技术详细介绍
技术简介：
发展燃料乙醇的主要目的是解决一次性能源潜在数量有限的问题，并提高汽油、柴油的燃烧水平，有利于加强环境保护。
汽车使用的汽油，由于含氧量极低致使燃烧不充分，需要添加含氧物。以往是在汽油中添加甲基叔丁基醚（methyl tertiary butyl ether， MTBE）或其他醚类，以便增氧防爆。但是，近年来发现MTBE有很强的致癌性和毒性。特别是经汽车尾气排出的MTBE非常易于渗入地下水，造成井水污染。虽然乙醇的燃烧值仅仅是汽油燃烧值的2/3，但是乙醇分子中含有氧，燃烧过程中抗爆性能良好。当汽油中乙醇含量不超过15%时，对于汽车的行驶性能无明显影响，但尾气中的CO、NOx化合物和碳氢化合物的含量可明显降低30%～50%。燃料乙醇不仅解决了增氧抗爆问题，还消除了MTBE造成的环境和地下水污染，同时亦部分解决了一次性能源潜在的数量危机问题。
一次性能源最终是有限的，人类在一个多世纪的开采利用中，石油资源的日益减少和枯竭已经逐渐显露出来。改革开放近30年，我国经济迅速崛起，工业飞速发展，对于石油和需求量已位居世界第二，未雨绸缪，尽快发展我国的燃料乙醇具有重要现实意义和历史意义。
技术的应用领域前景分析：
由于诸多方面原因，世界各国日益重视燃料乙醇的生产，21世纪燃料乙醇将有很好的发展及应用前景。
1．原料资源 世界各国占有土地资源不同，耕作结构、制度、布局也不相同。美国、加拿大、澳大利亚等除生产粮食外，还有较多土地可用于生产制造乙醇需要的原料；欧盟一些国家及日本、新加坡、中国等国家，则人多地少。然而，每个国家都有适宜于种植粮食作物的土地及森林资源，还有零星的土地、荒漠、瘠地与水资源贫乏的土地，仍可以挖掘潜力来种植适宜的能源植物。如美国，早在20世纪80年代，就在科罗拉多州及夏威夷等地建立了种植能源植物的农场，除了培植多个品种进行筛选外，还重点开发杂交杨和柳枝稷（switch grass）。该多年生蜀黍类植物，茎秆比水稻、小麦略高，生长迅速；所需要的化肥要比玉米少得多，收割之后土壤中多数养分能得到保持；使用农业机械边收割边打成捆，收割效率要比玉米等作物高，是很好的植物纤维生产乙醇的原料。每英亩（1英亩=6。072亩=4046。80㎡）杂交杨与柳枝稷产量分别为6。35t、4。54t，然而柳枝稷需要的杀虫剂、肥料及机械等费用低，生产每吨柳枝稷及杂交杨的总成本分别是54。38美元、56。19美元。
2000年，加拿大与美国对不同原料生产的乙醇所组成的E10及E85的整个生命周期中CO2排放进行比较，结果见表2。
从表2分析，汽车每行驶1英里（1英里=1。609km）排放CO2量是不同的。燃料乙醇E85要比E10的CO2少。以柳枝稷为原料生产燃料乙醇，在生命周期中排放的CO2量降低的比例更多。可见柳枝稷是值得人们关注的生产燃料乙醇的能源草本植物。
表2 乙醇汽油混合燃料与汽油生命周期CO2排放的比较①
项 目 原油（汽油） 谷 类 柳枝稷 谷类茎秆
E10 E85 E10 E85 E10 E85
车辆行驶里程/kg 596。6 594。4 547。7 594。4 547。7 594。4 547。7
CO2排放量/g 510。3 490。6 315。3 476。1 147。7 480。7 197。6
CO2降低率/% 3。9 38。2 6。7 71。0 5。8 61。3
①引自贾树彪等主编《新编酒精工艺学》。
注：E10指燃料汽油中混入乙醇量为10%；E85则指燃料汽油中混入乙醇量为85%。
2．价格及预期效益 由于生产各个环节主要技术的进步、原料成本的降低及综合利用等因素，国外燃料乙醇的价格在逐步降低。专家分析认为，对于清洁燃料（乙醇等）而言，其价格的评估，还应将使用它们时的能降低CO2的排放量及汽车尾气中有害排放物所体现的社会效益包括在内，即由于空气净化后，人们治病及住院的所有费用减少，个人及国家开支减少等。此外，由于使用石化燃料会使CO2排放量增加，有些国家还因此进行额外的征税，再加上石油价格波动上涨的因素，燃料乙醇在市场价格方面能与汽油及柴油竞争的日子已经为期不远。
即使不考虑上述燃料乙醇与石油燃料相抗衡的有利因素，仅仅就乙醇本身价格与汽油、柴油竞争的也指日可待。美国1992年用玉米生产乙醇约330万吨（11亿升），每升价格为0。28～0。52美元。美国能源部2005年曾计划用生物质通过酶水解法生产乙醇713万吨（90亿升），每升价格为0。2美元，计划到2030年生产乙醇6737万吨（850亿升），每升价格为0。14美元。
据美国咨询公司（USA Consultants Inc。）报道，美国根据可再生燃料乙醇法规（renewable fuel standard），要求2012年乙醇的年消费量由2001年的540万吨增加到1500万吨。其中主要原因是使用可再生燃料可得到诸多效益；减少原油进口0。219亿吨，并从中减少商贸逆差340亿美元；大约消耗4930万吨谷物及507万吨大豆，其中大豆用于生产生物柴油，可从中增加城乡居民收入517亿美元；因此，美国计划为可再生燃料工厂投资53亿美元，并增加214000个就业岗位。
3．未来能源结构基本概况 在自然界中可以不断在再生的、并有规律地得到补充的能源被称为可再生能源，如由太阳能转换而成的水力能源、风能、生物质能等。它们都可以循环再生，不会因长期使用而减少。经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源被称为非再生能源，如煤炭、石油、天然气、核燃料等。
人类有史以来利用能源、开发能源，并逐渐认识到大自然所赐予的可利用非再生能源资源是相当有限的。随着社会的发展和科学技术的进步，寻找可替代的生物可再生能源已成为人们共同努力的目标。相关专家对世界未来能源结构分析结果见图。
从下图可见，在21世纪，生物质能源将是人类能源利用的主体之一。
对发酵生产与管理的全过程国家已经制定出洁净生产技术行业规范化标准及相关激励措施。这些对于解决能源补充问题、保护生态环境、拉动农业及相关产业的发展，无疑将起到十分重要的作用。
在实际生产中，应当充分挖掘企业内部潜力，提高生产管理水平，应将达标排放、清洁生产提高到民族生存高度来认识；充分回收酒糟液中有的有机物，变废为宝，提高收益。酒糟液回收设备国产化是资金合理利用、保持企业市场竞争力的有效办法；狠抓能源综合利用，节能降耗是实现清洁生产的有效途径。具体实施步骤为：分析污水源和生产现状，确定符合实际的生产工艺流程；分析废液产生原因；制定投入少、效益高、能耗低、排法少的技术标准；建立生产工艺、物料和热量平衡标准化系统；形成最佳的洁净生产方案。
经济收益分析：
厂房条件建议：
备注：