農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源開發(fā)利用研究

牟力

摘要：我國農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源豐富。發(fā)展農(nóng)業(yè)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)對于增加農(nóng)民收入、加快農(nóng)業(yè)工業(yè)化進(jìn)程和促進(jìn)農(nóng)村小康社會(huì)建設(shè)等具有重要意義。闡述農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源利用的意義，介紹農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源利用的主要技術(shù)，以期為我國農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源利剛的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)資源 農(nóng)業(yè) 利用

中圖分類號：S216文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：1674-1161（2015）02-0010-02

農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源開發(fā)利用是將農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品、剩余物、廢棄物變廢為寶的新型產(chǎn)業(yè)。農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源具有清潔、安全、持續(xù)等特點(diǎn)，開發(fā)利用農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源符合可持續(xù)發(fā)展觀和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，可拓展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，延長農(nóng)業(yè)生產(chǎn)鏈條，拓寬農(nóng)民增收渠道，為我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化、農(nóng)村地區(qū)城市化提供良好的機(jī)遇。

目前，農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源利用技術(shù)主要有農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源顆粒燃料技術(shù)、農(nóng)作物秸稈熱解氣化技術(shù)、農(nóng)作物秸稈發(fā)電技術(shù)、農(nóng)村沼氣技術(shù)及生物質(zhì)液體燃料制取技術(shù)等。

1農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源顆粒燃料技術(shù)

農(nóng)業(yè)生物質(zhì)顆粒燃料技術(shù)是指將農(nóng)業(yè)生物質(zhì)壓縮成顆?；驂K狀燃料的技術(shù)。農(nóng)業(yè)生物質(zhì)顆粒燃料技術(shù)可處理的生物質(zhì)原料包括農(nóng)作物秸稈、農(nóng)產(chǎn)品加r丁廢棄物、林木、林木加工廢棄物等，其中農(nóng)作物秸稈占主體部分。農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源的最大特點(diǎn)是分布范圍廣、收集運(yùn)輸困難、密度小、熱值低、效率低，不能與化石能源相提并論。而采用固體成型燃燒技術(shù)，通過機(jī)械裝置對生物質(zhì)原料進(jìn)行壓縮固化加工，制成壓塊和顆粒燃料后再采取傳統(tǒng)的燃煤設(shè)備或?qū)Ｓ脿t灶燃用，經(jīng)過壓縮固化成型的生物質(zhì)固體燃料體積大幅減小，密度和熱值大幅提高，解決了農(nóng)業(yè)生物質(zhì)形狀各異、堆積密度小且較松散、運(yùn)輸和貯存使用不方便等問題，提高了使用效率。農(nóng)業(yè)生物質(zhì)顆粒用途廣泛，不僅可用于家庭炊事、取暖，也可用作工業(yè)鍋爐和電廠的燃料，替代煤、天然氣、燃料油等石化能源。

生物質(zhì)顆粒燃料在國外很受重視，其制造技術(shù)和裝置已經(jīng)達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用程度，同其他生物質(zhì)能源技術(shù)相比較，生物質(zhì)顆粒燃料技術(shù)更容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和使用。我國生物質(zhì)顆粒燃料技術(shù)基礎(chǔ)好，設(shè)備水平與世界先進(jìn)水平差別較小，不足的是其應(yīng)用水平還不高。

2農(nóng)作物秸稈熱解氣化技術(shù)

農(nóng)作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的主要副產(chǎn)品之一，是一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)資源，其綜合利用對于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、增加農(nóng)民收入等都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。據(jù)估算，全國每年農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量約為7.0億t，相當(dāng)于3.5億t標(biāo)準(zhǔn)煤，但由于目前大部分農(nóng)村已不再將秸稈作為主要生活燃料，加上還田量很低，綜合利用缺乏相應(yīng)的技術(shù)、設(shè)備和資金等原因，秸稈利用效率僅為25010，大部分秸稈被廢棄或直接焚燒，這不僅嚴(yán)重浪費(fèi)了資源，還污染了大氣環(huán)境。此外，秸稈焚燒后的高溫會(huì)使土壤中的有益蟲體（如蚯蚓）和微生物無法生存，使地表水分蒸發(fā)，造成土壤板結(jié)，不利于農(nóng)作物的生長。

秸稈熱解氣化技術(shù)是指在一定熱力學(xué)條件下，只提供有限氧使秸稈發(fā)生不完全燃燒，從而生成CO，H2，CH4和低分子烴類氣體等可燃?xì)怏w，將生物質(zhì)中所蘊(yùn)含的化學(xué)能由固態(tài)原料轉(zhuǎn)換成清潔燃?xì)獾募夹g(shù)。秸稈熱解氣化技術(shù)是秸稈能源化處理的重要技術(shù)，相對于其他利用方式具有排放高毒污染物少、產(chǎn)品能源品位高、應(yīng)用靈活廣泛（工業(yè)用、民用）及替代化石天然氣資源等優(yōu)勢，是秸稈能源化利用最為有效的方式之一。隨著能源短缺的日益加劇，各國對秸稈等生物質(zhì)資源的開發(fā)力度逐漸增大，相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展。我國已經(jīng)建設(shè)生物質(zhì)集中供氣項(xiàng)日1000余處，小型氣化技術(shù)具備一定的成熟性，但在焦油無污染處理、氣化規(guī)模放大及燃?xì)赓|(zhì)量提升等方面仍存在較大的問題，中等規(guī)?；镔|(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)仍處于研究示范階段，關(guān)鍵核心技術(shù)不成熟，不確定岡素多，有待于進(jìn)一步研究探索。鑒于目前秸稈能源發(fā)展的趨勢，需要不斷研究提升相關(guān)技術(shù)，優(yōu)化研發(fā)裝備系統(tǒng)，建立基于生物質(zhì)氣化的能源供給體系。

3農(nóng)作物秸稈發(fā)電技術(shù)

農(nóng)作物秸稈發(fā)電屬于生物直燃發(fā)電，是以農(nóng)作物秸稈為主要燃料的一種發(fā)電方式，又分為秸稈氣化發(fā)電和秸稈燃燒發(fā)電。秸稈氣化發(fā)電是將秸稈在缺氧狀態(tài)下燃燒，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成高品位、易輸送、利用效率高的氣體，利用這些產(chǎn)生的氣體再進(jìn)行發(fā)電。但秸桿氣化發(fā)電工藝過程復(fù)雜，難以適應(yīng)大規(guī)模應(yīng)用，主要用于較小規(guī)模的發(fā)電項(xiàng)目。秸稈直接燃燒發(fā)電是目前實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用唯一現(xiàn)實(shí)的途徑。

4農(nóng)村沼氣技術(shù)

沼氣實(shí)質(zhì)上是人畜糞尿、生活污水和植物莖葉等有機(jī)物質(zhì)在一定的水分、溫度和厭氧條件下，經(jīng)沼氣微生物的發(fā)酵轉(zhuǎn)換而成的一種方便、清潔、優(yōu)質(zhì)、高品位氣體燃料，可以直接用于炊事和照明，也可用來供熱、烘十、貯糧。沼氣發(fā)酵剩余物是一種高效有機(jī)肥料和養(yǎng)殖輔助營養(yǎng)料，其與農(nóng)業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，進(jìn)行綜合利用，可產(chǎn)生顯著的綜合效益。

沼氣按其來源不同，可分為天然沼氣和人工沼氣兩大類，其中人工沼氣包括農(nóng)村戶用小型沼氣和大中型沼氣兩部分。農(nóng)村戶用小型沼氣技術(shù)目前已比較成熟，主推的是埋地圓柱形水壓式沼氣池，并已制定出國家標(biāo)準(zhǔn)（GB4750-84，GB4751-84，GB4752—84）。大中型沼氣主要用來處理城市污水、高濃度工業(yè)有機(jī)廢水、人畜糞便及生活垃圾。隨著高效、常溫厭氧消化工藝的開發(fā)，大中型沼氣技術(shù)日臻成熟。當(dāng)前我國環(huán)境污染日益嚴(yán)重，大中型沼氣是消化有機(jī)污染物的最有效方式。

5生物質(zhì)液體燃料制取技術(shù)

生物質(zhì)液體燃料是指將生物質(zhì)通過有關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)化為乙醇燃料或生物柴油。乙醇燃料是利用玉米、甘蔗、高梁和其他農(nóng)林作物為原料生產(chǎn)的生物燃料，從農(nóng)作物中提煉的乙醇被稱為“生物汽油”和“綠色汽油”。生物質(zhì)能源是中國僅次于煤與石油的第三大能源。生物柴油是利用植物油脂或動(dòng)物油脂等可再生資源制造出來、可替代石化柴油的清潔安全的新型環(huán)保燃料，具有可再生、燃燒污染物排放低、溫室氣體排放低等特點(diǎn)。由于生產(chǎn)成本略低于普通柴油，具有很強(qiáng)的市場競爭力。有關(guān)研究證明，在柴油中摻人一定比例的生物柴油不需要更換發(fā)動(dòng)機(jī)，不僅沒有硫化物的排放，而且可減少48%的CO和47%的黑煙排放，

6結(jié)語

當(dāng)前，農(nóng)業(yè)生物質(zhì)綜合利用作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入嶄新階段。農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源的開發(fā)利用，既涉及到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化和能量高效循環(huán)，也涉及到整個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的土壤肥力、水土保持、環(huán)境安全及可再生資源高效利用等可持續(xù)發(fā)展問題，還涉及到農(nóng)民生活系統(tǒng)的家居溫暖和環(huán)境清潔，因此逐步成為農(nóng)業(yè)和農(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。

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ResearchontheDevelopmentandUtilizationofAgriculturalBiomassResource

MULi

Abstract：TheagriculturalbiomassresourceisrichinChina.Todeveloptheindustryofagriculturalbiomasshassignifitcantmeaningsincreasingfarmersincomes，speedinguptheagriculturalmechanizationandpromotingtheconstructionofconstructionofcomfortableruralsociety.Thearticleexpoundsthemeaningsofutilizingtheagriculturalbiomassresource，introducesmaintechniquesofutilizingbiomassresource，inordertoprovideareferencefortheutilizationofagriculturalbiomassresourceinChina.

Keywords：biomassresource；agricuhure；utilization