利用淀粉质原料产乙醇的方法和系统及其应用技术方案

本发明专利技术涉及乙醇生产领域，公开了一种利用淀粉质原料产乙醇的方法和系统及其应用。在本发明专利技术中，将废醪清液、废气凝液和蒸发凝液中的至少一种作为至少部分调浆用水，还将废气用于给蒸发步骤提供热源，大大减少了乙醇生产的水耗和能耗，提高了水和热量的利用率。在本发明专利技术中，通过多个工艺的组合基本实现了污水零排放。放。放。

【技术实现步骤摘要】
利用淀粉质原料产乙醇的方法和系统及其应用


[0001]本专利技术涉及乙醇生产领域，具体地涉及一种利用淀粉质原料产乙醇的方法和系统及其应用。

技术介绍

[0002]燃料乙醇是基于石油危机和控制大气污染所产生的新兴绿色产业，主要是以粮食(玉米、小麦等)、薯类(甘薯、木薯和马铃薯等)、糖类(废糖蜜)或纤维素(农作物秸秆、废木材和废纸浆等)为原料，经发酵、蒸馏制得95％(v/v)的乙醇，脱水得到燃料乙醇，再加入变性剂得到变性燃料乙醇。
[0003]随着燃料乙醇行业的发展及生产工艺的提升，零污染零排放是我国燃料乙醇技术发展的一个重要方向，也是燃料乙醇产业顺利发展必须建立的技术平台。从环保的角度上讲，目前所有工业企业的废水必须实现达标排放，甚至“零”排放，因此如何降低污水排放甚至实现零污水排放值得重点关注。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了减少燃料乙醇生产过程中污水排放量甚至实现零污水排放，提供一种利用淀粉质原料产乙醇的方法和系统，通过该方法和系统能够显著减少污水排放甚至实现零污水排放。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种利用淀粉质原料产乙醇的方法，该方法包括：
[0006](1)将淀粉质原料依次进行粉碎、调浆、液化和发酵，得到发酵醪液，并将所述发酵醪液进行蒸馏，得到乙醇和废醪液；
[0007](2)将所述废醪液进行固液分离，得到废醪清液和废醪湿饼；
[0008](3)将至少部分所述废醪清液进行蒸发，得到废醪浓缩液和蒸发凝液，将所述废醪湿饼和所述废醪浓缩液混合，并对得到的混合物进行干燥，得到DDGS和废气；
[0009](4)将所述废气循环至步骤(3)中的蒸发步骤，作为所述蒸发步骤的至少部分热源，以在所述蒸发步骤中进行换热，得到废气凝液；
[0010]其中，步骤(1)调浆步骤中的调浆用水至少部分来自所述废醪清液、所述废气凝液和所述蒸发凝液中的至少一种。
[0011]本专利技术第二方面提供一种利用淀粉质原料产乙醇的系统，该系统包括：
[0012]粉碎单元，用于对所述淀粉质原料进行粉碎，得到淀粉质原料粉碎产物；
[0013]调浆单元，用于将所述淀粉质原料粉碎产物进行调浆，得到淀粉浆液；
[0014]液化单元，用于将所述浆液酶解为液化液；
[0015]发酵单元，用于将所述液化液进行发酵得到发酵醪液；
[0016]蒸馏单元，用于将所述发酵醪液进行蒸馏分离，得到乙醇和废醪液；
[0017]分离单元，用于将所述废醪液进行分离，得到废醪清液和废醪湿饼；
[0018]蒸发单元，用于将至少部分所述废醪清液进行蒸发，得到废醪浓缩液和蒸发凝液；
[0019]干燥单元，用于将所述废醪湿饼和所述废醪浓缩液混合，并对得到的混合物进行干燥，得到DDGS和废气；
[0020]其中，所述干燥单元与所述蒸发单元通过管路连接，以使所述废气循环至蒸发单元，提供蒸发单元的至少部分热源，并得到废气凝液；
[0021]其中，所述分离单元和所述调浆单元以及所述蒸发单元和所述调浆单元分别通过管路连接，以分别将至少部分所述废醪清液、至少部分所述废气凝液和至少部分所述蒸发凝液中的至少一种输送至调浆单元，作为调浆单元的至少部分调浆用水。
[0022]本专利技术第三方面提供如上所述系统在利用淀粉质原料产乙醇中的应用。
[0023]本专利技术通过将调浆步骤的至少部分调浆用水设置为来自废醪清液、废气凝液和蒸发凝液中的至少一种，在优选的情况下来自废醪清液、蒸发凝液、上层液相、外排水和废气凝液，实现了新鲜工艺水补水消耗量小于1t/t乙醇，还大大减少了污水排放量，基本实现工艺污水零排放。
[0024]本专利技术将废气用于给蒸发步骤提供热源，充分利用热量，减少了能耗，在优选的情况下，先将废气循环至调浆单元，再循环至蒸发单元大大提高了热量的利用率。
[0025]采用本专利技术所述的技术方案，在减少了污水排放量和能耗的情况下，燃料乙醇的产量未出现明显减少。
[0026]在本专利技术的优选的实施方式中，通过生物厌氧反应器处理蒸发凝液、蓄热式热力焚化炉(RTO)处理废气和废水罐处理清洗废水的方式，不但能够基本实现污水零排放，还替代了常规用于处理污水的污水处理单元，减少了运行污水处理单元的成本。此外，在生物厌氧反应器中处理蒸发凝液，还能够产生沼气，其可进一步燃烧提供热能，产生的颗粒污泥可直接售卖，进一步提高了经济价值。
附图说明
[0027]图1是本专利技术所述的利用淀粉质原料产乙醇的一个优选的实施方案的流程图。
[0028]图2是本专利技术所述的废水罐的示意图。
[0029]附图标记说明
[0030]T1 粉碎单元
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T2 调浆单元
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T3 液化单元
[0031]T4 发酵单元
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T5 蒸馏单元
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T6 扩培单元
[0032]C1 分离单元
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C2 蒸发单元
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C3 干燥单元
[0033]C4 废气处理单元
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C5 厌氧发酵单元
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C6 清洗单元
[0034]C41 蓄热式热力焚化炉 C51 生物厌氧反应器
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C61 废水罐
[0035]1 锥底罐
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2 分离器
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3 旋转阀
[0036]4 泵
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2-1 除杂螺旋
具体实施方式
[0037]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0038]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或
值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0039]本专利技术中，如图1中所示的，术语“新鲜工艺水”是指新鲜补充的调浆用水，非来自利用淀粉质原料产乙醇过程中产生的工艺水。
[0040]本专利技术一方面提供一种利用淀粉质原料产乙醇的方法，该方法包括：
[0041](1)将淀粉质原料依次进行粉碎、调浆、液化和发酵，得到发酵醪液，并将所述发酵醪液进行蒸馏，得到乙醇和废醪液；
[0042](2)将所述废醪液进行固液分离，得到废醪清液和废醪湿饼；
[0043](3)将至少部分所述废醪清液进行蒸发，得到废醪浓缩液和蒸发凝液，将所述废醪湿饼和所述废醪浓缩液混合，并对得到的混合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用淀粉质原料产乙醇的方法，其特征在于，该方法包括：(1)将淀粉质原料依次进行粉碎、调浆、液化和发酵，得到发酵醪液，并将所述发酵醪液进行蒸馏，得到乙醇和废醪液；(2)将所述废醪液进行固液分离，得到废醪清液和废醪湿饼；(3)将至少部分所述废醪清液进行蒸发，得到废醪浓缩液和蒸发凝液，将所述废醪湿饼和所述废醪浓缩液混合，并对得到的混合物进行干燥，得到DDGS和废气；(4)将所述废气循环至步骤(3)中的蒸发步骤，作为所述蒸发步骤的至少部分热源，以在所述蒸发中进行换热，得到废气凝液；其中，步骤(1)调浆步骤中的调浆用水至少部分来自所述废醪清液、所述废气凝液和所述蒸发凝液中的至少一种。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在将步骤(3)中的所述废气循环至所述蒸发步骤前，该方法还包括：对所述废气进行焚烧，得到焚烧后的废气；然后对所述焚烧后的废气进行润湿处理，得到蒸汽，并将所述蒸汽循环至所述蒸发步骤；优选地，在将所述蒸汽循环至所述蒸发步骤前，该方法进一步包括：将所述蒸汽循环至步骤(1)中的调浆步骤进行第一换热，作为所述调浆步骤的至少部分热源，再将第一换热后的蒸汽循环至所述蒸发步骤进行第二换热。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述焚烧在蓄热式热力焚化炉中进行；优选地，所述蓄热式热力焚化炉的工作参数为：工作温度≥760℃。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在将步骤(3)中的所述蒸发凝液作为所述调浆步骤中的至少部分用水前，该方法还包括：对所述蒸发凝液进行厌氧发酵处理，得到处理后的蒸发凝液；优选地，所述厌氧发酵处理在生物厌氧反应器中进行；进一步优选地，该方法还包括向所述生物厌氧反应器中加入营养盐。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括对调浆、液化、发酵和蒸馏步骤中使用的设备进行清洗，得到清洗废水；优选地，该方法还包括将所述清洗废水在废水罐中进行处理，所述废水罐包括：锥底罐(1)，用于将所述清洗废水进行第一固液分离，得到上层液相和下层固相；和分离器(2)，用于将所述固相进行第二固液分离，得到固体废渣和外排水；进一步优选地，所述分离器(2)为设置有除杂螺旋(2-1)的砂水分离器；优选地，该方法还包括：将至少部分所述上层液相和/或至少部分所述外排水循环至所述调浆步骤中作为至少部分调浆用水。6.一种利用淀粉质原料产乙醇的系统，其特征在于，该系统包括：粉碎单元，用于对所述淀粉质原料进行粉碎，得到淀粉质原料粉碎产物；调浆单元，用于将所述淀粉质原料粉碎产物进行调浆，得到淀粉浆液；液化单元，用于将所述淀粉浆液酶解为液化液；发酵单元，用于将所述液化液进行发酵得到发酵醪液；蒸馏单元，用于将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：林海龙，于斌，杜伟彦，刘劲松，熊强，
申请(专利权)人：国投生物科技投资有限公司，
类型：发明
国别省市：