2013年纖維素乙醇產業化技術發展

      目前，世界多家公司及研究機構正在積極開展纖維素燃料乙醇產業化技術的研發，關鍵生產技術實現突破，逐步形成了纖維素乙醇成套生產技術，產業處于工業化初期階段，多套示范性工廠正在建設，纖維素乙醇產業發展正步入工業化的新時代。

     Chempolis生產技術

     Chempolis技術主要借鑒傳統的造紙工藝技術，充分利用生物質中的纖維素、半纖維素及木質素三大組分，生產乙醇、糠醛、乙酸、飼料和木質素燃料等多種化學產品。2010年，采用Chempolis公司的生產技術在芬蘭Oulu投建了處理原料能力為2.5萬t/年的示范工廠。

     該工藝主要由原料預處理，木質素回收，乙酸及糠醛化學品分離，纖維素水解發酵，燃料乙醇產品分離及廢醪液處理等生產單元組成。原料預處理過程外加甲酸基生物溶劑高溫處理纖維素原料，實現木質素選擇性脫除；利用固液分離將富含木質素、糠醛、乙酸的物料分離，采用多效蒸發濃縮回收木質素，通過多塔精餾分離得到糠醛、乙酸等化學產品，回收工藝水；預處理后的纖維素經酸洗、水洗、酶解發酵得到發酵醪，發酵醪經精餾脫水操作得到乙醇產品；廢醪液通過固液分離、蒸發濃縮回收固相物，固相物可作為燃料或飼料，回收的工藝水返回系統。

     該工藝過程由于采用外加甲酸的預處理工藝，并通過精餾、蒸發濃縮操作回收糠醛、水及酸催化劑等，操作費用及設備材質要求較高，設備投資較高，關于裝置投資及運行的經濟數據未見詳細報道。

     TUS生產技術

     纖維素乙醇產業化技術同樣受到了中國相關企業及研究機構的關注，經過多年的不懈努力，逐步形成了具有自主知識產權的纖維素乙醇成套生產技術，并建成了工業規模的示范性工廠。

     TUS技術以燃料乙醇為主要目標產品，同時兼顧半纖維素及木質素的最大化利用，生產流程力求簡捷，環境友好，產品能量投入產出比高。在纖維素原料預處理過程中采用高溫水熱工藝，不外加酸堿等溶劑，利用半纖維素水解過程中產生的醋酸及酒精發酵過程中產生的CO2，強化水合氫離子（H3O+），它能使半纖維素中糖苷鍵鍵能減弱而斷裂，降解為五碳糖溶于酶解發酵醪液中，破壞木質素的骨架結構，預處理液中發酵抑制物含量低，不需要加堿中和，預處理效果不同于Chempolis預處理技術對于半纖維素及木質素的徹底脫除；酶解發酵過程中采用多級酶解配料工藝解決了纖維素原料溶脹性強，高固含量的酶解液粘度大，配制困難等工程難題，纖維素酶解發酵收率大于80%，發酵醪酒度穩定在4%以上；采用三效熱耦合精餾技術及與精餾過程耦合的分子篩變壓吸附脫水工藝，實現酶解發酵及精餾脫水主生產工藝的噸燃料乙醇蒸汽消耗低于3.0t；原料自催化預處理工藝的采用，使半纖維素通過生產沼氣得到資源化利用，解決了廢水處理難度大、費用高的環境友好性難題。2011年張敏華等承擔了山東濟南圣泉集團年產2萬t纖維素乙醇生產裝置的技術研究及工程化項目，TUS關鍵技術得到成功應用，形成了具有自主知識產權的纖維素乙醇成套生產技術。