[发明专利]一种高效率工业尾气发酵制醇工艺

说明书

本发明提供了一种高效率工业尾气发酵制醇工艺，属于能源技术领域，所述工艺包括：将工业尾气进行加压；加压后的所述工业尾气通过气体分离膜进行一氧化碳提浓，获得反应气；将所述反应气通入微生物发酵罐进行发酵制醇，获得含醇醪液；其中，所述气体分离膜的孔径为0.33～0.35nm。该工艺能够将工业尾气中一氧化碳浓度提升至目标范围，实现一氧化碳浓度稳定控制，从而有效提高发酵反应效率、降低能耗和成本、提高反应体系运行稳定性。

技术领域

本发明属于能源技术领域，特别涉及一种高效率工业尾气发酵制醇工艺。

背景技术

随着全球化石燃料的日趋紧张和环境污染日益严重，能源和环境危机已成为21世纪人类社会可持续发展的主要障碍。乙醇不仅是一种很好的溶剂，而且还可以作为制取多种化工产品的原料，由于粮食乙醇严重依赖于农业粮食作物，而发展“不与民争粮，不与民争地”的政策是我国乃至世界发展燃料乙醇的方向，因此，发展非粮乙醇和生物质乙醇是未来乙醇制造的发展趋势。目前，非粮乙醇和生物质乙醇生产成本一直居高不下，主要成本在于原料。

生物质乙醇是以工业尾气中的一氧化碳为碳源，经微生物发酵制醇。工业尾气来源广泛，有效成分为工业尾气中的一氧化碳，根据气体来源不同，一氧化碳的含量差别较大，且存在一定的波动性，这对发酵制醇系统的反应效率、稳定性带来影响。原料气中一氧化碳浓度越低，发酵反应所需的气量越大，进气管道、反应器的设计规模也就越大，投资费用及运行费用均会增加。

发明内容

为了解决工业尾气中一氧化碳含量波动的技术问题，本发明提供了一种高效率工业尾气发酵制醇工艺，该工艺能够将工业尾气中一氧化碳浓度提升至目标范围，实现一氧化碳浓度稳定控制，从而有效提高发酵反应效率、降低能耗和成本、提高反应体系运行稳定性。

本发明通过以下技术方案实现：

本申请提供一种高效率工业尾气发酵制醇工艺，所述工艺包括：

将工业尾气进行加压；

加压后的所述工业尾气通过气体分离膜进行一氧化碳提浓，获得反应气；

将所述反应气通入微生物发酵罐进行发酵制醇，获得含醇醪液；

其中，所述气体分离膜的孔径为0.33～0.35nm。

可选的，所述将工业尾气进行加压，具体包括：

将工业尾气加压至0.5～0.6MPa。

可选的，所述加压后的所述工业尾气通过气体分离膜进行一氧化碳提浓，获得反应气，具体包括：

加压后的所述工业尾气通过气体分离膜进行一氧化碳提浓，获得反应气，所述反应气中一氧化碳摩尔浓度≥50％。

可选的，所述气体分离膜一侧为提浓侧，另一侧为渗透侧，所述提浓侧分为进气侧和反应气侧，所述工业尾气从所述进气侧进入所述提浓侧，所述反应气聚集在所述反应气侧，控制所述渗透侧的气体压强≤101kPa。

可选的，所述将所述反应气通入微生物发酵罐进行发酵制醇，获得含醇醪液，具体包括：

将所述反应气通入微生物发酵罐进行发酵制醇，获得含醇醪液，所述反应气的温度为29-37℃。

可选的，所述工业尾气包含钢铁工业尾气、生物质合成气、煤制气、石油炼化尾气中的至少一种。

可选的，所述气体分离膜包括有机高分子聚合物膜、无机高分子聚合物膜、无机膜、高分子-无机复合膜和高分子-无机杂化膜中的任意一种。

可选的，所述气体分离膜包括橡胶态膜和玻璃态膜。

可选的，所述含醇醪液中，醇类物质包括乙醇、丙醇和丁醇中的至少一种。