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中兴零排放生物质能源化工厂
甜高粱秆磁共振综合利用
中兴集团昆明市中兴机电能源研究所
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几十年来,我们曾一直是用包谷(玉米)秆生产酒精的,这就是把包谷秆粉碎后，拌匀酵母,放进发酵池，经过五、六天，就可进蒸锅制出酒了，酒精度可达50至60度，这叫做粗乙醇可以直接代替液化气作民用燃料了,若要作汽车燃料,必须进一步蒸馏提纯成98度以上酒精燃料，产率可达85%，那么芦苇能否制酒精呢？六十年代看过京剧“芦荡火种（沙家滨）”就对芦苇有过幻想，近年到上海一看，果然名不虚传，真个是芦花放稻谷香岸柳成行，大江南水边漫天的芦苇秆，昨天才割它今天又长。我们居然也用芦苇秆烤出了酒精，当然必须要鲜嫩些的。看着这漫天无际的能源原料，不禁感到那些不惜用矿工的生命去换取煤炭的人们是多么的残酷无耻和渺小（每采十万吨煤要消耗一个矿工的生命）。
近些年来，各地兴起甜高粱的茎杆制乙醇高潮，甜高粱又称“糖用高粱”，属于碳四途径（C4）植物，具有很高的光合速率，为目前世界上生物量最高的作物，甜高粱同普通高粱一样，能长穗结籽，高可达4米,其植株一般高度达4—5米，一般亩产茎杆5000公斤左右，但茎秆粗壮，植株较高，茎秆多汁液且富含糖分(百分之8至19)，可生产糖浆或蔗糖。它耐涝、耐旱、耐盐碱，可在含盐0.4%-0.6%的盐碱地上种植，它对土壤的适应能力很强，在土壤中PH值从5.0—8.5时，各品种均能很好生长适应性强，出芽率高，根系发达，扎土层深，抗倒伏强，管理简单，种植十分容易，十分适宜荒地大规模种植。种植期在2－7月，生长期在105天-130天，凡年平均积温在2900—4100℃的地区均可栽培。全生育期150天左右。茎杆含糖量高达17%—18%。生物产量高，亩产种子150—400公斤。亩产茎叶5000—8000公斤，产量明显高于青贮玉米。甜高粱的茎杆除可用以制糖和乙醇之外，废渣还可作为造纸的原料造纸、制活性炭。每亩甜高粱的酒精产量约为玉米和甜菜的两倍，比甘蔗还高1/4。
世界石油危机爆发以来,人们寻找到了用粮食生产汽油醇所用的燃料乙醇，但其成本在每吨4000元以上，价格高于汽油，经济上很不合算，况且还与人争粮食，影响国家粮食安全,但是用玉米大量生产燃料乙醇，在我国不现实。我国的粮食还不那么富裕,用甜高粱秸杆制造燃料乙醇，成本每吨3000元以下。且每亩甜高粱杆可制造燃料乙醇250公斤以上,是目前比较理想的一种替代燃料,一是甜高粱做为高能作物首选已列入国家中长期科技发展规划的建议草案；二是中国地区开发促进会已上报国务院扶贫办将甜高粱的开发列入2004年绿色扶贫开发项目之一；三是甜高粱项目的产业工程正得到越来越多的地方政府（如山东滨洲、四川绵阳、河南叶县、山西忻洲）的大力支持和积极参与。
甜高粱秆高效制乙醇燃料的关键,中兴超高频磁共振
高粱秆加工酒精，与前面我们所说的用包谷秆加工酒精一样，都是采用发酵法，但发酵时间都在四至六天，生产周期较长，无形中增加了成本。中兴研究所采用自己独特的“超高频磁共振”技术，竟使发酵时间缩短为一天；原来在发酵过程中，必须将纤维素水解为低聚糖,主要是纤维二糖，再水解为葡萄糖，该水解过程其实是一个催化反应，纤维素酶的水解速率相当关键，它不止影响产出率，更重要的是影响化学反应的品质和效率，而超高频电场就能够几倍几十倍的提高水解速率。其中乙醇分子和水分子都是极性分子，在超高频电场的作用下能诱发化学反应，即诱导催化反应，这些极性分子随着电场周期变化而迅速旋转，旋转次数高达每秒—亿次左右，促使自然缓慢进行的氧化还原和酯化反应得到加剧，化学反应速度加快， 主要原因是高频波具有独特的加热性能，物料经过电波照射其加热与其他的加热方式不同，热量从介质内部产生，温度场比较均匀，超高频辐射下实现某些催化反应加快水解速率所以非常有利于化学反应的进，水和醇类分子结构相似，具有永久偶极矩，在闪变场中能发生偶极弛豫，在体糸内部直接引起电波能的损耗，醇的谐振频率为2433.44MHZ,只要所加的频率达到与其谐振的条件,立即产生强强烈反应.例如乙醇、丙醇、乙酸等类物质只要经产生了谐振的超高频波照射1min后即可沸腾，辐射促进分子间碰撞，产生高热效应频率越高，偶极分子旋转还导致了弱氢键破裂，分子受迫摆动愈快。故超高频率对化学反应速率影响是巨大的.同时，高频使酶用量相当低，大大降低了生产成本。是根据电磁场和电磁波理论、电介质物理理论、凝聚态物理理论、等离子体物理理论、物质结构理论和化学原理，利用现代超高频波技术来研究物质在超高频波电场作用下的物理和化学行为的一门科学。实际上超高频波能不仅提供了一种快速高效的加热方法，而且在很多化学过程中呈现出无法用热能解释的效应。但其机理是由于大多数生物体内含有极性分子，在超高频波电场的作用下引起强烈的极性震荡，从而导致细胞分子间氢键松弛，细胞膜结构电击穿破裂，加速了溶剂分子对基体的渗透和待提取成分的溶剂化。因此，利用超高频波萃取从生物基体萃取待分析的成分时，可以提高萃取效率。粒子在超高频波电场中可产生电子极化（原子核周围电子的重新排布）、原子极化（分子内原子的重新排布）、取向极化（分子永久偶极的重新取向）和表面极化（自由电荷的重新排布）。
竭泽尽鱼,废生物质的废渣再利用
在我们地球上,太阳能通过光合作用合成了大量以淀粉、油脂、纤维素、半纤维素及木质素我国年产量为4.5-5 亿吨， 同时产生秸秆7亿多吨,可以作为能源等专用植物种植的土地约有1亿公顷，再加上南方10亿亩草山草坡每年可生产10-15亿吨生物质，用于生产燃料乙醇和生物柴油，每年至少可产酒精和生物柴油约1亿吨左右, 至少相当于大庆油田的产量.
前面所说的是甜高粱杆、包谷（玉米）秆、通过发酵蒸馏制取乙醇，但是制完乙醇之后，大量的制醇废渣废液，是多年来制醇行业的一大难题，当然，也有将这些制醇废渣废液作为沼气原料制取沼气（甲烷），但由于制沼气发酵时间过长，沼气产率不高，特别是制沼后产生的大量沼渣的处理仍然成了一大难题，
其以生物质水解残渣为原料，在压力(表压)0.01－0.1MPa，400－600℃的温度范围内，原料在反应器中停留时间为0.5－10秒，以本裂解反应产生的不凝气为流化气和载气的条件下，通过快速裂解的方式得到生物油。液体产率可达70％。
当甜高粱杆、包谷榨取糖汁制糖后产生的废渣，用来再次发酵蒸馏制取乙醇时，废渣里所含半纤维素纤维素水解得到单糖，转化为乙醇，作为一种产品。最后再次剩下的废渣，含有大量的木质素，物质含氧量减少了，但这恰好是制油所必须的条件，废渣进入中兴特制的裂解器，在一定的温度、压力和一定的停留时间下，其产物经冷凝得到“中兴太阳油（草变油）”，在其它场合，若想得到草变油，还要向农民收购败枝烂草呢，这里制油，用的是令制酒行业最头痛的制酒废渣，其产油率竟然高达60%至70%，相当于用黄豆制油的产率,实在令人不可思义。
那么，甜高粱杆、包谷榨取糖汁制糖后的废渣被中兴用于高频水解再制酒精，制酒精产生的废渣又用中兴裂解炉高温制油，那么制油最后剩下的废渣又怎样处理呢？当然又进入裂解炉，这回进去不是作制油原料，而是作为重要的制油能源---当做燃料，最后呢？燃烧后变成了二氧化碳废气消失了。本来二氧化碳仍然可以作为化工原料生产甲醇或生产化肥，但算了吧，本来就是榨取糖汁的废料，制了酒又再造了油，已经竭其泽而尽其鱼，最后一点废气，随他去吧。当然，这里必须谈及的，是生产过程中产生的废液，这是难免的，废液的处理是再简单不过的了，它与造纸厂输送来的黑液一起，靠裂解炉废热的高度浓缩后变成了热质很高的燃料，将废渣裂解成汽车用油，造纸厂黑液送来得少时，我还嫌燃料不够用呢，附近多有几个造纸厂，那就太好了。
最后呢，酒精和油作为产品运走了，生产场地什么也没留下，这
就叫做 :“中兴零排放生物质能源化工厂”
中兴甜高粱秆产业竭其泽而尽其鱼的技术路线
可再生能源大循环
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