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我国秸秆生物质资源的使用现状与背景 万博手机网页|万博手机官网|万博手机网页版|木屑制粒机|生物质颗粒机|万博手机官网 / 20-02-02

   生物质是指利用大气、江、土地等通过光合作用而产生之各族有机体。农作物秸秆是生物质的一个重要部分,是今日世界上仅次于煤炭、原油和天然气的程序四大能源,在世界能源总销量中占14%,试想到本世纪中期,利用新技术生产的各族 生物质替代燃料名将占世界总能源的40%上述,如何让秸秆生物质资源发挥最大的成效,是考古学家们重点关注和研讨之议题。
   秸秆生物质利用的现状秸秆生物质具有多爆炸性,可作为燃料、饲料、肥料、生物基料和林果业原料等。秸秆生物质利用主要有三个地方:一是种植(培养)业综合利用秸秆:秸秆快速腐熟还田、过腹还田和制度化直接还田、生产优质饲料和食用菌。二是秸秆能源化利用:秸秆生物气化(沼气)、热解气化、固定成型、电气化、纤维素制燃料乙醇。三是以秸秆为原料的工业:生产非木纸浆、人造板材、包装材料、餐具等产品,以及秸秆饲料加工业和秸秆编织业。
1.1境内现状
   我国村民对作物秸秆的使用有长远的历史,秸秆除少量用于垫圈、喂养牲畜,一些用以堆沤肥外,大多数都作燃料烧掉。但随着省柴节煤技术之放开,燃煤和天然气的推广,秸秆大量富余。我国是世界上最大的加工业生产国,纤维素生物质资源丰富,年产量在12京t上述。自20百年80年代以来,我国生物质能提高很快,现实表现在:生物质发电从无到有;沼气建设一路高歌;石材乙醇产量跃居世界第三;生物柴油困境中谋求打破,可以迅速发展。
1.2露天现状
   露天生物质能技术开发是副20百年70年代后期开始的,而今已有了很大进展。秸秆直燃发电的红旗设施已投放市场,热解气化技术也火速猛进,石材乙醇等多项技术装备已跻身数字化和市场化阶段。
   柬埔寨是世界上最早使用秸秆发电的国度。柬埔寨首都罗马以北的阿维多发电厂建于20百年90年代,是全世界效率最高、最环保的热电联供电厂之一,年年岁岁燃烧15万t秸秆,可满足几十万用户之供热和用电需求。
   在朝鲜首都德黑兰以东的农业区,年年岁岁在收割时节,玉米收割机一边收割一边把玉米秆切碎,切碎的玉米粒秆作为肥料返到田里。
   在泰国,首要有两种秸秆处理办法:参赛土军方表现肥料,或作粗饲料喂养家畜。近期瑞士地球环境产业技术研究单位与本田技术研究所共同研制出从秸秆纤维素中索取酒精燃料的技艺,向现代化发展。
   秸秆在丹麦的用途很广,可作饲料、针线活制品,还用来盖房。有关秸秆与纤维素乙醇的提炼问题,则是秸秆综合回收利用在丹麦的流行进展。
2.秸秆生物质的资源化应用
   内外生物质能应用技术经过20连年之研讨和升华,他资源化应用主要有:已经普及的节约灶、小沼气;处于示范、加大阶段的厌氧处理粪便和秸秆气化集中供气技术;处于中试阶段的古生物质能压制成型及其配套技术;正在研究中的纤维素原料制取酒精、热化学液化技术、供热发电和天然气催化制取氢气等。可提供的功效主要有电能、热能和畅行能源。
2.1电能
   生物质能发电主要有两枝工艺技术路线,即无发电和直接燃烧发电。
   世界各个高度重视秸秆发电项目的支出,名将他表现21百年发展可再生能源的韬略至关重要和具备发展动力的财产。柬埔寨已建有130多座秸秆发电站,秸秆发电等可再生能源已占该国能源耗费总量的24%,柬埔寨BWE发电技术也在赞比亚、突尼斯、罗马尼亚、马耳他、斯洛伐克等国投产运行多年,其中俄罗斯坎贝斯之古生物质能发电厂是时下世界上最大的秸秆发电厂,装机容量3.8万kW;其他如美国的“太阳计划”、瑞士的“水资源农场”,瑞士有350座生物质发电站,总装机容量达7000MW,提供了大约6.6万个工作岗位,2010年日本生物质能发电达到13000MW装机容量;尼加拉瓜有“浅绿色能源工厂”等,秸秆发电技术已把联合国列为重要项目予以推广。我国的秸秆发电技术虽然起步较晚,但前进较快,境内在建农作物秸秆发电项目136个,遍布在广西、浙江、甘肃、湖南、海南、湖北、甘肃、浙江等多个省市。根据本国新能源和可再生能源发展纲要提出的对象和国度发改委的要求,至2020年,五大电力公司清洁燃料发电要占到总发电的5%上述,生物质能发电装机容量要超过3000万kW。
2.2热能
   秸秆生物质通过液化或固化等艺术制造成燃料可直接供热,或是制造成秸秆清洁煤炭等等。秸秆煤炭是一种新颖的古生物质再生能源,建筑业清洁,天南海北低于原煤的财力和商海价格,使用范围极为广泛,可以取代木柴、原煤、燃气,大规模用于生活炉灶、取暖炉、汤锅炉、工商锅炉等。但是如何将生物质燃料像煤、油气和天然气一样在老百姓的存在中普及,还需大力宣传和放开。
2.3通能源
   秸秆的首要成份是碳、氢、氧等因素,农技成分以纤维素、半纤维素为主,副为木质素、蛋白质、脂肪、灰分等,用秸秆转化的古生物燃料如生物乙醇和生物柴油作为交通能源,同石油、燃气和煤等化石燃料相比,最大特点是可再生性和对环境更团结。国际上生物交通能源技术相对成熟,首要途径是:谷物、秸秆、其他植物等发酵生产乙醇-车用油、乙烯、无毒溶剂及上百种化工、原材料产品等;我国秸秆交通能源技术研究虽然起步较晚,但日趋成熟,局部正形成小型规模和市场化。
3.秸秆生物质资源化应用技术
   秸秆生物质资源化应用技术主要包括秸秆沼气(生物气化)、秸秆固化成型燃料、秸秆热解气化、直燃发电和秸秆干馏等艺术。
3.1沼气发酵生物法(生物气化)
   秸秆生物气化是秸秆在厌氧条件下经微生物发酵而产生沼气和有机肥料的技艺工程,可采取稻草、麦秸、玉米秸等多种秸秆,并可与乡村生活垃圾、果蔬废物、便等混合发酵,原料组合非常灵活,来源充足,有着广大的腾飞空间和升华动力。秸秆沼气技术分为户用秸秆沼气和秸秆沼气集中供气两种形式。秸秆入池产气后产生之沼渣作肥料还田,增长了秸秆资源之使用效率,无效率通常可达70%~80%。
   秸秆沼气技术之工艺流程为:秸秆预处理#堆沤#投料#加水封池#肇事试气。出于秸秆中含有大量之胡萝卜素、木质素,导致分解速度较慢,产气周期较长。若将秸秆直接入沼气池进行发酵产气慢、气量少、不合算、难以大面积推广应用。为了加强产气量,首要应解决预处理技术和发酵菌种及适合秸秆物料特性的迅速厌氧发酵反应器研制等问题。
   沼气发酵的长处:(1)菌种在适当的情况下,发酵及供能速度快;(2)原料简单易得,利率较高;(3)最初投入少,不需要大型机械和复杂环境。
沼气发酵的欠缺:(1)建堤条件高,要求配套的小项目多,入股基金高,短期内效益低;(2)小型沼气工程存在产气不安定及发酵速度慢、相对效率低的题材;(3)大型沼气工程技术要求高,加大力度大。
3.2秸秆气化炉气化法(热解气化)
   秸秆热解气化是以农作物秸秆、稻壳、木屑、树枝以及农村有机废弃物等为原料,在工业化炉中缺氧的情况下进行燃烧,使秸秆在700~850∃的智能化温度下发生热解气化反应,产生一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体用于农牧业发电、热电联产、液体燃料合成、居民集中供气、工商燃气锅炉、工商干燥和温暖供热等方面。
   秸秆热解气化的长处:(1)秸秆燃烧充分,基本没有烟熏,残余灰烬少;(2)价值高,2t秸秆的年产值相当于1t煤,燃烧温度高,烟尘强,节约时间;(3)燃烧的灯火温度、热能强度可支配调节,并落实开、关两位操作,采用方便;(4)不受季节约束,可实现不间歇供气;(5)不需要救助能源或化学添加剂。
   秸秆热解气化的欠缺:(1)热解气化过程中挥发出多种有机化合物和燃油,若不加以回收利用,
   易造成环境污染和二次污染;(2)只利用了单一的可燃气,能源利用率低,且存在一定的平安隐患。
   历经近20年之拼搏,我国生物质热解气化技术日趋完善。我国自行研制的集中供气和户用产业化炉产品已跻身数字化试验及示范阶段,形成了多个系列的火炉型,可满足多种物料的智能化要求,在生养、生存用能、发电、干燥、供暖等世界得到利用。
   现已研发出突破性的古生物质能源联产综合利用技术,即在工业化炉内将生物质材料在限制供氧的尺度下燃烧,发生一系列燃烧反应,同时回收产生之气、液、木炭和开水。热解产生之空气主要含有甲烷、乙烯、一氧化碳、氢气等生存性气体,可将他输入燃气轮机发电或直接向用户供气;产生之气体中含有酸类、醇类、聚氨酯类、甲醛类、酮类、酚类等多种化学成分,可用作家畜、家禽饲养中的消毒杀菌液、复新剂,或用作促进作物生长的叶面肥,在航天农作物种植中采用;产生之液体生物质炭经过处理可作为烟草业用炭、生存用炭、农技复合肥、肥料缓释剂等;冷却炉体产生之热水可用于农牧业或个人,这项技术具有得天独厚的放开和运用前景。
3.3直接燃烧法
   直接燃烧法是直接将采集的秸秆生物质原料集中、粉碎、干燥后投入锅炉中燃烧发电,可以行使锅炉-蒸汽-蒸汽轮机-发电机的手艺方式,也得以行使热电联供的章程以增进系统效率。该技术中心成熟,已经进入数字化应用阶段。对于秸秆发电厂来说,送料方式根本有两种:一种是切碎给料,一种是整包送料。以6MW秸秆直燃发电系统为例,该系统采取汽轮机组进行发电,发电效率20%,自用电率10%,水晶转化率90%,系统总供电效率18%。
   直接燃烧法是时下在秸秆生物质资源化利用中最简单方便也是绝无仅有实现工业化应用的点子。但缺点明显:他热效率仅为现代化的三分之一,且投资大;出于秸秆燃料中碱金属以及氯元素的饲养量相对较高,燃烧后将产生较强的气温腐蚀,并引发床料聚团、结渣等问题;燃烧面积大,决不能充分运用水资源;生物质燃烧过程产生之细粒子影响城市和区域空气质量,降低大气能见度,损害人体健康,甚至影响区域和中外气候。
   根据国外生物质发电厂运行实绩统计以及我国权威机构测算,生物质燃烧发电成本远高于常规燃煤发电成本,约为煤电的1.5倍。尽管如此,大力提高秸秆发电,不仅可以减少由于在田间地头大量焚烧、废弃秸秆所造成的印迹,变废为宝,化害为利,而且对解决“三农”题材、促进经济发展具有关键作用。截至2008年8每日,我国共上马了生物质能发电项目136个,总装机规模220万kW。
3.4液化乙醇法
   乙醇作为替代能源,已在几内亚、瑞士、罗马尼亚、华夏等得到应用。风的由玉米秸秆制备乙醇的手艺包括预处理、水解、发酵3个步骤。穿过预处理分离木质素等不利于发酵的成份、破坏纤维素的束状组织、增长纤维素水解效率、降低纤维素酶的财力、付出木糖发酵用之植物菌种和多元化生产过程等,人均是生产乙醇的重大。而近日研究出的木材液化过程中,木质素首先被液化,副是半纤维素,末了才是纤维素,这就有可能将秸秆中木质素等不利于发酵制备乙醇的成份与纤维素分离,到达秸秆预处理的目的。离别的水准是制备乙醇的重大。
   采取农作物秸秆为原料生产生物乙醇,同时联产重要的液氮四平台化合物丁二酸。丁二酸可生产新型可降解塑料PBS等新材料,有着极其广泛的投资与使用前景。据了解,我国每年约产生1.5京t玉米秸秆,采取纤维素转化利用艺术,可生产1500万t生物燃料及1800万t加工产品,相当于4500万t原油产生之保值。秸秆乙醇项目还可实现真正意义上的纯生物流程生产。他生产过程基本不消耗化学能源,每6t秸秆纤维大约产生1t乙醇、1t二氧化碳,剔除损耗的余渣约3.5t,可代替煤用于锅炉。任何流程将是真实意义上的取的自然、用于自然、回国自然之原始过程。
   随着技术之不断发展,麦秸、玉米秆、青草经过生产加工,最后都得以成为能够替代石油的建材乙醇,可逐步替换目前的原油产品燃料,降低中国过高的石油依赖度,对缓解我国能源短缺、增长农民纯收入、维护大气环境等均有重点的韬略意义。江山发改委宣布:华夏将在未来利用更多的非粮乙醇燃料来替代原油,现实包括2010年开始每年使用超过200万t非粮农作物提炼出来的乙醇燃料以及20万t生物柴油,而到2020年分别增长至1000万t和200万t。
3.5压块固化燃烧法
   植物细胞中除含有纤维素、半纤维素外还含有木质素,木质素是具有芳香族特性的构造单体为苯丙烷型的立体结构高分子化合物,他常温下不溶于任何有机溶剂,但在200~300∃时会软化液化,此刻如施加一定的压力可使他与纤维素紧密粘接,并与相邻秸秆颗粒互相胶接,冷却后即可固化成型。秸秆制煤、制炭技术是以玉米、大豆、棉花、水稻等作物秸秆,以及废弃的花生壳、锯末、杂草、稻壳、树枝等为建材,在隔绝空气的尺度下,很快处理成秸秆炭,经粉碎后,再与粘土和任何粘合剂混合,研制成蜂窝煤型或炭棒型。
压块固化燃烧的长处:(1)穿过生物质压块机等展开短时间内的倒车,突出富有省时;(2)强度大,燃烧时间长,面积缩小6~8倍,强度为1.1~1.4t%m-3;(3)价值高,富裕运输和贮藏。
   压块固化燃烧的欠缺:资本较高,尚不能推广用于电厂,多为小规模之供热等。
   压块固化是极具投资价值的高回报技术。秸秆煤炭应用范围广,可以取代木柴、燃气,能广泛用于生活炉灶、取暖炉、汤锅炉、工商锅炉等。根据邮电部之对象,2010年,重组解决农村中心能源需求和转移农村用能方式,全国将建成400个左右秸秆固化成型燃料应用示范点,秸秆固化成型燃料年利用量达到100万t控制;到2015年,秸秆固化成型燃料年利用量达到2000万t控制。咱们河南省万博手机官网科技有限公司销售的 万博手机网页版生物质颗粒成型机研制的不同档次之古生物质颗粒燃料如下所示: 万博手机网页版压制的不同档次之古生物质颗粒燃料   3.6其他方法
   眼前,还有将秸秆通过固态微贮水解预处理和催化产氢即采取氢能并通过氢能发电的研讨。 万博手机网页版设备4.展望
   据专家预计,如果将秸秆利用艺术产业化,以50km为半径建设小型秸秆加工厂,这就是说按秸秆到厂价40元%t-1,农家每亩就可增收200元以上;如果我国每年能应用全国50%的农作物秸秆、40%的畜禽粪便、30%的金融业废弃物,以及开发5%的疆界土地种植能源作物,并建设约1000个生物质转化工厂,这就是说人家产出的资源就相当于年产5000万t原油,约为一个华诞煤田的各路,可创造经济力量400亿元并提供1000多万个就业岗位。 万博手机网页版压制过程   以后我国秸秆生物质能应用技术将在以下方面提高:很快直接燃烧技术与设备、电气化综合开发利用、新技术开发。可望国家各个政权和机构加快推进秸秆生物质资源综合利用,促进资源节约型、空气协调型社会建设。
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