纖維素乙醇轉化評價體系的建立及利用其對秸稈顆粒的探索.pdf

1、目前，以纖維質原料生產纖維素乙醇尚處于研究和示范工廠階段，原料供應和技術轉化問題一直是制約其產業(yè)化的主要瓶頸。我國主要以農作物秸稈為原料生產纖維素乙醇，面對眾多的生物質原料，缺乏相關技術評價體系對其進行篩選和評價。
　　 纖維素乙醇的生產方法有水解法和熱化學法，水解法是指將原料中的多糖轉化為乙醇;熱化學法是將原料氣化得到的合成氣轉化為乙醇，目前運用較多的技術是水解法。纖維素是線性長鏈大分子聚合結構，其分子通過大量氫鍵聚合，使得其

2、結構穩(wěn)定，因此需要先將其預處理，之后將纖維素轉化為六碳糖，半纖維素轉化為五碳糖，最后將糖類發(fā)酵為乙醇。本文遵循化工技術經濟的分析決策過程，初建纖維素乙醇轉化評價體系，運用德爾菲法、頻度分析法、層次分析法等評價方法確定評價指標，建立技術指標等3個一級指標，原料組成、生產過程等7個二級指標，纖維素含量、轉化裝置規(guī)模、燃料化利用率、原料成本、纖維素乙醇目標價格、CO2排放等22個三級指標為評價指標體系;根據對專家調查表的統(tǒng)計，得到各評價指標的

3、權重并根據權重大小確定該體系的主要評價指標，得出纖維素乙醇轉化率(w=0.1994)、轉化裝置規(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)等主要評價指標。對小麥秸稈、玉米秸稈、甜高粱秸稈等三種農作物秸稈進行篩選分析，得出每種原料的最適宜轉化路線;并根據層次分析法對三種原料打分，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含量和纖維素轉化率較高，重點分析玉米秸稈的原料供應模式。
　　 對現有農作物秸稈的原料收-儲-運體系調研分析，發(fā)現存在一些問題: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;由于玉米秸稈體積較大，需占用較大的儲存面積和較多的運輸車輛;另外玉米秸稈的安全儲存也尤為重要，纖維素乙醇的轉化對原料品質（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，所以現有原料供應模式在玉米秸稈的收購、儲存、運輸各個環(huán)節(jié)尚存在很大的改進空間。針對此，提出將原料顆?；鳛槔w維素乙醇的原料，據調查，玉米秸稈顆?；瘜υ系纳镔|組成沒有改變。通過對玉米秸稈顆粒制纖維素乙醇從生物質含量變化和原料供應成本方面進行的分析和評價，得出秸稈顆粒化后，原料纖維素含量為38.75％，與顆?；暗?9.41％相比差別不大，可見顆?；⒉挥绊懫渖镔|含量，具備