【摘 要】
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随着我国推动能源体系绿色低碳转型,燃料乙醇作为生物质能源的重要性日益显现。以甘蔗糖蜜为原料生产燃料乙醇,是生物质资源综合利用的典范,但生产过程排放的糖蜜酒精废液单一处理方法很难做到达标排放。本文针对业界反映的糖蜜酒精废液蒸发汽凝水COD过高,因检测技术限制,成因难以验证的问题,解决了废液检测技术问题,并提出了含低沸物糖蜜酒精废液处理工艺方案。针对糖蜜酒精废液基质复杂,选用了一种适用于复杂样品前处理
【基金项目】
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广东省科技计划项目:糖蜜酒精废液综合处理关键技术应用研究与开发（2016B020243005）
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随着我国推动能源体系绿色低碳转型,燃料乙醇作为生物质能源的重要性日益显现。以甘蔗糖蜜为原料生产燃料乙醇,是生物质资源综合利用的典范,但生产过程排放的糖蜜酒精废液单一处理方法很难做到达标排放。本文针对业界反映的糖蜜酒精废液蒸发汽凝水COD过高,因检测技术限制,成因难以验证的问题,解决了废液检测技术问题,并提出了含低沸物糖蜜酒精废液处理工艺方案。针对糖蜜酒精废液基质复杂,选用了一种适用于复杂样品前处理的固相微萃取方法分析糖蜜酒精废液中挥发性有机物,采用标准加入法进行定量校正低沸点组分含量。优化了SPME萃取模式、萃取头、样品体积、萃取温度、样品离子强度和萃取时间等方法参数,方法具有良好的复现性和精密度。采用GC/MS和标准品比对对糖蜜酒精废液挥发性有机物进行定性分析,鉴定出废液中37种化合物。标准加入法定量校正,测定糖蜜酒精废液中乙醇和乙酸乙酯的含量分别为2.853×10-3g/m L和2.616×10-6g/m L。检出限（LOD）分别为0.295×10-6g/m L和0.0835×10-6g/m L,定量限（LOQ）分别为9.83×10-6g/m L和0.278×10-6g/m L。乙醇加标回收率为96.11%～105.4%,乙酸乙酯加标回收率为83.82%～102.6%方法具有较好的灵敏度和准确度。乙醇是糖蜜酒精废液中最主要的低沸点有机物,是引起浓缩法汽凝水COD过高的主要原因。采用Aspen Plus建立了糖蜜酒精废液四效蒸发模型,模拟废液进料物流中引入HS-SPME法测定的乙醇含量,模拟结果误差在可接受范围内。针对汽凝水中含有乙醇造成COD过高,提出汽凝水集中处理和平流四效精馏两种方案进行后处理,并采用Aspen Plus对两种方案进行模拟,优化了各设备的操作参数。方案一汽凝水集中处理工艺,净水COD为395.8mg/L,再沸器负荷为8.77MW,每年度可回收乙醇89.5吨。方案二汽凝水四效精馏工艺,净水COD为365.2mg/L,I效再处理塔再沸器负荷为3.26MW,每年度可回收乙醇91.5吨。装置寿命期以10年计,方案一糖蜜酒精废液处理成本为16.2元/吨,方案二糖蜜酒精废液处理处理成本为7.4元/吨。综合多项成本,方案二在能耗上更具优势,总成本方案二更具优势。
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