[发明专利]纤维素原料制备乙醇的方法和系统及其应用

权利要求书

1.一种纤维素原料制备乙醇的方法，其特征在于，该方法包括：对纤维素原料依次进行粉碎、水解、酶解、发酵和蒸馏，得到乙醇；

其中，所述水解的方法包括：

(1)对纤维素原料粉碎物进行酸洗，得到酸洗物料和第一废酸液；

(2)将所述酸洗物料与酸液混合均匀，得到混酸物料，并对所述混酸物料进行酸水解，得到酸水解物料；

(3)对所述酸水解物料进行蒸汽爆破，得到水解后的物料和气爆蒸汽；

其中，在对所述混酸物料进行酸水解前，还包括对所述混酸物料进行第一脱水处理，得到脱水物料和第二废酸液；

将所述第二废酸液进行固液分离得到第二废酸清液和酸渣；

将所述第二废酸清液循环至所述酸洗步骤作为至少部分酸洗用酸，并将所述酸渣返回至所述混酸物料中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述酶解的方法包括：将所述水解后的物料通过混料绞龙输送至酶解步骤，并进行酶解，得到酶解液；

优选地，该方法还包括：在所述混料绞龙中，将所述水解后的物料与纤维素酶混合；

优选地，所述混料绞龙具有桨式结构的桨片。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述发酵的方法包括：将菌种接种到酶解液中进行发酵，得到成熟醪液；

优选地，该方法还包括：对发酵过程中产生的CO₂进行洗涤，并将得到的洗涤液返回至所述成熟醪液中。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述蒸馏包括粗馏和精馏；

其中，所述粗馏在粗馏塔中进行，所述粗馏塔配置有粗馏塔再沸器，所述粗馏塔再沸器的至少部分热源来自所述气爆蒸汽，所述气爆蒸汽在所述粗馏塔再沸器中进行换热形成粗馏凝液；

优选地，该方法还包括将所述粗馏凝液循环至所述酸水解步骤中用作至少部分配酸水。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述精馏在精馏塔中进行，所述精馏塔配置有精馏塔再沸器；所述精馏塔再沸器的热源来自新鲜蒸汽，所述新鲜蒸汽在所述精馏塔再沸器中进行换热形成精馏凝液；

优选地，该方法还包括将所述精馏凝液循环至所述酸水解步骤中用作至少部分配酸水；

优选地，该方法还包括将精馏过程中产生的塔釜凝液循环至所述酸水解步骤中用作至少部分配酸水。

6.一种纤维素原料制备乙醇的系统，其特征在于，该系统包括：

粉碎单元，用于对所述纤维素原料进行粉碎，得到纤维素原料粉碎物；

水解单元，用于将所述纤维素原料粉碎物进行水解，得到水解后的物料；

酶解单元，用于将所述水解后的物料进行酶解，得到酶解液；

发酵单元，用于将所述酶解液进行发酵，得到成熟醪液；

蒸馏单元，用于将所述成熟醪液进行蒸馏，得到乙醇；

其中，所述水解单元中包括：

酸洗单元，用于将所述纤维素原料粉碎物进行酸洗，得到酸洗物料和第一废酸液；

混酸单元，用于将所述酸洗物料与酸混合均匀，得到混酸物料；

酸水解单元，用于对所述混酸物料进行酸水解，得到酸水解物料；

蒸汽爆破单元，用于对所述酸水解物料进行蒸汽爆破，得到水解后的物料和气爆蒸汽；

其中，所述酸水解单元中设置有第一脱水装置，用于在对所述混酸物料进行酸水解前，对所述混酸物料进行第一脱水处理，得到脱水物料和第二废酸液；

其中，所述系统还包括废酸液处理单元，用于将第二废酸液进行固液分离得到第二废酸清液和酸渣；

所述废酸液处理单元通过管路与所述酸洗单元连接，用于使所述第二废酸清液输送至所述酸洗单元作为至少部分酸洗用酸；

所述废酸液处理单元通过管路与所述混酸单元连接，用于将所述酸渣返回至所述混酸物料中。