.1994)、轉(zhuǎn)化裝置規(guī)模(w=0.1040)、纖維素酶成本(w=0.0595)、纖維素含量(w=0.0581)、原料成本(w=0.0510)、CO2排放(w=0.0448)以及半纖維素含量(w=0.0434)等主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。對(duì)小麥秸稈、玉米秸稈、甜高粱秸稈等三種農(nóng)作物秸稈進(jìn)行篩選分析，得出每種原料的最適宜轉(zhuǎn)化路線;并根據(jù)層次分析法對(duì)三種原料打分，得到綜合得分小麥秸

4、稈(0.1551)、玉米秸稈(0.2034)和甜高粱秸稈(0.1416)，可見玉米秸稈的綜合得分稍高，而且玉米秸稈的生物質(zhì)含量和纖維素轉(zhuǎn)化率較高，重點(diǎn)分析玉米秸稈的原料供應(yīng)模式。
　　 對(duì)現(xiàn)有農(nóng)作物秸稈的原料收-儲(chǔ)-運(yùn)體系調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)存在一些問題:玉米秸稈的收獲受季節(jié)性制約，不能做到原料的穩(wěn)定性供應(yīng);由于玉米秸稈體積較大，需占用較大的儲(chǔ)存面積和較多的運(yùn)輸車輛;另外玉米秸稈的安全儲(chǔ)存也尤為重要，纖維素乙醇的轉(zhuǎn)化對(duì)原料品質(zhì)（如含水

5、量要求20％以下、是否夾雜泥土、是否發(fā)生霉變等）的要求較高，所以現(xiàn)有原料供應(yīng)模式在玉米秸稈的收購(gòu)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸各個(gè)環(huán)節(jié)尚存在很大的改進(jìn)空間。針對(duì)此，提出將原料顆?；鳛槔w維素乙醇的原料，據(jù)調(diào)查，玉米秸稈顆粒化對(duì)原料的生物質(zhì)組成沒有改變。通過對(duì)玉米秸稈顆粒制纖維素乙醇從生物質(zhì)含量變化和原料供應(yīng)成本方面進(jìn)行的分析和評(píng)價(jià)，得出秸稈顆?；螅侠w維素含量為38.75％，與顆粒化之前的39.41％相比差別不大，可見顆?；⒉挥绊懫渖镔|(zhì)含量，具備