[发明专利]一种联产黄腐酸的纤维素乙醇工厂化生产系统和方法

说明书

本发明涉及一种联产黄腐酸的纤维素乙醇工厂化生产系统和方法，针对现有技术存在的难点和痛点，提出一套完整的联产黄腐酸的高纯度高固含量纤维素生产高浓度乙醇的生产技术集成路线、技术规范，和达到规范要求的途径和方法，实现预处理和乙醇生产的技术系统整合并协调运行。提出碱性蒸馏水脱毒方案、废醪液污水全部转移到预处理单元处理、找到废醪液回用污水量的平衡点并对污水总量控制。结果，高纯度高固含量净化根本解决了纤维素乙醇生产过程的“前端困扰”和“过程障碍”，节省酶剂，纤维素乙醇粗馏废醪液的转移处理彻底解决了纤维素乙醇的“后顾之忧”，使纤维原料中的两大组分——纤维素和非纤维素成分的全部，得到完全利用。

技术领域

本发明涉及农作物秸秆资源综合利用和生物化工、发酵工程与生物质能源领域，具体地说是一种联产黄腐酸的纤维素乙醇工厂化生产系统和方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

产业技术现状及局限：据权威分析，纤维素乙醇产业化的现状是：比粮食乙醇具有资源和市场潜力的纤维素乙醇产业技术示范遭遇了重大挫折，在工业应用阶段出现了重大技术障碍，今后较长时期内难以实现对粮食乙醇的替代。一般认为，纤维素乙醇产业化失败的关键因素在于预处理技术的重大缺陷。采用现有的生物炼制技术进行大规模的产业化(生产纤维素乙醇)基本失去了可能性，生物炼制技术急需以全新的技术思路实现纤维素乙醇产业化技术的突破。

鲍杰“燃料乙醇的技术经济分析”(《2019中国生物产业发展报告》(国家发展和改革委员会创新和高技术司、中国生物工程学会编写，化学工业出版社，北京2020.9)中指出：

“近几年来，具有资源和市场潜力的纤维素乙醇技术示范遭遇了重大挫折，今后较长时期内难以实现对粮食乙醇的替代；到2020年我国纤维素乙醇缺口达到1000万吨。

“纤维素乙醇是玉米秸秆、麦秆、稻草等农作物秸秆、柳枝稷、芒草本植物、木屑等林业废弃物、蔗渣、玉米纤维等工业副产品类型的木质纤维素生物质为原料，通过生物炼制方法生产的燃料乙醇，从石油替代、糖原料替代、秸秆出路、气候和碳税等各方面看，毫无疑问纤维素乙醇是未来燃料乙醇最重要的发展方向。

“纤维素乙醇是燃料乙醇领域研发最为活跃的领域。其产业化进程遭遇的重大挫折主要来自与技术上的失败，而非科学和工程原理的失败。木质纤维素生物炼制加工链的基本环节是由预处理、抑制物脱毒、酶促水解、发酵和产品提纯组成。当这一概念在实际应用中实施时，必须在严格的环境、能耗和转化技术指标约束下，方具备实际应用价值。现有的常规生物炼制技术大多脱离了这些约束条件，从而在工业应用阶段出现了重大技术障碍。这些障碍包括秸秆原料密度低且难以长期储存，大幅提高了原料成本；污水产生量巨大，大幅降低了产业化的可行性；转化效率和技术指标远低于玉米乙醇生产技术，难以与玉米乙醇竞争；纤维素酶仍无法实现成本的实质性降低等。这些重大的技术障碍使得现有的生物炼制技术更倾向于成为一类重污染、高能耗、低技术的落后产能技术，因而在产业化进程中遭遇到失败也是可以预见的”。

并且在针对世界上现有的纤维素乙醇现状做出分析后得出结论：“采用现有的生物炼制技术进行大规模的产业化(生产纤维素乙醇)基本失去了可能性”。

“生物炼制技术急需以全新的技术思路实现纤维素乙醇产业化技术的突破。从根本上讲，纤维素乙醇至少应在排放、能耗、转化指标和经济上与粮食乙醇相当，在生物燃料市场具备与其竞争的水平才有生产的空间。