農(nóng)作物秸稈清潔制漿及綜合利用新技術(shù)

蘇河山

（北京創(chuàng)源基業(yè)自動化控制技術(shù)研究所）

農(nóng)作物秸稈清潔制漿及綜合利用新技術(shù)

蘇河山

（北京創(chuàng)源基業(yè)自動化控制技術(shù)研究所）

一、農(nóng)作物秸稈清潔制漿及綜合利用新技術(shù)產(chǎn)生的背景和意義

日前，國家農(nóng)業(yè)部完成了首次全國農(nóng)作物秸稈資源專項(xiàng)調(diào)查，并發(fā)布了《全國農(nóng)作物秸稈資源與評價報(bào)告》。調(diào)查顯示：我國農(nóng)作物秸稈年可收集量為6.87億噸。農(nóng)作物秸稈利用率為69%。作為飼料利用2.11億噸，占30.69%，作為燃料利用（含秸稈新型能源化利用）1.29億噸，占18.72%，作為肥料用1.02億噸，占14.78%，而作為造紙等工業(yè)原料用為1600萬噸，僅占2.37%。

我國農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量高達(dá)7億噸，其中可收集部分約4.5億噸，但是綜合利用率卻不足10%。隨著國家環(huán)保力度的加大、農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，秸稈生活利用率降低和大量紙廠、稻麥草化學(xué)制漿廠關(guān)閉，秸稈再利用率大為降低?，F(xiàn)在農(nóng)村多采用焚燒的方式來處理這些廢棄秸稈，對大自然環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。

寶貴的秸稈資源被廢棄或焚毀，對我國這樣人口眾多、資源匱乏的國家而言是十分可惜的。關(guān)鍵問題是秸稈利用的有效出路在哪里？政府號召秸稈還田，但由于我國人多地少，耕田一般都要種植兩茬，根本沒有輪耕輪休的時間，秸稈在短時間內(nèi)腐爛降解不了，堆積在土壤中不利于新季節(jié)的耕作，農(nóng)民焚燒秸稈也是無奈之舉。秸稈發(fā)電、煉鋼、碳化等選擇給秸稈利用開辟了新路，但是用秸稈作燃料附加值低，且秸稈質(zhì)輕量大，運(yùn)輸困難，項(xiàng)目推廣有困難。

我們認(rèn)為秸稈綜合利用能否成功，關(guān)鍵在于能否開發(fā)出一種能創(chuàng)造出附加值較高的終極產(chǎn)品的新型實(shí)用技術(shù)，它必須具備五個特點(diǎn)：一是技術(shù)成熟、操作簡易、投資少；二是采用無污染的清潔生產(chǎn)工藝，綠色環(huán)保；三是能就地大量消耗秸稈，且秸稈的有效成分能被充分利用；四是產(chǎn)品附加值較高，市場廣闊，效益好；五是不能遠(yuǎn)離農(nóng)村，應(yīng)是城鄉(xiāng)結(jié)合，作為生態(tài)工業(yè)開發(fā)，可以避免許多弊病。從已經(jīng)公開的信息看，國內(nèi)還沒有一項(xiàng)秸稈綜合利用技術(shù)能全面達(dá)到上述要求。

農(nóng)作物秸稈能否充分利用是牽涉到國家經(jīng)濟(jì)命脈的重大問題，只有把農(nóng)作物秸稈全面利用起來，我國的農(nóng)業(yè)才能稱其為完整的農(nóng)業(yè)體系，因?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品是由籽實(shí)和秸稈兩部分組成的。農(nóng)作物秸稈綜合利用既是經(jīng)濟(jì)問題又是政治問題，它不但能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且有利于農(nóng)民在鄉(xiāng)就業(yè)，是破除城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)，解決“三農(nóng)”問題，加快鄉(xiāng)鎮(zhèn)一體化建設(shè)的有力措施。符合國家高科技產(chǎn)業(yè)政策、環(huán)保政策、能源政策，符合黨中央關(guān)于發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、構(gòu)建和諧社會等各項(xiàng)重大戰(zhàn)略方針，必將產(chǎn)生難以估量的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。

我們研究所從1999年開始，經(jīng)十余年努力，成功地研制了一套農(nóng)作物秸稈無污染制漿的機(jī)械設(shè)備，用這套設(shè)備可以不添加任何化學(xué)藥劑，采用純機(jī)械加工方式，將農(nóng)作物秸稈分離成纖維和營養(yǎng)富集的顆粒部分，用纖維部分代木，制作包裝紙和其它以木材為原料的產(chǎn)品，用營養(yǎng)富集的顆粒部分代糧，制作蛋白飼料及營養(yǎng)膳食品，或制作生物復(fù)合肥料。

這項(xiàng)新技術(shù)得到了國家制漿造紙研究院的認(rèn)可并已獲得國家專利。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技文獻(xiàn)信息中心經(jīng)查新認(rèn)定該技術(shù)為創(chuàng)新成果。中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會進(jìn)行了專題調(diào)查并組織有關(guān)專家評議，認(rèn)為該技術(shù)屬國內(nèi)領(lǐng)先水平，符合國家環(huán)保政策和產(chǎn)業(yè)政策，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。該技術(shù)已被列為2006年國家重點(diǎn)環(huán)境保護(hù)A類實(shí)用技術(shù)。

二、主要技術(shù)內(nèi)容

1、“農(nóng)作物秸稈清潔制漿及綜合利用新技術(shù)”的內(nèi)涵

秸稈清潔制漿技術(shù)系我所自主創(chuàng)新并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的一個技術(shù)集成，它包含秸稈機(jī)械法制漿技術(shù)、生產(chǎn)線的工藝設(shè)計(jì)和建設(shè)、廢水資源性回用技術(shù)及廢水處理系統(tǒng)、秸稈纖維的應(yīng)用技術(shù)、秸稈營養(yǎng)富集物的應(yīng)用技術(shù)，以及上述各項(xiàng)技術(shù)的核心設(shè)備和生產(chǎn)工藝等配套技術(shù)。

1999年我所開始研制秸稈機(jī)械法制漿，在十余年研制過程中涉及面不斷擴(kuò)展，隨著農(nóng)作物秸稈纖維部分和營養(yǎng)顆粒部分的清潔剝離和生產(chǎn)廢水資源性凈化技術(shù)的成功、秸稈原料廣譜化（從單一的稻麥草到棉花稈、蔗渣、玉米秸、豆稈、葵花稈、花生殼、沙棘、蘆葦?shù)龋?、產(chǎn)品的多樣化（不僅是瓦楞原紙、黃板紙、紗管原紙等包裝用紙，還包括一次性餐飲具、工業(yè)襯托、輕體建材、秸稈節(jié)能自燒磚、生物肥料、蛋白飼料、功能性膳食品等），技術(shù)鏈不斷延伸，形成了以清潔制漿技術(shù)為核心的農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù)群。

2、理論依據(jù)

為最大限度的全資源利用秸稈，必須把秸稈的有效成份分離出來，再分門別類作為原料使用。我們的技術(shù)就是用純機(jī)械法把秸稈分為纖維和顆粒兩部分，纖維部分以秸稈機(jī)械漿形式出現(xiàn)，顆粒部分從循環(huán)用水中過濾出來。核心技術(shù)的實(shí)質(zhì)是不添加任何的化學(xué)物質(zhì)，用純機(jī)械法制造機(jī)械漿和營養(yǎng)富集顆粒。

從某種意義上說制漿的過程就是處理木素和剝離纖維的過程。無論是化學(xué)制漿還是機(jī)械制漿，其主要目的都是破解制漿原料中木素的黏合力，因?yàn)槟舅厥谴嬖谟诩?xì)胞間層間最主要的物質(zhì)，它使細(xì)胞互相黏合而固結(jié)?；瘜W(xué)制漿的原理是添加化學(xué)物質(zhì)使木素溶出，從而破壞了纖維間的固結(jié)。機(jī)械法制漿并不要求木素全部溶出，只是利用木質(zhì)素在一定溫度條件下纖維間橫向固結(jié)力減弱，木素可以由硬而脆的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化為偏軟的橡膠態(tài)這一特性，采用純機(jī)械加工工藝，將秸稈置于可聚蓄熱能的非金屬分解器中高速運(yùn)轉(zhuǎn)搓磨，使物料在瞬間高溫狀態(tài)下撕裂、壓潰、帚化、潤漲，形態(tài)和性態(tài)均發(fā)生變化，最終使纖維具備了成漿的要求。

3、專業(yè)設(shè)備（制造秸稈機(jī)械漿及水處理的專業(yè)設(shè)備）

（1）核心設(shè)備-700型秸稈分解機(jī)

農(nóng)作物秸稈機(jī)械法制漿從理論上說并無新意，因?yàn)槟静臋C(jī)械制漿已是傳統(tǒng)的成熟技術(shù)，TMP（熱磨機(jī)械漿）、APMP（化學(xué)漂白機(jī)械漿）等系統(tǒng)正是這一理論的成功實(shí)踐。關(guān)鍵在于秸稈具有鮮明的特性，從組織構(gòu)成上說秸稈木素含量低，非纖維物質(zhì)多，纖維的長度短；從形態(tài)上說秸稈疏松柔韌，單位質(zhì)量小且纏繞性大?；谶@些特點(diǎn)，傳統(tǒng)的機(jī)械木漿制漿設(shè)備難以處理秸稈。

我們針對秸稈的特性，借鑒傳統(tǒng)的木材機(jī)械制漿設(shè)備的工作原理，參照國外非金屬磨盤的工作原理，2004年設(shè)計(jì)制造了600型秸稈分解機(jī)，2008年在600型秸稈分解機(jī)基礎(chǔ)上研制成功700型秸稈分解機(jī)(磨盤直徑700mm,產(chǎn)能30t/d，生產(chǎn)效能高、穩(wěn)定性強(qiáng)、具有完善的PLC控制系統(tǒng))。為適應(yīng)產(chǎn)能規(guī)模擴(kuò)大的要求，我們正在研制900型分解機(jī)。

如前所述秸稈成漿必須具備形態(tài)和性態(tài)兩方面的變化：即形態(tài)的帚化、細(xì)纖維化;性態(tài)上木素在熱力的作用下由硬而脆的玻璃態(tài)向偏軟的橡膠態(tài)轉(zhuǎn)化。傳統(tǒng)的處理木材的鋼磨對于秸稈的加工并不理想，因?yàn)閳?jiān)硬的鋼材質(zhì)齒面切斷能力強(qiáng)，搓磨能力弱，只能將原本纖維很短的秸稈打得粉碎，而對秸稈纖維的次生壁的緊密外層卻無能為力。為了使草漿纖維盡量保持原有纖維長度，又能使其次生壁緊密的外層被壓潰、帚化或細(xì)纖維化，必須采用撕裂搓磨能力強(qiáng)、適宜處理柔韌性材料的非金屬材質(zhì)的磨盤。同時考慮到機(jī)械在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中材料強(qiáng)度的承受力，分解機(jī)配置的是不同材質(zhì)的復(fù)合型盤磨。磨盤高速運(yùn)轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生持久的高溫 （可以達(dá)到120℃以上），創(chuàng)造了木素變軟的條件。這是傳統(tǒng)的處理木材的鋼磨無法相比的，也是清潔制漿新技術(shù)重要而寶貴的創(chuàng)新點(diǎn)。

（2）分解機(jī)專用配套設(shè)施

700 型秸稈分解機(jī)是流水線的核心設(shè)備，它的工藝特性要求喂料充足、物料含水量低、輸送均勻。如喂料不飽滿、物料含水量過高，不僅產(chǎn)能低，更嚴(yán)重的是分解機(jī)腔內(nèi)溫度下降，不能保證成漿質(zhì)量；如喂料不均勻，會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。秸稈纖維疏松單位質(zhì)量小、纏繞性大、韌性強(qiáng)、瀝水快，不單在喂料時易堵塞，在出料口及全線輸送過程中都容易出現(xiàn)阻塞、搭橋現(xiàn)象。用傳統(tǒng)的木材機(jī)械漿流水線很難處理，我們在設(shè)計(jì)中充分考慮到秸稈和木片質(zhì)地的差異性，采用濕法備料系統(tǒng)對秸稈進(jìn)行充分的搓揉浸泡，使其潤漲柔和，減少挺性和張力，并有針對性地對分解機(jī)的配套設(shè)施（主要是撕裂機(jī)、水碎機(jī)、螺旋輸送機(jī)）及管道閥門進(jìn)行了全面改造，關(guān)鍵工位增設(shè)了全自動聯(lián)動（PLC）控制系統(tǒng)，保證全線作業(yè)順暢無阻，穩(wěn)定性強(qiáng)，節(jié)能省電，生產(chǎn)效率高，達(dá)到了理想的設(shè)計(jì)效果。

（3）機(jī)械漿回用水處理的創(chuàng)新設(shè)備—恒壓式絮凝自過濾塔

廢水治理是造紙企業(yè)最大的難點(diǎn)，對比國內(nèi)外廢水治理方式，這項(xiàng)新技術(shù)可以確保生產(chǎn)用水循環(huán)使用不外排。由于瓦楞原紙抄造過程中對COD不敏感，所以我們更注重對SS的治理，水的凈化程度維持在制造瓦楞原紙和蛋白飼料、生物肥料的需求指標(biāo)上。

由于生產(chǎn)過程中沒加入任何化學(xué)藥劑，“污泥”部分僅是秸稈和添加廢舊紙的碎渣部分，廢水治理相對簡單。為確保廢水的凈化及漿渣（營養(yǎng)富集物）收集利用，我們根據(jù)機(jī)械制漿廢水的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種高效無濾網(wǎng)過濾設(shè)施—恒壓式絮凝自過濾塔。

恒壓式絮凝自過濾塔的工作原理是：廢水經(jīng)絮凝處理后沉降，絮凝物在自身重力和塔內(nèi)水壓的共同作用下形成致密的絮凝物過濾層，水流自底部向上反向運(yùn)動，塔內(nèi)的過濾層可以起到過濾和吸附的作用，降低廢水中的CODcr和 SS，提高回用出水凈化效果。廢水在處理過程中添加我所配制的沉淀劑和絮凝劑，添加劑除傳統(tǒng)的飲用水沉淀絮凝劑外，輔以一種可用于食品衛(wèi)生的助濾劑。

這種水處理系統(tǒng)是秸稈清潔制漿技術(shù)重要組成部分，它與秸稈機(jī)械漿生產(chǎn)線組合，使機(jī)械制漿可以做到水的全回用。由于不對外排放水，對企業(yè)周邊的水體和地下水沒有污染，是真正意義上的清潔制漿技術(shù)。

三、秸稈綜合利用項(xiàng)目的產(chǎn)品種類

我們已研制成功和正在研究的的秸稈利用項(xiàng)目內(nèi)容見下表：

這些項(xiàng)目中，機(jī)械漿制造包裝用紙、秸稈節(jié)能自燒磚已能工業(yè)化批量生產(chǎn)，機(jī)械漿一次性餐飲具試制的樣品已被美國市場認(rèn)可，我所已與山東鄒平一家企業(yè)及香港WGP公司組建了生產(chǎn)一次性餐飲具的合資公司。其它幾項(xiàng)技術(shù)也均已成熟，處于不同的發(fā)展階段。我們以秸稈機(jī)械漿制造為基礎(chǔ)，鏈接產(chǎn)品中包裝用紙、一次性餐飲具、工業(yè)緩沖材料、蜂窩紙板及制品、中密度秸稈纖維板、生物有機(jī)肥料、秸稈節(jié)能自燒磚等七個項(xiàng)目可以進(jìn)入推廣應(yīng)用階段。

1、秸稈機(jī)械漿制造包裝用紙

我國森林覆蓋率低，木材資源匱乏，但我們是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量豐富，用農(nóng)作物秸稈作造紙?jiān)鲜亲瞵F(xiàn)實(shí)的選擇。歷史上秸稈（主要是稻麥草）造紙?jiān)?jīng)占到我國造紙總量的40%，造紙也曾是秸稈利用的最大出路。然而傳統(tǒng)的造紙法會產(chǎn)生大量難以治愈的“黑液”，給土壤和水源造成嚴(yán)重的污染。為了保護(hù)自然環(huán)境，近年來國家重拳打擊造紙污染，采取強(qiáng)制措施關(guān)閉了4270家中小草漿紙廠。但在堵住了污染源之后又面臨兩大新的難題，一是閑置秸稈被廢棄和焚燒，污染自然環(huán)境；二是造紙?jiān)暇o缺。據(jù)中國造紙協(xié)會調(diào)查，2009年全國紙漿消耗總量7980萬噸，其中：木漿1866萬噸，占總量23%；稻麥草漿、竹漿、蔗渣漿等1175萬噸，占15%；廢紙漿4939萬噸，占62%。從這組數(shù)據(jù)中看出，廢紙漿已經(jīng)占據(jù)了造紙?jiān)系闹髁魑恢?。我國廢紙回收機(jī)制不健全，廢紙回收率低，每年要大量進(jìn)口國外廢紙，我國是世界最大的廢紙進(jìn)口國，近年來國際廢紙價格持續(xù)攀升，我國造紙業(yè)存在著嚴(yán)重的資源危機(jī)。

如前所述，我所在傳統(tǒng)造紙理論上尋找到了一個新的切入點(diǎn)，采用的是不添加任何化學(xué)制劑的純機(jī)械法制取秸稈類機(jī)械漿，根據(jù)秸稈類原料固有的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，創(chuàng)建了全新生產(chǎn)工藝和全新理念的制漿機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)械漿新技術(shù)的推廣和應(yīng)用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，可以重新恢復(fù)造紙?jiān)蟻碓吹亩鄻有裕瑥母旧辖鉀Q造紙工業(yè)資源危機(jī)的問題。

秸稈漿機(jī)械法制漿造紙雖然在紙的品種上有局限性（目前僅限于瓦楞原紙、紗管原紙、黃板紙），但在全國紙業(yè)生產(chǎn)和消費(fèi)的總量卻占到20%的比例，而且它具有獨(dú)到的技術(shù)優(yōu)勢：

（1）循環(huán)用水零排放

“治理污染的最好方法就是不產(chǎn)生污染”。采用純機(jī)械法制漿，生產(chǎn)過程中沒加入任何酸、堿等化學(xué)物質(zhì)，循環(huán)用水的污染主要是秸稈纖維的渣滓引起的生物污染，水處理設(shè)施工作原理是絮凝過濾，濾出物是可用資源。這是綠色工程，有利于自然環(huán)境保護(hù)。

（2）原材料全資源利用

由于沒有化學(xué)藥劑參與，原材料可以做到百分之百全資源利用。

（3）節(jié)水——噸漿耗水量在2噸左右，噸紙耗水量在6噸左右，節(jié)水效果非常明顯。

（4）節(jié)能——噸漿的電耗在200～300度之間折合標(biāo)準(zhǔn)煤僅需0.15噸左右。

（5）設(shè)備一次性投資小，萬噸漿的產(chǎn)能設(shè)備投資僅需260萬元左右。

2008年底我所與山東鄒平海華紙業(yè)有限公司合作，對該公司年產(chǎn)5萬噸紗管原紙項(xiàng)目進(jìn)行了技術(shù)改造，改造后該項(xiàng)目擴(kuò)建為年產(chǎn)麥草機(jī)械漿5萬噸及中高檔紗管原紙10萬噸的規(guī)模，全廠做到了清潔生產(chǎn)，循環(huán)用水零排放。2009年4月新建年產(chǎn)機(jī)械漿1萬噸車間，7月即竣工投產(chǎn)，達(dá)到了日產(chǎn)30噸秸稈機(jī)械漿的設(shè)計(jì)水平，一年多來運(yùn)轉(zhuǎn)正常，達(dá)到了各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)。企業(yè)原有的紗管原紙車間采用廢紙?jiān)?，日產(chǎn)紗管原紙120噸，配用30噸機(jī)械漿后，機(jī)械漿比例占20%，產(chǎn)品的物理性能明顯改善，環(huán)壓指數(shù)、裂斷長均提高了20%。鄒平縣環(huán)保局于2010年1月出具證明：該生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)期間無污水外排，是真正意義上的清潔生產(chǎn)。這次技改項(xiàng)目的成功是對秸稈清潔制漿及綜合利用新技術(shù)的一次全面檢驗(yàn)，對新建或改造一個年產(chǎn)5～10萬噸紗管原紙（包括瓦楞原紙）的生產(chǎn)企業(yè)提供了全面的參數(shù)依據(jù)。

如籌建一個5萬噸瓦楞原紙廠，需投資4850萬元（其中廠房、公共工程、配套建筑1300萬元，機(jī)械設(shè)備2400萬元，流動資金900萬元，不可預(yù)見費(fèi)450萬元）。按照 40%秸稈機(jī)械漿和60%國廢配比生產(chǎn)瓦楞原紙，年銷售收入1.45億元，利潤總額1960萬元，年凈利潤1470萬元，所得稅490萬元，投資凈利潤率30.3%，投資回收期3.5年（含建設(shè)期1年）。每年需用2.7萬噸麥秸，按照每畝地產(chǎn)秸稈300公斤計(jì)，可以消化約9萬畝地的秸稈，以每噸400元收購價計(jì)算 （山東麥秸收購價在500元以上），可以為農(nóng)民增收1080萬元，可以安排120名農(nóng)民工就業(yè)。

2、機(jī)械漿一次性餐飲具

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人們生活方式的轉(zhuǎn)變，快餐業(yè)也得到了蓬勃發(fā)展，一次性餐飲具的使用更加普遍。在各種一次性餐飲具中紙漿模塑類餐盒生產(chǎn)線速度高，工藝成熟，產(chǎn)品的物理性能和可降解性比塑料制品（包括可降解塑料型）、食用粉制品和植物纖維制品更為優(yōu)良，但因其價格相對較高在國內(nèi)市場上不具競爭力，曾經(jīng)旺銷一時的紙漿模塑類餐盒基本上已銷聲匿跡，保留下的制造企業(yè)都是靠出口維持。

近年來由于環(huán)境保護(hù)的壓力，一次性紙制品餐飲具在國際上需求量卻越來越大。從2009年起美國各州開始陸續(xù)立法禁止使用塑料食品包裝餐飲具，代之以環(huán)保天然的“紙漿”原料生產(chǎn)的食品包裝、紙質(zhì)托盤和餐飲用具。據(jù)統(tǒng)計(jì)美國快餐業(yè)及超市凈菜托盤每年用量可達(dá)1000億件，而其生產(chǎn)能力僅可完成20%，其余80%需從國外進(jìn)口。日本快餐業(yè)及超市凈菜托盤每年用量可達(dá)600億件，其國內(nèi)生產(chǎn)能力只有40%，其余60%需要進(jìn)口，韓國、臺灣地區(qū)及西歐發(fā)達(dá)國家用量每年都超過幾百億件。歐盟在2006年6月就已通過議案，到2010年底要使所有塑料食品包裝全部退出包裝餐飲市場，用紙漿模塑環(huán)保產(chǎn)品替代?！岸沤^污染，友善環(huán)境，親近健康，回歸自然”，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格法令和民眾高度的環(huán)保意識，為紙漿環(huán)保餐飲具準(zhǔn)備好了廣闊的市場。從長遠(yuǎn)看，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，全民經(jīng)濟(jì)狀況進(jìn)一步改善、環(huán)保意識和文明程度增強(qiáng)，國內(nèi)一次性餐飲具市場的前景也是光明的。最近媒體披露國內(nèi)餐館的餐飲具普遍存在著洗消不好，碗筷骯臟的狀況，由于機(jī)械漿制品價格低，可以嘗試以一次性盤子替代餐館重復(fù)使用的瓷盤，有利于避免疾病傳染，保證消費(fèi)者的健康，這樣一次性餐飲具的用途就更加廣泛了。

我所試制成功的秸稈機(jī)械漿本色餐飲具，與市場上普通餐飲具相比更具優(yōu)勢，首先是它的強(qiáng)度相當(dāng)于同等型號化學(xué)漿餐飲具的兩倍，承重能力強(qiáng)，使用方便;更為重要的是因?yàn)闄C(jī)械漿在制造過程中不添加任何化學(xué)原料，制品中沒有化學(xué)殘留物，從質(zhì)地到色澤都保持著原生態(tài)，對于環(huán)境的保護(hù)和人體的健康都有重要的意義。美國一家較大的經(jīng)銷公司Be Green Packing,LLC公司稱之為 “最環(huán)保餐飲具”，已與我們簽訂了一個經(jīng)銷一次性餐飲具的戰(zhàn)略同盟協(xié)議。

如籌建一個年產(chǎn)4000噸一次性餐飲具生產(chǎn)線（以9寸平盤計(jì)，可以產(chǎn)出1.6億只），需投資4350萬元（其中廠房、公共工程、配套建筑1150萬元，機(jī)械設(shè)備2000萬元，流動資金600萬元，不可預(yù)計(jì)費(fèi)用600萬元）。年銷售收入7400萬元,利潤總額2188萬元，年凈利潤1333.5萬元 所得稅444.5萬元(以上利潤統(tǒng)計(jì)只是國內(nèi)生產(chǎn)的利潤，不含自主品牌國外銷售利潤)，投資凈利潤率 30.66%，投資回收期3.5年 （含建設(shè)期1年）。每年需用5000噸麥秸，按照每畝地產(chǎn)秸稈300公斤計(jì)算，可以消化約1.7萬畝地的秸稈，以400元/噸價格收購，可以為農(nóng)民增收200萬元，可以安排500名農(nóng)民工就業(yè)。

3、包裝內(nèi)襯模塑材料

以前我國工業(yè)包裝產(chǎn)品的緩沖材料采用發(fā)泡塑料（聚苯乙烯）制品的比例很大，電子產(chǎn)品、家用電器、機(jī)電產(chǎn)品大量使用。發(fā)泡塑料重量輕、挺性強(qiáng)、柔韌性好，作為緩沖材料物理性能極為優(yōu)越，但它致命的缺陷是難以降解又不易回收 （廢棄物體積大重量輕，回收成本高、再生費(fèi)用高），形成的“白色污染”對自然環(huán)境毀壞嚴(yán)重，國家明令禁止聚苯乙烯發(fā)泡塑料用于一次性餐飲具，用于包裝內(nèi)襯材料也要減量化。

當(dāng)前紙漿工業(yè)包裝內(nèi)襯材料已在逐步取代塑料制品，已開始應(yīng)用于食品包裝，工業(yè)、電子產(chǎn)品包裝等。美國市場上內(nèi)襯包裝75%以上為紙漿模塑產(chǎn)品，而中國市場僅在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)有使用，用量僅為2%左右，主要以供應(yīng)出口產(chǎn)品包裝或者酒類飲料托為主。僅以紙漿模塑工業(yè)包裝最發(fā)達(dá)的東莞、深圳地區(qū)為例，紙漿模塑包裝廠家與發(fā)泡塑料包裝生產(chǎn)廠家相比，發(fā)泡塑料包裝廠家在5000家左右，年均產(chǎn)值50億元以上，而紙漿模塑廠家僅百家，但從發(fā)展趨勢看，紙漿模塑的替代之勢不容置疑。中國的包裝營業(yè)額每年達(dá)數(shù)百億元，并以6%～8%的年增長率幅度在增長。在紙漿模塑材料替代發(fā)泡塑料使用程度達(dá)50%或以上時，就會形成過百億的市場份額。

目前紙漿模塑工業(yè)內(nèi)襯的生產(chǎn)原料以廢紙和包裝箱邊角料為主，原料價格在每噸1200～1600元之間 （北京地區(qū)調(diào)研參考）。成品價格每噸在7000～12000元，8000元為常規(guī)產(chǎn)品價格 （北京地區(qū)）。能源消耗大約價值在1500元/噸，制造成本（折舊等）在750元/噸，工資成本約在1500元/噸。每噸產(chǎn)品成本在5000元左右。如工業(yè)內(nèi)襯的生產(chǎn)原料使用原生漿，漿的價格是廢紙和包裝箱邊角料的三至四倍，生產(chǎn)廠家無法承受。秸稈機(jī)械漿的成本在1300～1500元/噸，與廢紙和包裝箱邊角料的價格相比略有優(yōu)勢。如果我們能進(jìn)一步整合模具的設(shè)計(jì)和加工能力，成本還能下降，秸稈機(jī)械漿模塑工業(yè)內(nèi)襯的行業(yè)前景是十分好的。

綜合各方面因素，我們建議紙漿模塑工業(yè)內(nèi)襯的建設(shè)規(guī)模5000噸/年，投資3000～3500萬元，年利潤1000～1500萬元。

4、蜂窩紙板及制品

蜂窩紙板是利用仿生力學(xué)結(jié)構(gòu)，根據(jù)蜂窩格六邊形結(jié)構(gòu)的受力原理而成的夾層材料。它是把上下兩層面板和中間蜂窩狀的芯紙，用一定的粘合劑粘合，定型、干燥后形成的。這種紙板材質(zhì)消耗少，比強(qiáng)度和比剛度高，重量輕；有優(yōu)異的緩沖隔振功能和良好的隔熱、隔音性能；強(qiáng)度、剛度易于調(diào)節(jié)，可進(jìn)行特殊的工藝處理而獲得獨(dú)特的功能。

蜂窩紙板是根據(jù)產(chǎn)品的不同需求替代木板的極佳選擇，目前被廣泛的應(yīng)用在建筑行業(yè)、包裝運(yùn)輸業(yè)。在建筑業(yè)上適于制作建筑、裝飾材料及制品等。它重量輕，可減少建筑的承重，所以對于正在推廣的框架輕板結(jié)構(gòu)的高層建筑尤為適用。同時，由于其隔熱、隔音效果好，可制成防火防潮、隔音隔熱的隔斷墻板、門板、吊頂、各類裝飾板、防靜電地板等。蜂窩紙板用于包裝運(yùn)輸不僅可以保護(hù)產(chǎn)品，而且可以減少運(yùn)輸成本，具體應(yīng)用面很廣，包括緩沖襯墊、角撐、紙托盤、包裝箱等。蜂窩紙板包裝箱雖不如木質(zhì)品結(jié)實(shí)，但由于在生產(chǎn)過程中經(jīng)過紅外線烘干或微波烘干，不會潛伏蟲卵，所以做出口包裝無需熏蒸，免檢疫，有自身獨(dú)特優(yōu)勢。

蜂窩紙板的主要原材料是高強(qiáng)瓦楞紙和大克重的紗管紙，上述二種紙的環(huán)壓強(qiáng)度等物理性能的好壞和成本對蜂窩紙板生產(chǎn)銷售有重要的影響。傳統(tǒng)蜂窩紙板采用的是化學(xué)漿或廢紙漿制造的高強(qiáng)瓦楞紙和紗管紙，如采用抄配50%秸稈機(jī)械漿的高強(qiáng)瓦楞紙和紗管紙，其挺度、強(qiáng)度會有一定幅度的提高，成本下降5%～10%。

蜂窩紙板作為一種重量輕、強(qiáng)度高、性能優(yōu)越的包裝材料，市場前景十分廣闊，僅替代木材托盤的蜂窩紙板復(fù)合托盤的市場預(yù)期在150億元以上。

5、中密度秸稈纖維板

中密度纖維板是將木材或植物纖維經(jīng)機(jī)械分離后，摻入膠黏劑和防水劑等，再經(jīng)高溫、高壓成型制成的一種人造板材，這種板材結(jié)構(gòu)比天然木材均勻，邊緣牢固，密度和強(qiáng)度適中，有良好的可加工性，不易變形，防腐防蟲蛀，成本低。中密度纖維板具有多種用途，如制造中高檔家具、室內(nèi)裝修、電視音響殼體、樂器、車船內(nèi)裝修、建筑行業(yè)用材等。

目前市面上銷售的中密度板均是木質(zhì)纖維的，秸稈纖維的中密度板還未問世，主要原因是中密度板的木質(zhì)纖維是用機(jī)械法生產(chǎn)的木質(zhì)機(jī)械漿，以前秸稈制漿只有化學(xué)法、半化學(xué)法工藝，化學(xué)漿纖維柔軟、得率低，不適合生產(chǎn)中密度板。采用純機(jī)械法生產(chǎn)的秸稈漿挺性好、得率高，符合制造的原材料要求。中密度纖維板是廣有市場份額的工藝成熟穩(wěn)定的老產(chǎn)品，中密度秸稈纖維板僅僅是用秸稈纖維取代木材纖維，工藝并不復(fù)雜，但這對于節(jié)省木材、保護(hù)森林，大量消耗農(nóng)作物秸稈有重大意義。我所在2003年就曾試制出稻谷殼密度板，材質(zhì)性能良好。隨著環(huán)保膠黏劑的不斷改良，中密度秸稈纖維板市場前景會越來越好。

籌建一個年產(chǎn) 5萬立方米的秸稈機(jī)械漿中密度纖維板廠，需投資5000萬元，年生產(chǎn)總成本9050萬元。如銷售價以每立米2200～2500元計(jì)，年銷售收入為 1.1～1.25億元（木質(zhì)中密度板每立米的價格為2200～3000元）。以最低銷售價2200元計(jì)算，毛利潤1950萬元，所得稅480萬元，凈利潤1470萬元。

投資凈利潤率29%，投資回收期2.9年。每年需用3萬噸麥秸，按照每畝地產(chǎn)秸稈300公斤計(jì)，可以消化約10萬畝地的秸稈，以400元/噸價格收購，可以為農(nóng)民增收1200萬元。

6、生物肥料

從上世紀(jì)80年代開始，我國農(nóng)業(yè)開始廣泛大量的使用化肥，這是我國20多年來糧食產(chǎn)量持續(xù)上升的重要措施之一，保證了國家的“糧食安全”。但是出現(xiàn)的弊端是化肥使用過量，農(nóng)業(yè)部門調(diào)查顯示，我國的耕地只占世界的7%，化肥使用量超過了世界總量的40%，單位耕地面積的化肥用量為世界平均量的3倍多，利用效率為35%左右。過量施用的化肥流失到自然水體中，導(dǎo)致河湖富營養(yǎng)化，化肥分解還會產(chǎn)生有害氣體，污染環(huán)境；長期大量使用化肥可使土壤逐漸酸化、板結(jié)，有機(jī)質(zhì)含量萎縮，土壤微生物和蚯蚓等土壤生物減少，地力下降，農(nóng)田的可持續(xù)利用性受到破壞；導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品生態(tài)要素惡化，營養(yǎng)元素平衡紊亂，瓜不甜、果不香，蔬菜無味、農(nóng)作物品質(zhì)下降，影響人體健康。

因此，為了保護(hù)環(huán)境、保證我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須廣開肥源，適量減用化肥，加大有機(jī)肥、生物肥比例，這是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中倡導(dǎo)的綠色農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)的必然發(fā)展趨勢。

生物肥料在歐美等發(fā)達(dá)國家使用十分普遍，生物肥料是以有機(jī)質(zhì)為基礎(chǔ)，然后配以菌劑和無機(jī)肥混合而成，它有良好的肥效，既能為農(nóng)作物提供營養(yǎng)，又能改良土壤，活化土壤中的養(yǎng)分；同時還可對土壤進(jìn)行“消毒”，即利用生物（主要是微生物）分解和消除土壤中的農(nóng)藥（殺蟲劑和殺菌劑）、除莠劑及其它化工品的污染物，同時對土壤起到修復(fù)作用。

2005年我所與北京化工大學(xué)合作，采用微生物固態(tài)發(fā)酵技術(shù)把秸稈機(jī)械漿生產(chǎn)過程中產(chǎn)出的污泥制成了“秸稈植粉生物肥料”，擴(kuò)大了生物有機(jī)肥料的原料來源。這符合國家“減少化肥使用量，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、生產(chǎn)‘綠色食品’，大力提倡和發(fā)展有機(jī)復(fù)合肥與生物肥料”的方向。

考慮到秸稈渣滓原料的特點(diǎn)，除營養(yǎng)富集的顆粒部分外還含有纖維素和半纖維素，我們生物肥料制備的原則確定為：采用多種能夠利用纖維素和半纖維素的微生物對原料進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，然后混合進(jìn)去目前微生物肥料通用的固氮菌、磷細(xì)菌和硅酸鹽細(xì)菌（鉀細(xì)菌）。因此，我們研制的生物肥料，既有生物有機(jī)肥的特點(diǎn)，又有細(xì)菌肥料的優(yōu)點(diǎn)，這樣制成的生物肥料是一種新型微生物復(fù)合肥，除有高效的固氮、解磷、解鉀活性微生物外，還含有豐富的有機(jī)質(zhì)和微量元素。它既有肥效持久、壯苗抗病、改良土壤、提高產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，又能克服大量使用化肥、農(nóng)藥帶來的環(huán)境污染、生態(tài)破壞等弊端。

農(nóng)作物秸稈生物肥料工廠籌建規(guī)模取決于秸稈機(jī)械漿廠生產(chǎn)規(guī)模。如年處理10萬噸秸稈，可產(chǎn)2萬噸生物肥料，需投資500萬元（其中生產(chǎn)車間和配套輔助設(shè)施60萬元、生產(chǎn)設(shè)備 240萬元、流動資金200萬元）。年銷售收入2400萬元，利潤總額1960萬元，年凈利潤618萬元。根據(jù)國家規(guī)定，高新技術(shù)企業(yè)減免所得稅3年，肥料企業(yè)免征增值稅，投資凈利潤率123.60%，當(dāng)年收回投資。

6、秸稈節(jié)能自燒磚

隨著建筑業(yè)的持續(xù)增長，特別是新農(nóng)村建設(shè)促使廣大農(nóng)村建筑市場需求增長，為我國磚工業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的市場空間。但面對目前資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排所面臨的壓力，我國磚瓦行業(yè)目前的現(xiàn)狀還存在著很嚴(yán)峻的問題和巨大的差距。

千百年來傳統(tǒng)的秦磚漢瓦燒結(jié)制造法是就地挖土取材，我國每年因生產(chǎn)黏土磚毀田50萬畝，由于浪費(fèi)土地資源、破壞環(huán)境，國家已明令禁止使用實(shí)心黏土磚，代之以發(fā)展煤矸石、粉煤灰、建筑渣土、冶金化工廢渣、河湖淤泥等固體廢物為原料的新型墻體材料。但十多年來實(shí)心黏土磚卻屢禁不止，其中一個重要原因是上述新型墻體材料成本相對較高，缺乏市場競爭力。

我所與成都市環(huán)綠秸稈有限公司共同研制了秸稈節(jié)能自燒磚，將秸稈摻入到制磚原料中，用改進(jìn)后的燒結(jié)窯處置，以秸稈自身燃燒值把原料燒結(jié)成磚。這種磚充滿拱形微孔，具有體積輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、透氣性能高、強(qiáng)度高、成品合格率高，保溫性能好的特點(diǎn)。

秸稈節(jié)能自燒磚已能批量化生產(chǎn)，這種技術(shù)可以推廣應(yīng)用于各種墻體材料、建筑物裝飾材料。它可以降低墻體材料成本（燃料節(jié)約30%、原料節(jié)約15%～20%、運(yùn)輸?shù)雀郊映杀径加兴陆担?；變廢為寶，大量消耗秸稈，避免焚燒污染；在保證強(qiáng)度情況下減輕了建筑物自重，是一種優(yōu)良新型墻材。

如投資一個年產(chǎn)4億匹新型墻體材料 （折合標(biāo)磚）廠，總投資9400萬元，其中建設(shè)投資7400萬元，流動資金2000萬元（其中鋪底流動資金600萬元）。實(shí)現(xiàn)年銷售收入11322萬元，年利潤總額9110.98萬元，年凈利潤總額6833.23萬元，所得稅2277.75萬元，總投資利潤率72.69%。投資回收期1.38年。可解決農(nóng)村就業(yè)人員800人。

項(xiàng)目建成后，年消化秸稈8.5萬噸，節(jié)約標(biāo)煤4.3萬噸。與普通墻體材料企業(yè)相比，每年可減少二氧化硫排放1400噸，減少二氧化碳排放106000噸，減少煙塵排放410噸。

我國磚瓦行業(yè)屬于低附加值行業(yè)，但磚瓦需求量非常大，其產(chǎn)值接近建材工業(yè)總產(chǎn)值的三分之一，能耗占建材工業(yè)總能耗的一半左右。由于磚瓦附加值低、重量大，不宜長途運(yùn)輸，因此磚瓦廠幾乎遍布全國各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。在國家墻材革新政策的推動下，我國磚瓦工業(yè)正在發(fā)生變化，但潛在的問題仍然很大，必須引起有關(guān)部門足夠的重視。秸稈節(jié)能自燒磚技術(shù)既能生產(chǎn)高質(zhì)量的新型墻體材料，又能解決農(nóng)村秸稈的處理問題，在保護(hù)環(huán)境的前提下實(shí)現(xiàn)了資源節(jié)約與清潔生產(chǎn)相結(jié)合的循環(huán)經(jīng)濟(jì)及可持續(xù)發(fā)展過程，具有環(huán)保效益、社會效益與經(jīng)濟(jì)效益三方面的優(yōu)勢，是一個前景廣闊資源可循環(huán)利用的高科技環(huán)保型項(xiàng)目。

2011－3－30