酒精行业产业生态化的实现.ppt

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1、酒精行业产业生态化的实现－黑龙江省肇东市玉米酒精生态工程结构设计南开大学环境科学与工程学院2006博士耿兵1.概述1.1酒精行业发展概况酒精工业是国民经济重要的基础原料产业。其作为酒基、浸提剂、洗涤剂、溶剂、表面活性剂等广泛应用于酿酒、化工、橡胶、油漆涂料、电子、照相胶片、医药、香料、化妆品等行业领域。目前，我国酒精生产企业(包括车间)己达900多个，遍布全国各地，酒精年生产能力约3.5×106t，仅次于美国、俄罗斯和巴西，居世界第四位。随着我国国民经济的发展，酒精的需求量将会进一步增加。我国酒精生产以发酵法为主，80%左右的酒精都用淀粉质原

2、料生产，其中65～70%的工厂采取薯干为原料，但在广东、广西、福建、四川、台湾等省主要以甘蔗糖蜜发酵生产酒精；华北、东北、西北地区则以甜菜糖蜜发酵生产酒精者较多，采用糖蜜为原料生产酒精约有15%的厂家。其他尚有以亚硫酸盐纸浆废液和木屑酸水解液为原料生产酒精，产量约占酒精总产量的1.5%；我国合成酒精的生产才开始起步，产量还较小，约占酒精总产量的3.5%。近年来，随着引进设备及工艺的应用及农作物结构的变化，用谷物（主要是玉米）原料制酒精的工厂发展速度较快。我国酒精行业年排放废水总量超过3×108m3，其中酒精糟废液的年排放超过4×107m3，年

3、排BOD5约1.15×106t，CODCr约2.2×106t，分别占全国工业废水BOB5总量的18％和CODCr排放总量的12.5％，是我国有机污染物排放量高、造成环境污染严重的行业之一。1.2酒精行业存在的主要问题我国酒精行业存在的主要问题有：（1）继石油危机和美国大力发展汽油醇后，发达国家的酒精生产技术和设备发展很快。因此，我国的酒精生产在节能、自动化、综合利用和废渣水治理等方面与先进国家尚有很大的差距。（2）酒精企业酒精糟的污染是食品与发酵工业最严重的污染源之一，由于投资、生产规模、技术、管理等原因，大部分企业的综合利用率较低。同时，废

4、水治理则是刚起步。特别是有些企业虽然有废水治理设施，但由于运行成本高，不能坚持运行。（3）有识之士认为，酒精行业应向规模型、集团化、综合型、多元化等方向发展或开展新的原料资源，从而增强企业综合竞争实力。（4）需调整原料结构和产品结构。酒精生产原料结构应由薯类为主调整为以玉米为主，以利于实现经济效益和环境效益的统一。因此,采取一切行之有效的节能措施，合理利用酒精生产过程中一切可以利用的废热能源，搞好酒精生产过程中能源的综合利用，对降低酒精生产能源消耗水平，降低酒精生产成本，提高企业的经济效益具有积极的现实意义。这些目标单靠传统思路和方法已经无法

5、解决，必须寻求新的突破。生态工程和产业生态学理论为这一问题的解决提供了良好的理论基础和方法论指导。2.传统的酒精生产工艺这个系统（图1）在产出酒精的同时，又伴生了如CO2、酒糟废渣、酒糟废液和废水等多种副产品。这些产品都具有一定利用价值，但直接排放会给环境带来很大危害。原料粉碎拌料酒精酒母酒精糟和废液发酵蒸煮糖化糖化剂或糖化酶冷却CO2杂醇油蒸馏冷却耐高温α-淀粉酶高温或中温30℃60℃图1传统的酒精生产工艺3.酒精生态工程结构设计酒精的生产工艺是一种人工生态系统。人工生态系统是由多种结构单元组成，各结构单元通过不同的组合方式，形成了长短不一

6、、功能各异的结构链，结构链又通过相互组合形成了结构网。目前许多系统发展不可持续的关键就是因为系统结构不合理。这种不合理性一方面表现为结构单元的选择不当，另一方面表现为单元之间构成的结构链及由此组成的结构网关系不协调。不仅导致系统生态平衡的失调，而且，还有可能造成系统能流受阻，物质循环中断，影响系统功能正常发挥。解决问题的关键是针对不同系统的不同情况，对系统结构进行设计。以黑龙江省肇东市玉米酒精生态工程为例。黑龙江省肇东市是我国玉米主产区，玉米常年播种面积占全市耕地总面积的68%，总产100多万t，占粮食总产量的80%以上。为实现玉米资源利用的

7、规模化和产业化，提高生产效率，肇东市建立了以金玉公司为龙头的玉米加工企业，加工生产食用酒精，年加工能力45万t。结构元是组成系统的基本单元或元素，是系统组分的结构化概念。结构链是结构单元通过一定联系形成完成一定功能的基本结构关系。结构网是不同结构链以一定方式联合形成的网络状结构关系。所以可以从结构元、链和网3个层次对系统结构设计的效果进行了研究。3.1结构元的设计按照原有的运行规模，肇东市年加工45万t玉米粒可以产生酒精13万t，CO211.3万t，干酒糟7万t，玉米胚7万t，酒糟废液180万t。CO2、干酒糟、玉米胚和酒糟废液等都属于构成玉

8、米加工系统的结构单元，需要进行设计。3.1.1玉米胚综合利用酒精生产过程中年可产玉米胚7万t，根据玉米的出油率，设计利用7万t玉米胚可以生产食用玉米油，设计产量为1