[发明专利]利用淀粉质原料产乙醇的方法和系统及其应用

说明书

本发明涉及乙醇生产领域，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。在本发明中，通过多个工艺的组合基本实现了污水零排放。

技术领域

本发明涉及乙醇生产领域，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。

背景技术

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。

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。

发明内容

本发明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。

为了实现上述目的，本发明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：

(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，以在所述蒸发步骤中进行换热，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。

本发明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：

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，用于将所述发酵醪液进行蒸馏分离，得到乙醇和废醪液；

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；

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；

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；

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；

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。

本发明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。