一种发酵酒精生产中锅炉废气的利用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种发酵酒精生产中锅炉废气的利用方法，属于酒精生产领域。
【背景技术】
[0002] 酒精生产中，水是重要的原料，根据原料不同(木薯、玉米、大麦和大米等)，添加水 比例各有不同，一般在原料总量的3倍左右。以年产8万吨的酒精厂为例，年消耗工艺水达 100多万立方米，年产生酒精废水约130万立方米。
[0003] 发酵酒精工业属于高耗能、高污染、低产出、低效益的传统产业。为了节约 资源，提高资源的综合利用率，我国对酒精行业资源消耗指标也有明确要求，按照GB/ T18916. 7-2004标准，对酒精取水定额(包括工艺水、生产辅助用水等)要求较好的水平均为 每吨酒精取水量小于40吨。目前一般企业的取水量多大于此指标。为了减少水资源的消耗 和废水的排放，发酵工业要求采用清洁生产工艺。鉴于酒精生产水消耗太多，SBR废水回用 具有重要的意义，既节约了一次水资源的利用，又减轻了废水排放对城市环境发展的压力， 同时降低了生产运行成本，实现污水低排放。
[0004] 发酵酒精过程中影响酒精收率的主要因素是温度、醪液的酸度和发酵酒精的浓 度。在影响醪液酸度的因素中，生产用水的酸碱性至关重要。发酵酒精生产是在适宜的酸 性条件下进行，而SBR废水呈弱碱性（pH=8. 5左右)，直接利用会导致原料消耗大，生产成本 增加。而在发酵酒精生产中，会生产一些含硫的废气，这些废气呈酸性。这些酸性废气直接 排放会造成环境的污染，如果可以将这些废气利用起来，用于调节SBR水的pH值，那么不仅 仅会降低环境的污染还可以节约能源，降低生产成本。而目前这一方面废气的利用还没有 相关的专利文献。
[0005] 因此，为了社会经济的发展，也为了保护环境，有必要开发出一种发酵酒精生产中 锅炉废气的利用方法。利用锅炉废气来调节SBR水的pH值，使之符合酒精发酵生产用水的 要求，既减少废水和废气的排放，有减少原料硫酸的使用，提升酒精生产循环经济标准化水 平，为不断节能降耗，增产提供了技术保障。
【发明内容】
[0006] 发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种发酵酒精生产中 锅炉废气的利用方法。
[0007] 技术方案：为了实现以上目的，本发明采用如下的技术方案： 一种发酵酒精生产中锅炉废气的利用方法，包括以下步骤： (1)酒精废水处理：对发酵酒精生产过程中产生的酒精废水进行处理，处理过程中采 用高温厌氧发酵、中温UASB厌氧发酵和常温SBR好氧发酵联合处理方法直至废水中的COD 彡100 mg/L为止；废水处理中，采用两级高中温厌氧发酵和常温好氧发酵，实施了厌氧-好 氧生物法相结合的处理工艺，从而对酒精废水进行了深度处理，使得废水中的有害物质基 本去除，从而实现了废水的再循环利用，节约了资源，降低了生产成本，降低了环境污染； (2) 含硫锅炉废气的富集及SBR水的酸化：生产过程中的锅炉配备有溢流复合式水膜 脱硫除尘器，所述水膜脱硫除尘器包括主筒体，所述主筒体的上部设有溢水槽，下部设有溢 流孔，锅炉运行时，产生的含尘及SO2的废气从所述水膜脱硫除尘器的下部进口切向进入水 膜脱硫除尘器的主筒体，同时步骤（1)中处理得到的SBR水通过水泵注入到所述水膜脱硫 除尘器的溢水槽从而进入水膜脱硫除尘器的主筒体内，经过溢水槽的分流作用，使整个水 膜脱硫除尘器的主筒体内壁形成一层均匀水膜并不断下滑，同时主筒体内的废气在离心力 作用下始终与主筒体内壁面的水膜发生摩擦，最终废气中的尘粒随水流到水膜脱硫除尘器 底部，废气中的酸性气体与SBR水进行反应，对SBR水进行酸化处理，酸化后的SBR水从水 膜脱硫除尘器的溢流孔排出进入后续步骤的沉淀池；在锅炉上配备有膜脱硫除尘器这一锅 炉环保装置，该膜脱硫除尘器可以达到除尘率98%，脱硫率60%以上，从而确保大气污染物 达标排放和总量控制要求，并且在此步骤中，利用率锅炉废气中的酸性物质来中和酸化SBR 废水，不仅仅降低了废气排放对环境的污染，同时还使得SBR废水的水质能够满足酒精工 艺生产用水要求，从而实现了达标水的循环利用，除避免了一次生水可能带来的对酒精成 品的污染影响，而且节约了水资源和硫酸消耗，降低了生产成本； (3) 对SBR水调和，并将调和后的水用于酒精发酵工艺：在沉淀池内将步骤（2)中得到 的酸化后的SBR水与生产用水按照质量分数1:1的比例进行调和，调和后的水与发酵酒精 的原料粉进行混合拌料，然后进行后续的糖化、发酵工艺。调和水中只需要再加入50%新的 生产水即可进行下一步的酒精生产，从而大大降低了生产用水，实现了废水的再生利用，降 低了生产成本。
[0008] 优选的，步骤（1)中所述的高温厌氧发酵、中温UASB厌氧发酵和常温SBR好氧发 酵联合处理方法具体包括如下步骤： (a) :对产生的酒精废水进行高温接触式厌氧发酵，发酵温度55-60°C，密闭发酵时间 8-10 天； (b) :对经过高温接触式厌氧发酵后的酒精废水进行分离处理，分离出沼气、污泥和清 液，分离出的清液进行冷却降温后进入到下一步的中温组合升流式UASB厌氧发酵，分离出 的淤泥送入到淤泥浓缩池，分离出的沼气通过集气罩收集； (c) :步骤（b)中分离出的清液冷却后进入到UASB反应器中进行中温组合升流式UASB 厌氧发酵，发酵温度为35-38°C ; (d) :经过步骤（c)中厌氧发酵后的废水在UASB反应器中进行三相分离，分离出沼气、 淤泥及清液，分离出的淤泥送入到淤泥浓缩池，分离出的沼气通过集气罩收集； (e) :将步骤（d)中分离出的清液送入到SBR反应器中进行常温SBR好氧发酵，发酵后 分离出淤泥及清液，分离出的清液即SBR水，其中的COD彡100 mg/L，分离出的SBR水用于 步骤（2)中，分离出的淤泥送入到淤泥浓缩池。
[0009] 优选的，所述步骤（2)中酸化后的SBR水的pH值为6. 8-7. 2。发酵酒精过程中影 响酒精收率的主要因素是温度、醪液的酸度和发酵酒精的浓度，在影响醪液酸度的因素中， 生产用水的酸碱性至关重要，发酵酒精生产是在适宜的酸性条件下进行，而SBR废水呈弱 碱性（pH=8. 5左右)，直接利用会导致原料消耗大，生产成本增加，因此需要对SBR废水进行 酸度调节，酸化后的SBR水，其酸碱性接近中性，这样和新的生产水进行调和后，产生的调 和水可以保障发酵酒精的生产质量和收率。
[0010] 优选的，步骤（3)中利用调和水进行发酵酒精的生产，其具体生产工艺如下： 拌料：将用于酒精生产的木薯原料粉碎至20-40目，木薯粉与调和水按照质量分数1: (3-3. 5)的比例进行混合搅拌均匀，同时按每克原料4活力单位加入高温淀粉酶，并混合搅 拌均匀；加入高温淀粉酶可以提高产品质量，简化生产工艺，提高生产收率，降低生产成本， 原料中各组分的物料比，在此物料比下，生产出的酒精质量更为优异； 蒸煮糖化：将拌好的原料在93-98°C进行蒸煮得到糊化醪，蒸煮时间为90-120min，然 后进行冷却，当糊化醪温度冷却至58-62°C时，按每克原料130活力单位糖化酶加入到糊化 醪中保温30-40min进行糖化反应；通常的蒸煮温度可以高达130°C，而本发明的蒸煮温度 在保障产品的质量前提下可以降低至95°C左右，这样大大的降低了热能源，从而降低了生 产成本，使得操作也更为方便易控； 酒精发酵：糖化后，自然降温，温度降至30-34°C时，添加酵母，混合均匀后送入到发酵 缸中进行发酵，发酵时间65-70 h，发酵温度35-37°C。
[0011] 优选的，步骤（1)中所述的中温UASB厌氧发酵，发酵过程中废水的pH值为 6. 8-7. 2。6. 8-7. 2为UASB反应器运行的pH值，因此，废水的pH值也应该严格控制，才能保 证该步骤中厌氧发酵的效果。
[0012] 进一步优选的，步骤（c)中所述的UASB反应器设有加热装置。随着季节的变化，水 温也会发生变化，为了保证UASB反应器中的温度，因此在反应器内设有加热装置，利用生 产废热以及补充必要的蒸汽，可使UASB反应器在中温状态下进行厌氧反应，当然，在自然 水温的温度较高接近需要反应的温度时，就不需要开启加热装置，直接利用自然水温即可。
[0013] 进一步优选的，步骤（e)中所述的SBR反应器运行周期为8h，每个周期共有4个工 作时段，具体为缺氧进水、鼓风曝气、静置沉淀、排水排泥，每个时段的具体时间分配为缺氧 进水2. 5h，鼓风曝气4h，静置沉淀Ih,排水排泥0. 5h。
[0014] 优选的，步骤（2 )中所述锅炉配备有背压式汽轮发电机组。设备汽轮发电机组后， 锅炉产生的高压