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其他成果/n本實(shí)用新型公開(kāi)了一種車(chē)載含水乙醇低溫重整制氫應(yīng)用系統(tǒng)，其原理是利用汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)余熱將含水乙醇經(jīng)過(guò)兩級(jí)催化重整為富氫氣體，再將富氫氣體通入汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)與燃油進(jìn)行混合燃燒。本實(shí)用新型利用兩級(jí)蜂窩鈦網(wǎng)結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生較大的催化劑接觸表面積，有利于重整制氫裝置的小型化，使車(chē)載在線產(chǎn)氫的目的成為可能；兩級(jí)催化的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了催化劑的相互協(xié)同作用，解決了單一催化劑形成積碳、燒結(jié)等問(wèn)題造成的乙醇轉(zhuǎn)化效率和氫氣選擇性較低等問(wèn)題，提高了催化劑的使用壽命。本實(shí)用新型利用了汽車(chē)尾氣余熱解決乙醇直接應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上存在的問(wèn)題以及提高化石燃料的燃燒效率，降低有害物質(zhì)的排放量。

利用豐富的、開(kāi)再生的玉米秸稈、麥稈、稻草等農(nóng)作物秸稈原料生產(chǎn)燃料乙醇，是當(dāng)前世 界生物能源產(chǎn)業(yè)的前沿技術(shù)領(lǐng)域，是未來(lái)替代石油能源的主要技術(shù)路線。本技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化實(shí)施 可以高效率進(jìn)行農(nóng)作物廢棄物的資源化利用，對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代具有重 大的提升作用，并大幅減少因秸稈焚燒帶來(lái)的霧霾等大氣污染因素。然而，高額生產(chǎn)成本嚴(yán)重 阻礙了本技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。目前，秸稈燃料乙醇的生產(chǎn)成本具體表現(xiàn)在過(guò)程的高能耗、大量 廢水排放、纖維素酶成本等環(huán)節(jié)上。 本項(xiàng)目的農(nóng)作物秸稈原料生產(chǎn)燃料乙醇成套技術(shù)采用華東理工大學(xué)研發(fā)的干法生物煉制技 術(shù)。該技術(shù)主要包括干法稀酸預(yù)處理、固態(tài)生物脫毒、高固體含量糖化與發(fā)酵等主要工序。其 中，干法稀酸預(yù)處理技術(shù)使用新型的螺帶攪拌式預(yù)處理反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)了過(guò)程零廢水排放，新鮮 水和蒸汽用量比典型的預(yù)處理技術(shù)降低80%以上；固態(tài)生物脫毒則采用生物降解方法脫除預(yù)處 理原料中所含的各種有毒物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程的零水耗和零能耗；高固體含量糖化與發(fā)酵技術(shù)則通 過(guò)自主研發(fā)的螺帶型反應(yīng)器處理固體含量達(dá)40%以上的纖維素底物進(jìn)行同步糖化與發(fā)酵生產(chǎn)乙 醇，與常規(guī)發(fā)酵反應(yīng)器相比，電耗可以降低80%以上，纖維素酶用量大幅降低。整個(gè)農(nóng)作物秸 稈原料生產(chǎn)燃料乙醇成套技術(shù)可以得到不低于8% (v/v) 的高濃度乙醇發(fā)酵液，纖維素轉(zhuǎn)化率可 達(dá)75%以上。本技術(shù)的采用將會(huì)大大降低纖維素乙醇的生產(chǎn)成本或環(huán)境成本，為即將商業(yè)化運(yùn) 作的燃料乙醇工廠中的技改提供技術(shù)儲(chǔ)備。

本項(xiàng)目采用酒精、沼氣雙發(fā)酵耦聯(lián)技術(shù)：木薯中淀粉經(jīng)酵母發(fā)酵轉(zhuǎn)化為燃料 乙醇，不能被酵母菌利用的纖維素等生物質(zhì)以及酒精酵母代謝副產(chǎn)物經(jīng)厭氧沼氣發(fā)酵轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源-沼氣，沼液經(jīng)過(guò)水資源化技術(shù)處理達(dá)到資源化指標(biāo)后回用作為工藝用配料水，從而達(dá)到無(wú)廢水排放、大大降低新鮮水資源；形成可連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)、無(wú)限循環(huán)的酒精-沼氣雙發(fā)酵綠色制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)燃料乙醇“零能耗”、“零污染”的綠色制造。

菊芋是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，可以在干旱地和鹽堿地等邊緣土地上大量種植。菊粉 (一種 多糖) 是菊芋塊莖的主要組分，可以由菊粉酶或蔗糖酶降解為果糖和葡萄糖等單糖。與纖維素 乙醇和纖維素乳酸相比，生物轉(zhuǎn)化菊芋生產(chǎn)乙醇或乳酸的技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，更易于產(chǎn)業(yè)化。但目 前的菊芋生物質(zhì)生產(chǎn)燃料乙醇和乳酸技術(shù)需要使用昂貴的菊粉酶來(lái)降解菊芋生成單糖，進(jìn)而發(fā) 酵成乙醇或乳酸；而且發(fā)酵產(chǎn)物濃度偏低，造成高昂的產(chǎn)物分離成本和生產(chǎn)成本使這一技術(shù)并 不具備產(chǎn)業(yè)化的潛力。 本項(xiàng)目的菊芋生物質(zhì)生產(chǎn)燃料乙醇和乳酸技術(shù)采用華東理工大學(xué)研發(fā)的高固體含量底物 同步糖化與發(fā)酵技術(shù)。該技術(shù)主要包括整合生物加工菊芋生產(chǎn)乙醇技術(shù)和高固體含量同步糖化 與發(fā)酵菊芋生產(chǎn)乳酸技術(shù)。其中，整合生物加工菊芋生產(chǎn)乙醇技術(shù)使用自主篩選的具有高菊粉 降解活性的釀酒酵母同步糖化與發(fā)酵菊芋生產(chǎn)乙醇，并采用新型的螺帶攪拌式反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)了 無(wú)菊粉酶添加的整合生物加工過(guò)程，乙醇濃度可達(dá)14%(v/v)以上，菊芋轉(zhuǎn)化率達(dá)80%以上；高 固體含量同步糖化與發(fā)酵菊芋生產(chǎn)乳酸技術(shù)通過(guò)自主研發(fā)的螺帶型反應(yīng)器處理固含量達(dá)30%以 上的菊芋進(jìn)行乳酸發(fā)酵，與常規(guī)發(fā)酵反應(yīng)器相比，電耗降低80%以上，發(fā)酵液中乳酸濃度可達(dá) 11% (w/w) 以上，菊芋轉(zhuǎn)化率達(dá)80%以上。本技術(shù)的實(shí)施將會(huì)大大降低菊芋乙醇和菊芋乳酸的 生產(chǎn)成本，為菊芋生物質(zhì)的生物煉制產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。

乙醇胺系列精細(xì)化工產(chǎn)品包括N，N-二甲基乙醇胺（DMEA）和N-甲基二乙醇胺（MDEA）等。N，N-二甲基乙醇胺是一種重要的精細(xì)化工中間體，可用于合成陰離子交換樹(shù)脂、水溶性涂料的樹(shù)脂溶化劑、涂料的堿穩(wěn)定劑、蠟類(lèi)產(chǎn)品的乳化劑、燃料油的分散劑；在鍋爐用水中添加本品（微量）即可防止生銹；用作環(huán)氧樹(shù)脂的低溫聚合促進(jìn)劑，尤其是可作為價(jià)廉質(zhì)高的助劑用于聚氨酯泡沫塑料，其應(yīng)用市場(chǎng)廣闊。N-甲基二乙醇胺是一種新型高效的脫硫脫碳劑，主要用于酸性氣體凈化，特別是石化企業(yè)煉廠氣尾氣、天然氣脫硫，化肥廠脫碳，具有較好的選擇性。而且溶劑穩(wěn)定性好，稱(chēng)為當(dāng)今高效低能耗脫硫脫碳溶劑。MDEA還可適用于醫(yī)藥中間體乳化劑，殺菌劑的中間體，聚氨酯涂料、乳液的擴(kuò)鏈劑及聚氨酯高回彈泡沫的催化劑。隨著國(guó)內(nèi)環(huán)保產(chǎn)、聚氨酯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，N-甲基二乙醇胺的市場(chǎng)潛力將越來(lái)越大。目前，國(guó)內(nèi)外N，N-二甲基乙醇胺生產(chǎn)技術(shù)基本都是在高溫（180～210℃）、較高壓力（4～5MPa）下反應(yīng)，產(chǎn)率一般在75~90%，產(chǎn)生大量三廢。本技術(shù)解決了極快速化學(xué)反應(yīng)的可控性技術(shù)難題，該綠色清潔生產(chǎn)新工藝在低溫（低于50 ℃），低壓（小于0.5MPa）條件下反應(yīng)。原料有效利用幾乎100%，過(guò)程無(wú)三廢。

乙醇胺系列精細(xì)化工產(chǎn)品包括N，N-二甲基乙醇胺 (DMEA) 和N-甲基二乙醇胺 (MDEA) 等。N，N-二甲基乙醇胺是一種重要的精細(xì)化工中間體，可用于合成陰離子交換樹(shù)脂，水溶性 涂料的樹(shù)脂溶化劑，涂料的堿穩(wěn)定劑，蠟類(lèi)產(chǎn)品的乳化劑，燃料油的分散劑。在鍋爐用水中添 加本品 (微量) 即可防止生銹，用作環(huán)氧樹(shù)脂的低溫聚合促進(jìn)劑，尤其是可作為價(jià)廉質(zhì)高的助 劑用于聚氨酯泡沫塑料，其應(yīng)用市場(chǎng)廣闊。 N-甲基二乙醇胺是一種新型高效的脫硫脫碳劑，主要用于酸性氣體凈化，特別是石化企 業(yè)煉廠氣尾氣、天然氣脫硫，化肥廠脫碳，具有較好的選擇性。而且溶劑穩(wěn)定性好，稱(chēng)為當(dāng)今 高效低能耗脫硫脫碳溶劑。MDEA還可適用于醫(yī)藥中間體乳化劑，殺菌劑的中間體，聚氨酯涂 料、乳液的擴(kuò)鏈劑及聚氨酯高回彈泡沫的催化劑。隨著國(guó)內(nèi)環(huán)保產(chǎn)、聚氨酯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，N- 甲基二乙醇胺的市場(chǎng)潛力將越來(lái)越大。 目前，國(guó)內(nèi)外N，N-二甲基乙醇胺生產(chǎn)技術(shù)基本都是在高溫 (180～210℃) 、較高壓力 (4～5MPa) 下反應(yīng)，產(chǎn)率一般在75-90%，產(chǎn)生大量三廢。本技術(shù)突破性地解決了極快速化學(xué) 反應(yīng)的可控性難題，該綠色清潔生產(chǎn)新工藝在低溫 (低于50℃) ，低壓 (小于0.5MPa) 條件下反 應(yīng)。原料有效利用幾乎100%，過(guò)程無(wú)三廢，綠色清潔生產(chǎn)。 年產(chǎn)5000噸規(guī)模，設(shè)備投資約800萬(wàn)元。 

木薯原料不與糧爭(zhēng)地，經(jīng)濟(jì)上可行，可以大規(guī)模種植。國(guó)家明確鼓勵(lì)以薯類(lèi)作物、甜高粱莖稈及纖維素等非糧生物質(zhì)為原料的燃料乙醇生產(chǎn)。 項(xiàng)目組根據(jù)國(guó)家生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求，重點(diǎn)突破木薯非糧燃料乙醇關(guān)鍵技術(shù)及裝備，獲得13項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利，形成了具有國(guó)際領(lǐng)先水平的非糧燃料乙醇成套生產(chǎn)技術(shù)，并成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，成果形成的木薯燃料乙醇成套生產(chǎn)技術(shù)的綜合技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于國(guó)內(nèi)外同類(lèi)技術(shù)。 應(yīng)用本技術(shù)首先在廣西中糧公司建成了“年產(chǎn)20萬(wàn)噸木薯燃料乙醇生產(chǎn)示范裝置”并于2007 年12 月投產(chǎn)運(yùn)行。裝

本項(xiàng)目成功地攻克了纖維素乙醇技術(shù)中的主要“瓶頸”問(wèn)題：將原料和預(yù)處 理成本轉(zhuǎn)移到了高附加值產(chǎn)品中；就地生產(chǎn)了廉價(jià)的纖維素酶；避開(kāi)了戊糖乙 醇轉(zhuǎn)化率低難題，同步酶解發(fā)酵生產(chǎn)了乙醇；結(jié)合提取木素生產(chǎn)生物材料技術(shù) 的開(kāi)發(fā)，形成了完整的木質(zhì)纖維素材料生物煉制生產(chǎn)液體燃料和高值化學(xué)品的 集成創(chuàng)新技術(shù)，率先進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。本技術(shù)可帶動(dòng)秸稈類(lèi)生物資源的高效 利用，為逐步形成能部分替代石化產(chǎn)業(yè)的生物質(zhì)煉制產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)人類(lèi)社會(huì)的可 持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

本項(xiàng)目成功地攻克了纖維素乙醇技術(shù)中的主要“瓶頸”問(wèn)題：將原料和預(yù)處理成本轉(zhuǎn)移到了高附加值產(chǎn)品中；就地生產(chǎn)了廉價(jià)的纖維素酶；避開(kāi)了戊糖乙醇轉(zhuǎn)化率低難題，同步酶解發(fā)酵生產(chǎn)了乙醇；結(jié)合提取木素生產(chǎn)生物材料技術(shù)的開(kāi)發(fā)，形成了完整的木質(zhì)纖維素材料生物煉制生產(chǎn)液體燃料和高值化學(xué)品的集成創(chuàng)新技術(shù)，率先進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。本技術(shù)可帶動(dòng)秸稈類(lèi)生物資源的高效利用，為逐步形成能部分替代石化產(chǎn)業(yè)的生物質(zhì)煉制產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

其他成果/n本發(fā)明公開(kāi)了一種車(chē)載含水乙醇低溫重整制氫方法及其裝置和應(yīng)用系統(tǒng)，該方法是利用汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)余熱將含水乙醇經(jīng)過(guò)兩級(jí)催化重整為富氫氣體，再將富氫氣體通入汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)與燃油進(jìn)行混合燃燒的過(guò)程，其裝置和應(yīng)用系統(tǒng)利用兩級(jí)蜂窩鈦網(wǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的催化劑接觸表面積，有利于重整制氫裝置的小型化，使車(chē)載在線產(chǎn)氫成為可能；兩級(jí)催化的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了催化劑的相互協(xié)同作用，解決了使用單一催化劑乙醇轉(zhuǎn)化效率和氫氣選擇性較低等問(wèn)題；在低溫環(huán)境下通過(guò)堿性催化劑的相互協(xié)同作用，解決了催化劑的燒結(jié)和積炭問(wèn)題，提高了催化劑的使用壽命。本發(fā)明利用汽車(chē)尾氣余熱，實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)在線摻氫的目的以及提高化石燃料的燃燒效率，降低了汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)有害物質(zhì)的排放量。