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以纤维素为原料生产燃料乙醇产业已经成为新能源发展的重要方向,但由于生产技术尚未完全成熟,所以纤维素乙醇还没有实现商业化。为了促进纤维素乙醇的发展,有必要对其进行技术经济分析,本文针对是否利用戊糖制取乙醇这个问题展开了详细研究:
对原料玉米秸秆收集半径、工厂规模以及秸秆到厂价格进行分析得出:合理的纤维素乙醇工厂规模在2000~4000吨/天,此时的收集半径在38~55公里之间,原材料的成本为350~380元/吨。
运用ASPEN软件对(己)糖发酵制乙醇工艺进行技术经济分析,得出日处理量2000t玉米秸秆时,此工艺生产吨乙醇需消耗原料7.76t,耗水量8.89t,废水排量12.7t。与水分回收之前相比,水用量减少了80.4%,废水排量减少了73.8%。同时,生产吨乙醇时消耗的各种形式能量为39.79×109J,产出能量66.95×109J,能量产出大于能量投入。工艺总投资为3.3亿元,可变费用为5.6亿元,固定费用为2115万元,乙醇生产成本为6735元/吨。当按照国家规定燃料乙醇售价计算时,项目在经济上不可行。分析原料玉米秸秆的价格、纤维素酶的价格以及产品乙醇的售价对流程经济性的影响,计算出若要项目可行,则要求原料价格不可超过313元/吨,酶成本不能高于450元/吨乙醇,产品售价不能低于7900元/吨。但是以目前的技术水平,这些要求都处在不利的地位。
运用ASPEN软件对(己)糖和戊糖共发酵制乙醇工艺进行技术经济分析,得出日处理量2000t玉米秸秆时,此工艺生产吨乙醇需消耗原料4.82t,耗水量6.21t,废水排量8.46t。与水分回收之前相比,水用量减少了75.6%,废水排量减少了69.5%。同时,生产吨乙醇时消耗的各种形式能量为28.33×109J,产出能量30.73×109J,能量产出大于能量投入。工艺总投资为4.16亿元,可变费用为8.43亿元,固定费用为2396万元,乙醇生产成本为6342元/吨。当按照国家规定燃料乙醇售价计算时,项目在经济上可行。分析原料玉米秸秆的价格、纤维素酶的价格以及产品乙醇的售价对流程经济性的影响,计算出若要项目可行,则要求原料价格不可超过430元/吨,酶成本不能高于1113元/吨乙醇,产品售价不能低于7070元/吨。
与烯酸预处理方法相比,蒸汽爆破预处理方法耗水量降低了36.2%,能耗降低了51.7%,具有反应设备简化,能耗低的优点,可以被认为是较佳预处理方法之一。
最后通过对影响流程经济性因素的分析可以得出原料成本、酶成本对流程经济性的影响很大,特别是酶成本,我们可通过降低酶成本,提高酶活性来降低乙醇的生产成本,从而提高经济效益。