农业废弃物玉米秸秆生物质乙醇与纤维联产技术
admin
2022-09-18
农业废弃物玉米秸秆生物质乙醇与纤维联产技术
技术编号
SXS-040
提供单位
陕西科技大学
技术大类
资源能源利用技术
联系人
张素风
技术类型
全生命周期资源节约和循环利用技术
电话
15091096432
邮箱
zhangsf@sust.edu.cn
适用范围
废弃物资源化利用;轻工科学;生物质能源。
推荐单位
陕西省科技厅
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技术简要说明以玉米秸秆为原料,通过玉米秸秆全组分分离技术,得到秸秆穰叶和秸秆皮等组份。秸秆穰叶作为纤维素乙醇的生产原料;秸秆皮作为秸秆浆粕(溶解浆)的生产原料。分别研究了纤维素乙醇生物质厌氧连续发酵技术和溶解浆清洁制备技术,可实现秸秆综合利用多元化发展。关键设备包含仿生发酵罐和无氧蒸煮器。
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Technical Brief Description
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技术提供方陕西科技大学
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技术主要指标信息纤维素乙醇技术:干物质降解率达到50%,乙醇得率达到15%。 浆粕指标:甲种纤维素含量达到95%,浆粕得率30%。
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商业应用情况0
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希望在技术转移过程中得到的帮助/支持
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商业应用单位联系人/电话/邮箱
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设备投资本技术主要涉及仿生发酵罐以及无氧蒸煮器。以投资新建30万吨玉米秸秆生物质乙醇与纤维联产工厂为例,其中仿生发酵罐系统需要一次性投入金额5000万元,而无氧蒸煮器及相关体系设备一次性投入5000万元。此外,场地及其它小型设备大约一次性投入3000万元。总投资1.3亿元左右。设备使用时间大约为10年。
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年运行维护费用每利用1吨秸秆的成本如下: 原料成本:300元;化学品、水、电费成本:120元;人工成本:60元;设备折旧费、修理费、管理费等成本:60元。 综合每利用1吨秸秆的成本为540元。 按年利用30万吨秸秆计算,年运行维护费用为1.62亿元。
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投资回收期依据上述计算,每利用1吨秸秆的利润:1034.4-540=494.4元,按照年利用30万吨计算,年产值为1.48亿元。 依据上述总投资1.3亿元,静态投资回收期大约为1年。
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附加效益0
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综合效益首先,本技术解决了玉米秸秆焚烧带来的环境污染问题。其次,所得产品生物质乙醇可用作汽车燃料,它具有绿色环保、可持续发展的优点,同时解决了原本利用农作物生产生物质乙醇带来的原料竞争问题。产品溶解浆作为生产人造纤维的主要原料,在全球范围内具有很大的市场需求,可创造巨大的经济效益。本技术预计可创造综合经济效益如下: 1吨玉米秸秆可以分离的到0.36吨秸秆皮,0.4吨穰、叶,0.24秸秆茎节。秸秆300元/吨,其中100元为收货支出,直接出售秸秆农民可增收200元/吨;秸秆皮:600元/吨,秸秆穰叶500元/吨,秸秆茎节颗粒(燃值高)560元/吨。 1吨穰叶可生产0.15吨乙醇,1吨秸秆皮可生产0.3吨浆粕;燃料乙醇6000元/吨,浆粕5000元/吨。 每吨秸秆的产值: 0.4(穰叶)*0.15(乙醇得率)*6000(燃料乙醇价格)+0.36(秸秆皮)*0.3(浆粕得率)*5000(浆粕价格)+0.24(秸秆茎节)*560(燃料颗粒价格)=1034.4元 每吨秸秆的成本: 300(秸秆成本)+180(折旧加电费)+60(人工成本)=540元 每吨秸秆的利润: 1034.4-540
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障碍对技术转移影响等级0
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提交日期2020/12/22
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技术成熟度本技术以玉米秸秆为原料,通过玉米秸秆全组分分离技术,将秸秆的各个组分分离,得到秸秆穰叶、秸秆皮、秸秆茎节。蛋白质含量高的秸秆穰叶可作为纤维素乙醇的生产原料;稳定性纤维素含量较高的秸秆皮作为秸秆浆粕(溶解浆)的生产原料;木质素含量较高秸秆茎节可作为颗粒燃料的生产原料。实现秸秆综合利用多元化发展。关键技术主要包含:机械预处理、纤维素乙醇发酵工艺和蒸煮工艺。 本技术涉及的机械预处理、乙醇发酵工艺和无氧蒸煮工艺都已经完成实验室研究和中式阶段,技术成熟度较高,而且相关关键技术“生物质连续发酵系统”、“微生物共培养预处理玉米秸秆技术”、“玉米秸秆粘胶纤维浆粕蒸煮液中木质素的处理方法”都已获得国家专利授权,为本技术的推广奠定了坚实的基础。
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技术适用性与使用条件本技术主要用于针对农业废弃物中玉米秸秆的高值化利用领域,适合于盛产玉米的地域和农业型国家。本技术所用关键设计可通过需求而调整,并且在保证原料的前提下,无需上游设备,而下游产品溶解浆主要用于生产人造纤维,燃料乙醇可以用于大多化工应用,这些产品的下游设备可以依据当地产业进行调整,具有较大的灵活性。因此,本技术良好的适用性能够极大的降低其推广难度,减少外界限制条件。
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技术稳定性本技术所用设备经前期实验和中试,表现出了良好的稳定性,对外界环境敏感度小。此外,所用关键原料为玉米秸秆,原料的品种和质量只会较小的影响最终产品的品质。
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技术安全性本技术很好地解决了由于玉米秸秆焚烧带来的环境污染问题,而且所采用的发酵工艺和溶解浆制备工艺都是采用清洁生产工艺,不会造成环境二次污染。所获得的生物质乙醇虽然存在易燃易爆的危险,但是相关危险控制方法和装置已非常规范和成熟。此外,所需设备配套简单,受限条件较少。所用原料为玉米秸秆,一般不存在上游资源限制的问题。所获产品溶解浆和生物质乙醇都是轻工业和化工产业的热门原料和中间品,产品的市场接受度很好。
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技术转移推广障碍0
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知识产权转让本技术是由陕西科技大学、吉林化工学院和吉林中之林农业科技有限公司联合开发,相关技术均已经取得国家发明专利。三方共同掌握本技术关键环节、工艺和设备,所有设备均可国产化生产。三方在技术产权转让方面已经达成一致意见。