2013年纤维素乙醇产业化技术发展

      目前，世界多家公司及研究机构正在积极开展纤维素燃料乙醇产业化技术的研发，关键生产技术实现突破，逐步形成了纤维素乙醇成套生产技术，产业处于工业化初期阶段，多套示范性工厂正在建设，纤维素乙醇产业发展正步入工业化的新时代。

     Chempolis生产技术

     Chempolis技术主要借鉴传统的造纸工艺技术，充分利用生物质中的纤维素、半纤维素及木质素三大组分，生产乙醇、糠醛、乙酸、饲料和木质素燃料等多种化学产品。2010年，采用Chempolis公司的生产技术在芬兰Oulu投建了处理原料能力为2.5万t/年的示范工厂。

     该工艺主要由原料预处理，木质素回收，乙酸及糠醛化学品分离，纤维素水解发酵，燃料乙醇产品分离及废醪液处理等生产单元组成。原料预处理过程外加甲酸基生物溶剂高温处理纤维素原料，实现木质素选择性脱除；利用固液分离将富含木质素、糠醛、乙酸的物料分离，采用多效蒸发浓缩回收木质素，通过多塔精馏分离得到糠醛、乙酸等化学产品，回收工艺水；预处理后的纤维素经酸洗、水洗、酶解发酵得到发酵醪，发酵醪经精馏脱水操作得到乙醇产品；废醪液通过固液分离、蒸发浓缩回收固相物，固相物可作为燃料或饲料，回收的工艺水返回系统。

     该工艺过程由于采用外加甲酸的预处理工艺，并通过精馏、蒸发浓缩操作回收糠醛、水及酸催化剂等，操作费用及设备材质要求较高，设备投资较高，关于装置投资及运行的经济数据未见详细报道。

     TUS生产技术

     纤维素乙醇产业化技术同样受到了中国相关企业及研究机构的关注，经过多年的不懈努力，逐步形成了具有自主知识产权的纤维素乙醇成套生产技术，并建成了工业规模的示范性工厂。

     TUS技术以燃料乙醇为主要目标产品，同时兼顾半纤维素及木质素的最大化利用，生产流程力求简捷，环境友好，产品能量投入产出比高。在纤维素原料预处理过程中采用高温水热工艺，不外加酸碱等溶剂，利用半纤维素水解过程中产生的醋酸及酒精发酵过程中产生的CO2，强化水合氢离子（H3O+），它能使半纤维素中糖苷键键能减弱而断裂，降解为五碳糖溶于酶解发酵醪液中，破坏木质素的骨架结构，预处理液中发酵抑制物含量低，不需要加碱中和，预处理效果不同于Chempolis预处理技术对于半纤维素及木质素的彻底脱除；酶解发酵过程中采用多级酶解配料工艺解决了纤维素原料溶胀性强，高固含量的酶解液粘度大，配制困难等工程难题，纤维素酶解发酵收率大于80%，发酵醪酒度稳定在4%以上；采用三效热耦合精馏技术及与精馏过程耦合的分子筛变压吸附脱水工艺，实现酶解发酵及精馏脱水主生产工艺的吨燃料乙醇蒸汽消耗低于3.0t；原料自催化预处理工艺的采用，使半纤维素通过生产沼气得到资源化利用，解决了废水处理难度大、费用高的环境友好性难题。2011年张敏华等承担了山东济南圣泉集团年产2万t纤维素乙醇生产装置的技术研究及工程化项目，TUS关键技术得到成功应用，形成了具有自主知识产权的纤维素乙醇成套生产技术。