專利名稱：一種秸稈纖維乙醇生產(chǎn)成套設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于乙醇生產(chǎn)技術領域，具體涉及一種秸稈纖維乙醇生產(chǎn)成套設備。
背景技術：
利用生物質(zhì)生產(chǎn)液體燃料是世界可再生能源發(fā)展的趨勢之一。近年來，各國研究 重點集中在以資源豐富的木質(zhì)纖維素為原料上。由于木質(zhì)纖維素生物轉(zhuǎn)化燃料乙醇具有潛 在的巨大經(jīng)濟和社會效益，越來越引起世界各國的廣泛關注，被認為是21世紀發(fā)展循環(huán)經(jīng) 濟的有效途徑。現(xiàn)有成熟的乙醇生產(chǎn)裝置都是建立在淀粉質(zhì)或糖質(zhì)原料基礎之上，而生物質(zhì)原料 具有來源廣泛、成分與結構復雜、能源密度低及季節(jié)性強的特點，因而生物質(zhì)纖維乙醇生產(chǎn) 系統(tǒng)必須建立在其特性的基礎上。目前，纖維乙醇技術是各國研究的重點，正處于產(chǎn)業(yè)化過 程試驗階段。國內(nèi)科研單位在此領域研究取得不同程度的進展。例如中科院的陳洪章課 題組建立的乙醇生產(chǎn)裝置采用的是連續(xù)耦合的固態(tài)發(fā)酵方法；清華大學建立了以甜高粱稈 為原料采用先進固體發(fā)酵(ASSF)技術生產(chǎn)乙醇的中試生產(chǎn)線；山東大學利用木糖渣(主要 成分纖維素和木質(zhì)素)建立了生產(chǎn)乙醇生產(chǎn)裝置。但以上裝置的自動化程度不夠理想，不 能充分地應用于工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是一種自動化程度高且適合工業(yè)化生產(chǎn)的秸稈纖維乙醇生產(chǎn)成套 設備。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案一種秸稈纖維乙醇生產(chǎn)成套設備，包 括依次連接的粉碎裝置、加料裝置、浸潤罐、預處理罐、糖化罐、發(fā)酵罐、蒸餾裝置和乙醇儲罐。所述蒸餾裝置包括連接的一級蒸餾釜和二級蒸餾塔。所述粉碎裝置與加料裝置之間通過提升機連接，浸潤罐與加料裝置之間通過真空 輸送設備連接。所述加料裝置的下端設有電子計量稱和除塵除鐵設備。所述浸潤罐與預處理罐、預處理罐與糖化罐、糖化罐與發(fā)酵罐、發(fā)酵罐與一級蒸餾 釜之間均通過設有泥漿泵的輸送管道連接。所述一級蒸餾釜和二級蒸餾塔之間設有初級蒸餾液冷卻罐，二級蒸餾塔與乙醇儲 罐之間設有頂部冷卻裝置和二級冷卻裝置；一級蒸餾釜的廢液出口與固液分離機連接，固 液分離機的廢液出口與沼氣池連接。所述浸潤罐頂部設有除塵器，上側(cè)壁設有進水管；所述預處理罐上設有夾套蒸汽 加熱裝置，預處理罐頂部設有安全閥裝置，預處理罐上側(cè)壁設有進酸管；所述糖化罐內(nèi)設有 盤管熱交換裝置，糖化罐頂部設有酶進口和堿液進口 ；所述發(fā)酵罐內(nèi)設有盤管熱交換裝置， 發(fā)酵罐頂部設有無菌空氣進口和種子液進口。
所述發(fā)酵罐的無菌空氣進口與無菌空氣生產(chǎn)系統(tǒng)連接，所述無菌空氣生產(chǎn)系統(tǒng)包 括連接的壓縮機、儲氣罐、空氣過濾設備和無菌空氣管道。所述發(fā)酵罐的種子液進口與種子培養(yǎng)裝置連接，種子培養(yǎng)裝置包括連接的一級種 子罐和二級種子罐，一級種子罐與二級種子罐以及二級種子罐與種子液進口之間均通過設 有泥漿泵的輸送管道連接，一級種子罐和二級種子罐上均設有無菌空氣進口，無菌空氣進 口與無菌空氣生產(chǎn)系統(tǒng)的無菌空氣管道連接。所述糖化罐的酶進口與酶菌種培養(yǎng)裝置連接，酶菌種培養(yǎng)裝置包括連接的酶培養(yǎng) 罐和酶發(fā)酵罐，酶培養(yǎng)罐與酶發(fā)酵罐以及酶發(fā)酵罐與糖化罐的酶進口之間均通過設有泥漿 泵的輸送管道連接，酶培養(yǎng)罐和酶發(fā)酵罐上均設有無菌空氣進口，無菌空氣進口與無菌空 氣生產(chǎn)系統(tǒng)的無菌空氣管道連接。本發(fā)明的秸稈纖維乙醇生產(chǎn)成套設備依據(jù)秸稈固有的理化特性形成了完備的生 產(chǎn)裝置體系，該成套設備具有技術工程化，設計合理，自動化程度高，能耗低，連續(xù)運行效果 好，可靠性能好的技術特點，有利于促進我國未來秸稈纖維乙醇的工業(yè)轉(zhuǎn)化進程。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示的秸稈纖維乙醇生產(chǎn)成套設備，包括依次連接的粉碎裝置1、加料裝置 5、浸潤罐7、預處理罐12、糖化罐16、發(fā)酵罐20、一級蒸餾釜23、二級蒸餾塔27和乙醇儲罐 30，粉碎裝置1與加料裝置5之間通過提升機2連接，加料裝置5的下端設有電子計量稱3 和除塵除鐵設備4，浸潤罐7與加料裝置5之間通過真空輸送設備8連接；浸潤罐7與預處 理罐12、預處理罐12與糖化罐16、糖化罐16與發(fā)酵罐20、發(fā)酵罐20與一級蒸餾釜23之間 均通過設有泥漿泵10的輸送管道連接；一級蒸餾釜23和二級蒸餾塔27之間設有初級蒸餾 液冷卻罐26，二級蒸餾塔27與乙醇儲罐30之間設有頂部冷卻裝置28和二級冷卻裝置四； 一級蒸餾釜23的廢液出口 25與固液分離機41連接，固液分離機41的廢液出口與沼氣池 42連接。浸潤罐7頂部設有除塵器9，上側(cè)壁設有進水管6 ；預處理罐12上設有夾套蒸汽加 熱裝置11，預處理罐12頂部設有安全閥裝置13，預處理罐12上側(cè)壁設有進酸管14 ；糖化 罐16內(nèi)設有盤管熱交換裝置15，糖化罐16頂部設有酶進口 17和堿液進口 18 ；發(fā)酵罐20 內(nèi)設有盤管熱交換裝置21，發(fā)酵罐20頂部設有無菌空氣進口 19和種子液進口 22。無菌空氣生產(chǎn)系統(tǒng)包括連接的壓縮機31、儲氣罐32、空氣過濾設備33和無菌空氣 管道35，發(fā)酵罐20的無菌空氣進口 19與無菌空氣管道35連接。發(fā)酵罐20的種子液進口 22與種子培養(yǎng)裝置連接，種子培養(yǎng)裝置包括連接的一級 種子罐39和二級種子罐40，一級種子罐39與二級種子罐40以及二級種子罐40與種子液 進口 22之間均通過設有泥漿泵10的輸送管道連接，一級種子罐39和二級種子罐40上分 別設有無菌空氣進口 43、44，無菌空氣進口 43、44均與無菌空氣管道35連接。糖化罐16的酶進口 17與酶菌種培養(yǎng)裝置連接，酶菌種培養(yǎng)裝置包括連接的酶培 養(yǎng)罐34和酶發(fā)酵罐36，酶培養(yǎng)罐34與酶發(fā)酵罐36以及酶發(fā)酵罐36與酶進口 17之間均通過設有泥漿泵10的輸送管道連接，酶培養(yǎng)罐34和酶發(fā)酵罐36上分別設有無菌空氣進口 37、38，無菌空氣進口 37、38均與無菌空氣管道35連接。 該秸稈纖維乙醇生產(chǎn)成套設備運行時，秸稈類物質(zhì)先經(jīng)粉碎裝置1粉碎，粉碎后 的物料經(jīng)提升機2送至加料裝置5，物料經(jīng)除塵除鐵設備4凈化后通過真空輸送設備8送至 浸潤罐7，物料在浸潤罐7內(nèi)經(jīng)水浸潤后經(jīng)泥漿泵10送入預處理罐12進行酸處理，然后泵 入糖化罐16，并加入酶發(fā)酵罐36的酶進行酶解糖化，糖化完畢后泵入發(fā)酵罐20，并加入二 級種子罐40中的種子液進行發(fā)酵，發(fā)酵產(chǎn)物泵入一級蒸餾釜23進行蒸餾，蒸餾液繼續(xù)在二 級蒸餾塔27中進行二次蒸餾，蒸餾液經(jīng)頂部冷卻裝置觀和二級冷卻裝置四冷卻后儲存于 乙醇儲罐30。一級蒸餾釜23的廢液經(jīng)固液分離機41分離，廢液送入沼氣池42生產(chǎn)沼氣， 固體部分風干后用作其他原料。
權利要求
1.一種秸稈纖維乙醇生產(chǎn)成套設備，其特征在于包括依次連接的粉碎裝置、加料裝 置、浸潤罐、預處理罐、糖化罐、發(fā)酵罐、蒸餾裝置和乙醇儲罐。
2.如權利要求1所述的秸稈纖維乙醇生產(chǎn)成套設備，其特征在于所述蒸餾裝置包括 連接的一級蒸餾釜和二級蒸餾塔。
3.如權利要求1或2所述的秸稈纖維乙醇生產(chǎn)成套設備，其特征在于所述粉碎裝置 與加料裝置之間通過提升機連接，浸潤罐與加料裝置之間通過真空輸送設備連接。
4.如權利要求3所述的秸稈纖維乙醇生產(chǎn)成套設備，其特征在于所述加料裝置的下 端設有電子計量稱和除塵除鐵設備。
5.如權利要求4所述的秸稈纖維乙醇生產(chǎn)成套設備，其特征在于所述浸潤罐與預處 理罐、預處理罐與糖化罐、糖化罐與發(fā)酵罐、發(fā)酵罐與一級蒸餾釜之間均通過設有泥漿泵的 輸送管道連接。
6.如權利要求5所述的秸稈纖維乙醇生產(chǎn)成套設備，其特征在于所述一級蒸餾釜和 二級蒸餾塔之間設有初級蒸餾液冷卻罐，二級蒸餾塔與乙醇儲罐之間設有頂部冷卻裝置和 二級冷卻裝置；一級蒸餾釜的廢液出口與固液分離機連接，固液分離機的廢液出口與沼氣 池連接。
7.如權利要求6所述的秸稈纖維乙醇生產(chǎn)成套設備，其特征在于所述浸潤罐頂部設 有除塵器，上側(cè)壁設有進水管；所述預處理罐上設有夾套蒸汽加熱裝置，預處理罐頂部設有 安全閥裝置，預處理罐上側(cè)壁設有進酸管；所述糖化罐內(nèi)設有盤管熱交換裝置，糖化罐頂部 設有酶進口和堿液進口 ；所述發(fā)酵罐內(nèi)設有盤管熱交換裝置，發(fā)酵罐頂部設有無菌空氣進 口和種子液進口。
8.如權利要求7所述的秸稈纖維乙醇生產(chǎn)成套設備，其特征在于所述發(fā)酵罐的無菌 空氣進口與無菌空氣生產(chǎn)系統(tǒng)連接，所述無菌空氣生產(chǎn)系統(tǒng)包括連接的壓縮機、儲氣罐、空 氣過濾設備和無菌空氣管道。
9.如權利要求8所述的秸稈纖維乙醇生產(chǎn)成套設備，其特征在于所述發(fā)酵罐的種子 液進口與種子培養(yǎng)裝置連接，種子培養(yǎng)裝置包括連接的一級種子罐和二級種子罐，一級種 子罐與二級種子罐以及二級種子罐與種子液進口之間均通過設有泥漿泵的輸送管道連接， 一級種子罐和二級種子罐上均設有無菌空氣進口，無菌空氣進口與無菌空氣生產(chǎn)系統(tǒng)的無 菌空氣管道連接。
10.如權利要求9所述的秸稈纖維乙醇生產(chǎn)成套設備，其特征在于所述糖化罐的酶進 口與酶菌種培養(yǎng)裝置連接，酶菌種培養(yǎng)裝置包括連接的酶培養(yǎng)罐和酶發(fā)酵罐，酶培養(yǎng)罐與 酶發(fā)酵罐以及酶發(fā)酵罐與糖化罐的酶進口之間均通過設有泥漿泵的輸送管道連接，酶培養(yǎng) 罐和酶發(fā)酵罐上均設有無菌空氣進口，無菌空氣進口與無菌空氣生產(chǎn)系統(tǒng)的無菌空氣管道 連接。
全文摘要
本發(fā)明屬于乙醇生產(chǎn)技術領域，公開了一種秸稈纖維乙醇生產(chǎn)成套設備，包括依次連接的粉碎裝置、加料裝置、浸潤罐、預處理罐、糖化罐、發(fā)酵罐、蒸餾裝置和乙醇儲罐。本發(fā)明的秸稈纖維乙醇生產(chǎn)成套設備依據(jù)秸稈固有的理化特性形成了完備的生產(chǎn)裝置體系，該成套設備具有技術工程化，設計合理，自動化程度高，能耗低，連續(xù)運行效果好，可靠性能好的技術特點，有利于促進我國未來秸稈纖維乙醇的工業(yè)轉(zhuǎn)化進程。
文檔編號C12M1/00GK102080040SQ20091017273
公開日2011年6月1日 申請日期2009年11月26日 優(yōu)先權日2009年11月26日
發(fā)明者于富強, 于正道, 任天寶, 宋安東, 張軍, 張百良, 王風芹, 袁衛(wèi)國, 謝慧 申請人:新鄉(xiāng)中科燎原生物能源有限公司, 河南農(nóng)業(yè)大學, 鶴壁市正道重典機械廠