燃料乙醇能源系统的生态重组专题讲座PPT.ppt
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1、燃料乙醇能源系统的生态重组,小组成员:,2,目录,生态重组的定义传统燃料乙醇生产过程分析燃料乙醇能源系统的生态重组生态重组效果分析总结,工业系统是现代社会经济系统的核心,是社会发展不可缺少的动力,它提供的产品和服务构成了现代文明的物质基础。但是,在人类各种活动中,工业活动对自然环境冲击最大,由此造成对自然环境的损害也最为严重。以可再生生物质为原料生产燃料乙醇,为人类提供了一种全新的车用燃料。然而,与其它工业过程一样,燃料乙醇的生产过程对自然生态环境产生了强烈的扰动。通过对以木薯为原料的燃料乙醇能源系统进行生态重组,可大大降低其对自然环境的冲击。,3,4,一、生态重组的定义,推动工业系统的演进,
2、使之由低级生态系统向三级生态系统的转化,这是工业生态学的主旨。工业系统的演进可体现在不同层次,小到工业共生体系,大到整个社会经济体系。要实现工业生态学主旨,向生态可持续性经济模式的转化。这种旨在推动工业体系演进的战略,被称为“生态重组,技术创新群落要实现可持发展,就必须对技术创新生态系统结构即“营养结构”和“形态结构”进行生态重组,并构建一个理想的技术创新生态系统模式,以实现整个技术创新生态系统中物料流动的封闭循环,从而变技术创新种群间的有害关系为有利关系,并最终实现经济效益、社会效益和生态效益的有机统一。,5,6,燃料乙醇是可再生的生物质液态能源,可按比例与汽油混配制成车用乙醇汽油。乙醇可通
3、过化学合成和生物发酵等方法制得。甘蔗、甜菜等糖类生物质和玉米、小麦等淀粉类生物质是发酵法产乙醇的主要原料,木质纤维素也可以作为发酵法的原料,但是还没有得到大规模应用。木薯是一种在我国南方广泛种植的非粮作物,具有适应性强、耐旱、耐贫瘠等特点,鲜木薯中淀粉含量在32%以上,是生产乙醇的理想原料。,二、传统燃料乙醇生产过程分析,传统的发酵法生物质乙醇生产过程分为原料种植的农业过程和乙醇生产的工业过程两大部分。以木薯为原料的乙醇生产为例,木薯种植为后续的工业过程提供生物质原料,而工业过程则将木薯中的淀粉通过生物转换及化学分离的方法制成燃料乙醇。,7,8,木薯生长模型如图1 所示,可以看出,这是一个通过
4、植株的光合作用,吸收阳光、水、肥料和CO2得到木薯块根及其它部分的线性农业过程。人类种植木薯的目标产物为富含淀粉的块根,在其生长过程中,块根的产量与茎秆、枝叶等非目标产物的产量基本相当。茎秆、枝叶的利用率非常低,除了部分茎秆留作种苗外,其余作为低热值燃料焚烧或废弃在田间,引起环境问题。,9,发酵法燃料乙醇生产工艺流程如图2 所示。木薯经液化、蒸煮处理,破坏细胞,使淀粉糊化;在液化酶、糖化酶的作用下,转化为可发酵性糖后形成均一的糖化醪,加入酒精酵母发酵,将葡萄糖代谢为乙醇;发酵成熟醪经蒸馏、脱水处理,得到乙醇含量为99.5%以上的燃料乙醇产品10。,10,用工业生态学的理论对该生产过程进行归纳,
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