我市农作物秸秆资源非常丰富,但由于目前秸秆综合利用程度较低,相当多的作物秸秆被弃置在田间地头,每当收获季节,在农田放火焚烧秸秆的现象随处可见。这不但造成了资源的极大浪费,而且焚烧秸秆的烟雾也对大气环境造成了严重污染,还成为引发火灾、交通事故、烧毁电线通讯电缆的隐患。户县东韩村采取秸秆气化集中供气不但解决了本村燃料供给和秸秆焚烧污染等问题,而且为我市农作物秸秆综合利用闯出了一条新路。作为陕西省乃至西北地区第一家秸秆气化项目,受到各级领导的关注,成为我市新农村建设的一个亮点。一、东韩村基本情况东韩村地处户县县城北大门,距西安30公里,咸阳28公里。全村242户,959人,耕地面积600亩。拥有村办企业1个,集体固定资产1400万元。2005年农民人均收入3800元。东韩村自1994年筹建花园式别墅新村以来,经过11年的建设,现已完成新建小楼房110栋,入住220户,生活用能实现清洁化,人畜粪便无害化处理率100%,农作物秸秆综合利用率达85%以上。该村先后被上级授予“全国文明村镇”、“全国创建文明村镇工作先进单位”、“省级小康示范村”等多项荣誉称号。二、秸秆气化技术的原理秸秆气化集中供气技术是生物质原料在缺氧状态下燃烧反应的能量转换过程。生物质是由C、H、O等元素和灰分组成,当原料被燃烧后,随着温度的升高,燃料产生的气体通过还原区赤热的炭层反应,转换成含CO、H2、CH4等成分的可燃气体,由风机抽出,经冷却除尘、去焦油和杂质后,送入气柜,再通过输气管网送到各户使用。三、东韩村秸秆气化项目的运行分析发展历程东韩村秸秆气化项目最早是1998年东韩村实施的农业部“八五”科技攻关及国家节能环保推广项目,项目总投资67万元,其中市科委25万元、省农业厅15万元、县配套15万元、自筹12万元,采用“氧化法”生产工艺。1998年8月建成,2000年正式运行。该项目所需原料只有玉米秸秆一种,通过“氧化法”所制的植物气属低热值,大约每立方米1200大卡左右,农民感觉不好用;该工艺从植物反应到结束只有气体一种产品,除了秸秆灰外没有其它副产品的产出;气化站运行过程中要投入人工、水、电、原料,每年村里须向该站补贴1.5-2万元人民币方能维持。2003年,气化站因木焦油、秸秆灰尘等堵塞管道,产气量大幅下降,不能满足该村村民日益发展的需要,不得以停产待改造。2004年经大连日华燃气设备有限公司与东韩村商榷,经多方考察论证,随之立项,东韩村出资68万元,由该公司进行技术改造。改造后采取“干馏法”生产工艺,使秸秆在隔绝空气的条件下进行热分解,生产的植物气热值可提高到3500大卡以上,在得到燃气供农户做饭、炒菜的同时,剩余残料废液按流程直接生产成木炭、木焦油、木醋液等具有一定价值的工业原料,整个生产过程无三废排放。2005年8月技术改造竣工,年底正式投产运行。经过一年的运行,目前已实现利润150元/吨,秸秆气化产业已成为东韩村新农村建设的一个经济增长点。东韩村“干馏法”秸秆气化运行效益分析1、技术原理及工艺流程已废弃植物为原料(农作物秸秆、杂草、稻草、谷壳、木屑、树枝等),经过粉碎、烘干、固化成型、干馏热解、通过净化等工艺,最后得到可燃气体,同时得到木焦油、木醋液、木炭等。原料-粉碎-干燥-固化成型-干馏热解-净化-排送机-气柜-用户
外销-机制木炭-木醋液-木焦油 2、产品用途1)
可燃气:主要作为居民生活燃气。因燃气中不含硫化氢、氨和萘,特别适合用于电子、玻璃制品的热加工燃料。气体中含有二氧化硫,可提取制造干冰。2)
木质炭:主要作为燃料炭,因不含致癌物质,特别适合熏烤食物;可用于冶金还原物和渗碳剂,因杂质低,特别适用于有色冶金业;作为水处理剂,吸附水中杂质;作为废气吸附剂,用于环保工业;可以制作各种类型的活性炭;可作为松散剂,改良土壤;可以代替碳黑,作为各种添加剂。3)
木焦油:是生产油漆的原料,是橡胶生产业的添加剂,可进一步加工提炼制造多种名贵药物;可以作为抗凝剂、防腐剂、粘接剂;是生产防水材料、防腐涂料、船舶漆和木焦油系硬质聚氨酯泡沫的优良原料(作为多元醇组份原料)。在农业上,与底肥混合施田,能起到杀虫增产作用,在工业上,用于阻聚剂中,是橡胶生产不可缺少的原料。在国际市场比较畅销,可以直接出口。4)
木醋液:
木醋液中含有多种有机酸,是植物生长的良好促进剂,同时也是有机肥料生产中的良好添加剂,喷到农作物或蔬菜叶面上,有明显防病驱虫增产作用,提高产量,是农业部重点推广的“绿色食品”即植物的杀虫剂;木醋液是畜禽饲料添加剂,用于畜禽养殖业上,可提高产量,而且能提高抗病能力。木醋液可以提出醋酸,用于食品有机合成工业,可以制造醋酸钙、醋酸钠,用于染料工业等。也可用于蔬菜、蛋类上,有明显的保鲜防腐作用;同时被国内一些医药化工企业采用,生产出农作物、花草防虫药。在韩国、日本等国家,作为人体护肤用品及口服饮用,可起到清肠、美容、软化血管等作用。3、运行效益分析东韩村秸秆气化项目总投资135万元,经过气化,每吨秸秆可以产350~400立方米可燃气,同时产生木焦油20公斤,木醋液260公斤,木炭350公斤。按一户3口家庭每天约需燃气2立方米计算,每吨秸秆可满足170户的生活用能。设备满负荷运行,每炉装生棒1.2吨,产燃气400立方米/炉,若全负荷运转,每天两炉,产气量为800立方米,全年产气29.2万立方米,可满足400户的全年生活用能;同时每天消耗秸秆3吨,全年消耗秸秆1000多吨,而东韩村年农作物秸秆产量仅200多吨,还需外购秸秆原料800多吨。年实现利润近14万元。东韩村秸秆气化生产成本分析
原料人工电费碱折旧维修费运输包装费燃料费企管费合计2吨200元/吨400元5人380度1.4元/吨27.8元/吨50元/吨33.3元/吨22.2元/吨
1060.4元25元/日0.7元/度2吨/日2吨/日2吨/日2吨/日2吨125元266元2.8元55.6元100元66.6元44.4元东韩村秸秆气化销售收入
原料燃气木焦油木炭木醋液日产值日利润年利润单价0.6元/立方米1500元/吨2000元/吨500元/吨
2吨
700立方米40公斤350公斤520公斤1440元379.6元138554元420元60元700元260元四、秸秆气化的意义及存在的问题东韩村秸秆气化的意义1、有利于改善农村生活、生产条件,促进城镇化建设进程应用生物质气化集中供气技术,改变了千百年来农村直接烧秸秆做饭、取暖的落后用能方式,改善了农民生活条件,提高了农民生活质量,促进了农村环境建设。通过应用秸秆气化集中供气技术,使秸秆转变为洁净、方便的燃气供应给农户,使农民和城里人一样用管道燃气做饭,实现了“两人烧火,全村做饭”,既节省了做饭的时间,降低了劳动强度,也改善了居住环境。这项技术的应用将对我市社会主义新农村建设起到积极的促进作用。2、有利于合理利用资源,保护生态环境,促进可持续发展我市每年农作物秸秆的产量约400万吨,除了少量用作编织材料、造纸原料、饲料及直接还田外,每年仍有150万吨的农作物秸秆,被用作炊事和取暖的燃料直接烧掉或采用就地集中焚烧或废弃的办法解决。此外,在经济条件较好的乡村,由于电力、液化气、煤炭等能源用量逐年增加,使秸秆用量在逐年下降。加之农作物产量的提高,作物秸秆剩余量越来越大,在近郊区和有的地方秸秆剩余量已达一半以上。这些秸秆被就地烧掉,不仅造成资源的浪费,也造成大量的污染排放,增加了环境保护的压力。应用生物质气化技术与以生活用能直接燃烧秸秆相比可以提高燃料利用率一倍以上,可显着地减少污染排放。据有关资料介绍,若每年利用一万吨秸秆进行气化后使用,代替煤炭可减少二氧化碳排放量1.4万吨、二氧化硫140吨、烟尘100吨。推广生物质气化技术是减轻环境污染的有效措施,其实现资源合理利用,保护生态环境,减少农民的支出,改善农村生产生活条件,促进新农村建设的综合效益是显而易见的,完全符合可持续发展的要求。3、有利于减少农民用能的支出近年来,随着农村经济发展和农民生活水平的提高,电炊具、液化气、煤炭已经进入许多农民家中,反映出农民对优质、便利的能源的需求不断增加。但不可再生能源的消费价格日趋上涨,今年以来,液化气、煤炭价格普遍上涨,农民应用商品能源的增加,不仅加大了能源供应的压力,也势必加重农民生活负担。生物质气化集中供气系统一次性投资较高,但是其运行费用并不高,4口家庭每日炊事需燃气2m3左右,支出低于使用液化气费用,而且更方便,已经使用秸秆燃气的农户都很满意。存在的问题1、投资大。东韩村秸秆气化模式启动资金需要130万左右,作为公益性项目,没有国家支持,一般行政村难以实施。主要设备:原料加工设备(粉碎机,烘干机,挤棒机),热解设备,净化设备,储气柜,管网建设等。2、利润小。秸秆气化项目利润率只有10%左右,而且不稳定,甚至会出现亏损。秸秆气化项目的利润来源主要是植物气和木炭、木焦油和木醋液等产品的开发。东韩村秸秆气化模式设计用户1000户,目前只有270户使用,用户不足使得设备难以满负荷运转。同时东韩村秸秆气化产生的副产品除木炭外,木焦油、木醋液尚未开发,不但没有产生利润,而且增加了贮存成本。3、副产品利用不足。东韩村秸秆气化产生的木炭、木焦油、木醋液等副产品的产业化利用由于缺乏技术支持,除木炭作为燃料销售外,其余副产品既没销售,又没有生产系列化产品,市场尚未开发,如果长期贮存,还会造成新的污染问题。五、建议东韩村“干馏法”秸秆气化项目工艺先进、技术成熟、效果好,主要原料为生物质,如稻秸、麦秸、菜籽秸、玉米秸、谷壳、食用菌废菌包、瓜子壳、锯木面、树枝等。推广秸秆气化集中供气技术,不仅能有效缓解农村地区高品位商品能源短缺问题,促进我市都市农业发展,而且有利于实现秸秆全面禁烧和综合利用,对促进农村社会经济可持续发展和生态环境的保护具有积极的作用。建议市政府把秸秆气化作为我市社会主义新农村建设的重头戏和农作物秸秆综合利用和农村能源开发的首选项目给予支持。由于秸秆气化项目启动资金过大,加上该项目的公益性,单靠农民的力量难以推广开来,政府要进行必要的资金、技术支持,并进行跟踪管理。秸秆气化项目在建设时可打破行政村界限,采取一乡或多村联合建设秸秆气化中心站模式,集中供气,充分发挥项目作用。加强秸秆气化副产品的开发力度。要把木炭、木焦油、木醋液等副产品作为重要的化工原料来开发,培育农工贸一体化的新产业;农业技术推广部门要加大对木醋液、木焦油在农业生产中的应用力度,在无公害农产品、绿色食品和有机农业生产中推广,促进我市现代农业的发展。秸秆气化项目除满足农民生活用能外,要把秸秆气发电作为一个重要方面进行开发,确保满负荷运转,增加利润。

我市明年将在新农村建设中重点推广生物质气化新能源,为农民提供高效清洁的新能源。
旅顺日华燃气设备有限公司建立的生物质燃气储存站,通过输气管网,向附近上千户居民集中提供生活用气。
旅顺口区三涧堡街道土城子村村民徐春梅:以前用罐一个月就得一罐气,像现在一罐气得八十多块钱,这个一天一个字就差不多了,三十多块钱差不多这一个月就下来了。
生物质能气化是在高温高压条件下,将农作物秸秆等转化为燃气,热值高达每立方米1万“千焦耳”。不仅热能高,省事便宜,而且副产品有较高经济价值。
大连旅顺日华燃气设备有限公司经理潘富敏:1000公斤可以出300公斤的木醋液,40多公斤焦油,300公斤的木炭,还可以出300立方米的燃气。
木焦油是油漆、橡胶等行业的原料,国际市场价格1000美元一吨,木醋液则是良好的驱虫剂和植物生长剂。目前,我市每年农作物秸秆产量100多万吨,大部分被农户烧火做饭取暖,不仅浪费资源,也造成污染。我市明年起将在新农村建设中重点推广生物质气化新能源,实现能源的综合清洁高效利用。

主持人:听众朋友,晚上好,欢迎收听致富早班车。

秸秆在我国的广大农村很常见,广大农民朋友对秸秆的处理呢大多是焚烧或是烧柴做饭,对秸秆缺乏有效的利用,而且无论是焚烧还是烧柴做饭都会给环境造成污染。其实有很多农民朋友可能还不知道在大家眼中看似不起眼的秸秆还能进行能源化的利用呢。而随着我国经济的不断发展,能源短缺的问题日益突出,那开发利用农作物秸秆,对于缓解能源危机,减轻环境污染,保护生态环境具有一定的现实意义。在今天的节目时间里,我们就来向广大农民朋友们介绍秸秆能源化利用技术,今天做客我们节目的专家是农业部规划设计研究院农村能源与环保研究所副所长孟海波。孟所长,您好。

专家:主持人好,听众朋友们大家好!

主持人:今天呢我们来介绍秸秆能源化利用的其中一个方面——秸秆炭化技术。下面我们来介绍一下秸秆炭化技术。那什么是秸秆炭化技术呢?请孟所长来介绍一下。

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专家:秸秆炭化技术,是一种将秸秆置于绝氧或者缺氧的条件下,高温加热,使其充分析出挥发分,以生成木炭为主要目的的工艺,也叫做炭化工艺或者干馏工艺。从堆积烧炭法算起,秸秆等生物质慢速热解已经有数千年的历史。目前,慢速热解炭化已经成为工业化的木炭生产技术,以木材为原料发展了不同生产规模的工艺装置,近年来也发展了竹木、秸秆成型燃料、稻壳等农林残余物原料的炭化工艺和装置。

主持人:那秸秆炭化技术产品都有哪些,都有什么优点呢?

专家:秸秆炭化过程中固体生物燃料分解成较为简单的物质,目标产物是木炭,同时得到可以利用的木醋液和木煤气等副产物。

固体产物:作为秸秆慢速热解工艺的主要产品,木炭具有含碳量高、孔隙结构发达、反应活性高的优点,既是一种优良的固体燃料,又是重要的工业原料。通过物理化学方法除去木炭内外表面覆盖的焦油等杂质,使其内部孔隙结构进一步地发达起来,制成具有高达300〜1500m2/g的比表面积和强大吸附能力的活性炭,在食品、化工、电子、国防、环保、农业等行业以及家庭生活中获得了广泛应用。

液体产物:秸秆炭化热解过程中,从炭化炉导出了蒸汽和气体的混合物,经冷凝分离后可以得到木醋液和不可冷凝的可燃气体。木醋液是棕黑色液体,其成分是十分复杂的,除了含较大量水分还含有200种以上的各种有机物,其中一些化合物如饱和酸蚁酸、丙酸和丁酸、不饱和酸丙烯酸、醇酸乙醇酸、杂环酸糠酸、饱和醇甲醇以及一些芳香烃物质。这些化合物中有些溶于水,有的不溶于水,上层的澄清木醋液进一步加工可以得到乙酸、丙酸、丁酸、甲醇和有机溶剂等产品。沉积木焦油经加工后可以得到杂酚油、木馏油、木沥青等产品。

气体产物:主要成分是CO2、CO、CH4、C2H4、H2等。慢速热解中隔绝了空气,避免了氮气稀释,产生的可燃气是热值较髙的燃气。木炭生产中一般将木煤气燃烧后作为载热体,提供给炭化装置,在有剩余时也可以作为其他用途的燃料气。

主持人:刚才孟所长介绍了秸秆炭化技术的三种产物,分别是固体产物、液体产物和气体产物,并介绍了每种产物的优点。接下来我们再来说说秸秆炭化过程。秸秆炭化过程都有哪几个阶段,都有什么特征呢?请孟所长来介绍一下。

专家:概括起来,可以把秸秆炭化过程大体上划分为下列四个阶段。

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