用秸秆热解成生物油再发酵成乙醇行吗?有商业化前途吗?
没有商业化前途。
目前秸秆利用有几种方法,如秸秆粉碎后,添加其他物质,加压制成生物质颗粒燃料;秸秆气化燃料;秸秆液化等。
秸秆液化主要包括生物化学法制备燃料乙醇和热化学法制备生物油。前者一般指采用水解、发酵等手段将秸秆等生物质转化成燃料乙醇;后者则是通过快速热解液化、加压催化液化等进行转化。
热化学法制备生物油又有快速热解液化和加压液化和催化液化等技术,就是采用常压或高压、加热条件下,使生物质中的有机高聚物分子在隔绝空气的条件下迅速断裂为短链分子,生成含有大量可冷凝有机分子的蒸汽,蒸汽被迅速冷凝,同时获得液体燃料、少量不可凝气体和焦炭。液体燃料被称为生物油,为棕黑色黏性液体。生物油组成中99.7%是碳、氢、氧,含有数百种化合物,主要包括烷烃、芳烃等,及多种带有含氧官能团的苯酚类、醛类、酮类等芳香族环状化合物。基本不含醇类。生物油存在氧含量高(30%以上)、挥发性差,大多不稳定且易腐蚀,在空气中易构成沉积等缺点,很难直接作为燃料使用,还需要进行精制。
而以秸秆为原料生产乙醇,则完全是另一条工艺路线,或者说是完全不同的利用方式。已制得的生物油也没有办法再转化为乙醇了。即使有办法把生物油再转化为乙醇,工艺过于复杂,得率低,完全是得不尝失。
如果你想用秸秆转化为乙醇,直接用转化和微生物发酵法就可以了,为什么要先热解为生物油,再转化为乙醇呢?
就像是木头既可以做成桌子,也可以做成板凳。为什么不直接做成板凳,非要先做成桌子,然后再拆开改成板凳呢?
乙醇的七种制备方法如下。
一、制备方法
1、发酵法
糖质原料(如糖蜜、亚硫酸废液等)和淀粉原料(如甘薯、玉米、高梁等)发酵。
发酵法的原料可以是含淀粉的农产品,如谷类、薯类或野生植物果实等;也可用制糖厂的废糖蜜;或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后,经水解(用废蜜糖作原料不经这一步)、发酵,即可制得乙醇。
2、乙烯水化法
乙烯直接水化法,就是在加热、加压和有催化剂存在的条件下,是乙烯与水直接反应,生产乙醇:CH2═CH2 + H─OH→C2H5OH
此法中的原料—乙烯可大量取自石油裂解气,成本低,产量大,这样能节约大量粮食,因此发展很快。
3、煤化工
工业制乙醇还主要是通过乙烯氢化制得,而适合中国国情的技术就是利用煤化工技术,将煤转化为合成气,直接或者间接的合成乙醇。
4、联合生物加工
利用生物能源转化技术生产乙醇能缓解非再生化石能源日渐枯竭带来的能源压力。联合生物加工技术,一体化程度高,能有效降低生产成本,未来发展前景广阔。
5、合成法
以乙烯为原料生产乙醇。该法生产的乙醇中夹杂着异构高碳醇,对人有麻痹作用,不宜作食品、饮料、医药和香料等。
6、分批萃取精馏法
7、分子筛固定床吸附法(简称分子筛法)
分子筛是一种无色、无臭、无毒的新材料
二、乙醇
乙醇分子是由乙基和羟基两部分组成,可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代的产物,也可以看成是水分子中的一个氢原子被乙基取代的产物。乙醇分子中的碳氧键和氢氧键比较容易断裂。
无水乙醇指的是纯乙醇,里面不含有水或其他物质,一般在一些化学试验中用到。酒清一般是指含有一部分水,比如一般纯酒精指的是95%的酒精(里面有5%的水)医用酒精是75%的酒精,只有75%的洒精才有杀菌作用。浓度过高或过低都起不到杀菌作用。
生物燃料包括醇类(比如乙醇)和生物柴油。
一些车用的燃料里含有乙醇,因为乙醇可以燃烧产生能量。玉米生产乙醇的方法通常是用玉米秸秆(富含纤维素)先进行纤维素降解,产生小分子糖类,然后进一步厌氧发酵产生乙醇。虽然玉米本身也可以做发酵碳源,但成本较高。
另一类生物柴油则是动植物来源的油脂或者是微生物发酵生产的油类,与汽油、柴油的结构有所类似,也是烃类,这种技术中玉米也是作为发酵原料使用的。
目前生物燃料的研究焦点还集中在乙醇上,乙醇是我们日常所喝的酒的主要成份,所以又叫酒精。但这并不是惟一的出路,也不是最好的出路。乙醇是通过植物发酵获得的,虽然它可以作为一种很不错的燃料,但它也有许多不足之处,比如它不像汽油那样具有爆炸性,而且它会吸收水分,容易引起氧化、生锈和腐蚀。假如经常用它来代替汽油使用,可能有天汽车会突然起火、油箱里长满铁锈,或者等着车被慢慢地腐蚀掉。