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1、綜合利用農(nóng)作物秸稈大力發(fā)展循環(huán)型農(nóng)業(yè)工程
近年來,在各級政府的高度重視和積極扶持下,包括秸稈固體成型燃料在內(nèi)的秸稈新型能源化利用取得了快速發(fā)展。有關(guān)資料顯示,全國目前已累計(jì)建設(shè)固體成型加工點(diǎn)超過100處、年產(chǎn)成型燃料30萬t以上,秸稈沼氣集中供氣工程150多處,秸稈熱解氣化站近900處,生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目40多個(gè)、總裝機(jī)容量約82萬kw。據(jù)測算,秸稈新型能源化開發(fā)利用量約640萬t。但總體來看,我國秸稈新型能源化利用水平較低,沒有形成規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化,對緩解能源危機(jī)、促進(jìn)節(jié)能減排的作用十分有限。其原因除了技術(shù)不成熟、原料收集成本高、政策扶持不夠等原因外,缺乏穩(wěn)定的消費(fèi)市場支撐是一個(gè)關(guān)鍵問題
2、。
農(nóng)產(chǎn)品干燥是農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后處理的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),在我國農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量持續(xù)增長、產(chǎn)后損失率普遍較高和市場對脫水農(nóng)產(chǎn)品需求不斷上升的背景下,加強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后烘干處理勢在必行。然而,干燥是一個(gè)高耗能的過程,目前我國農(nóng)產(chǎn)品干燥全部用煤炭做燃料,不但要消耗大量的化石能源,同時(shí)要排放大量的二氧化碳,給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染。此外,能源價(jià)格持續(xù)上漲,給農(nóng)產(chǎn)品烘干企業(yè)帶來非常沉重的負(fù)擔(dān),企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益大幅下滑。因此研發(fā)可再生的能源燃料代替化石能源已成為農(nóng)產(chǎn)品干燥領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)的必然趨勢。
將秸稈能源化利用技術(shù)與農(nóng)產(chǎn)品干燥技術(shù)進(jìn)行集成,使秸稈燃料在農(nóng)產(chǎn)品干燥領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用,一方面可以推動(dòng)農(nóng)作物秸稈這一重要
3、生物質(zhì)能源資源的利用,擴(kuò)大秸稈新型能源化利用市場空間;另一方面,還能夠大力促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品干燥過程中的節(jié)能降耗,促進(jìn)企業(yè)增收,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)的共贏。農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院自2006年起開始,在遼寧省沈陽市蘇家屯區(qū)進(jìn)行秸稈高效循環(huán)利用工程技術(shù)研究,研究開發(fā)秸稈燃料農(nóng)產(chǎn)品烘干集成技術(shù)是一個(gè)重要方向。目前,已完成農(nóng)業(yè)部、科技部相關(guān)科研項(xiàng)目4項(xiàng),授權(quán)發(fā)明專利和實(shí)用新型專利5項(xiàng),研制出烘干果菜專用秸稈燃料熱風(fēng)爐、烘干糧食專用秸稈燃料懸浮燃燒爐、秸稈燃料烘干機(jī)等多套成熟設(shè)備。
一、試驗(yàn)示范
1、秸稈固體燃料烘干果蔬的試驗(yàn)
這是列入農(nóng)業(yè)部計(jì)劃的科技項(xiàng)目,授權(quán)實(shí)用新型專
4、利和發(fā)明專利申請的項(xiàng)目。目前全國所有的蔬菜烘干企業(yè)烘干蔬菜,所用燃料全部是煤炭,是典型的高耗能企業(yè),一個(gè)中型的蔬菜烘干企業(yè)一年需要耗煤2000~3000t,每年向空中排放一氧化碳5000~7500t。生產(chǎn)一噸脫水果蔬需要耗煤6~7t,據(jù)測算全國果蔬烘干每年需消耗煤炭780萬t,如果全部采用秸稈燃料替代,則大約可節(jié)約能源開支23.4億元,減少二氧化碳排放1950萬t,同時(shí)消化處理秸稈1700萬t。用秸稈燃料代替煤炭烘干蔬菜,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,是這次試驗(yàn)的首要目標(biāo)。目前國內(nèi)煤炭價(jià)格比五年前提高1~2倍,給蔬菜烘干企業(yè)帶來非常沉重的負(fù)擔(dān),經(jīng)濟(jì)效益明顯下降。如果用秸稈固體燃料代替煤炭試驗(yàn)成功,將會(huì)給烘干蔬
5、菜的企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益,這是試驗(yàn)的另一個(gè)目標(biāo)。
為檢驗(yàn)秸稈固體成型燃料代替煤烘干果蔬的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)性,2010年~2011年連續(xù)兩年在沈陽正旺脫水蔬菜有限公司的烘干生產(chǎn)線上,配套果蔬烘干通用秸稈固體燃料熱風(fēng)爐,進(jìn)行規(guī)?;倪B續(xù)性生產(chǎn)試驗(yàn),測試其性能指標(biāo),檢驗(yàn)熱風(fēng)爐的設(shè)計(jì)是否適合秸稈成型燃料的燃燒,其熱性能指標(biāo)及主要設(shè)計(jì)參數(shù)能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。試驗(yàn)結(jié)果表明,在相同的烘干工藝下,使用秸稈固體燃料每公斤脫水單位熱耗低于煤炭,烘干菜的成品質(zhì)量相差無幾。
農(nóng)業(yè)部對該項(xiàng)成果的鑒定結(jié)論是:“該項(xiàng)目成果在果蔬烘干方面具有創(chuàng)新性和實(shí)用性,達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平,具有良好的推廣前景?!?
6、
2、秸稈固體燃料烘干糧食的試驗(yàn)
這是列入農(nóng)業(yè)部計(jì)劃的科技項(xiàng)目,授權(quán)實(shí)用新型專利和發(fā)明專利申請的項(xiàng)目。秸稈固體燃料燃燒爐將秸稈燃料燃燒后的煙火,凈化成純凈的沒有污染的煙氣,直接輸入糧食烘干機(jī)用于烘干糧食,這是針對全國的農(nóng)產(chǎn)品烘干企業(yè)現(xiàn)有的燃煤糧食烘干機(jī)進(jìn)行設(shè)備升級換代的裝備。
試驗(yàn)是在沈陽興達(dá)飼料加工廠的糧食烘干生產(chǎn)線進(jìn)行,用經(jīng)過三級消煙和除塵處理后的秸稈煙氣直接烘干的玉米,和用煤炭換熱烘干的玉米,其外觀質(zhì)量完全一樣,“遼寧省獸藥飼料畜產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測中心”的檢測結(jié)論是:“烘干玉米的氣味、色澤正常,水分檢測12.7%”。由于是用秸稈煙氣直接烘干玉米,這在國內(nèi)外都沒有先例
7、,這種烘干方式能否對玉米內(nèi)在品質(zhì)產(chǎn)生影響,也需要由權(quán)威部門檢測,“農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心”的檢測結(jié)論是:“烘后玉米的苯并芘含量為4.62μg/kg,符合標(biāo)準(zhǔn)的5.0μg/kg規(guī)定”。
“農(nóng)業(yè)部節(jié)能與干燥機(jī)械設(shè)備及產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心”,在生產(chǎn)現(xiàn)場對新研制的秸稈燃料燃燒爐技術(shù)性能指標(biāo),進(jìn)行了在線生產(chǎn)檢測,最終頒發(fā)了燃燒爐的產(chǎn)品合格證書,檢測報(bào)告結(jié)果是:秸稈燃料燃燒爐的熱效率92.5%,煙塵排放濃度87.2mg/m3(國家標(biāo)準(zhǔn)4350mg/m3);粉塵濃度3.5mg/m3(國家標(biāo)準(zhǔn)≤10mg/m3);輸出熱風(fēng)穩(wěn)定性-7.5+5.1℃(國家標(biāo)準(zhǔn)10℃)。權(quán)威部門的檢測結(jié)果
8、表明,新研制的秸稈固體燃料燃燒爐,各項(xiàng)性能指標(biāo)完全達(dá)到和超過國家標(biāo)準(zhǔn),尤其是熱效率高達(dá)92.5%,基本實(shí)現(xiàn)一噸秸稈燃料有效發(fā)熱量相當(dāng)于一噸煤炭的有效發(fā)熱量,為把發(fā)熱值較低的秸稈燃料用于烘干玉米,提供了技術(shù)上的有力支撐。
二、綜合效益
1、經(jīng)濟(jì)效益
以秸稈固態(tài)成型燃料替代煤炭烘干農(nóng)產(chǎn)品,對于促進(jìn)企業(yè)節(jié)本增效和提高競爭力,推動(dòng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村節(jié)能減排,降低農(nóng)業(yè)能源消耗和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),加快循環(huán)農(nóng)業(yè)和低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的意義。以年消耗秸稈燃料6000t的農(nóng)產(chǎn)品烘干企業(yè)為例,鍋爐改造和新增設(shè)備費(fèi)用需要66萬元,而節(jié)省3000t煤炭增盈90萬元。當(dāng)年收回改造投資后,凈盈利24萬
9、元。如果在全國全部采用秸稈燃料替代煤炭用于農(nóng)產(chǎn)品干燥,則每年至少可以節(jié)約煤炭消耗量3260萬t。
2、社會(huì)和生態(tài)效益
以秸稈固態(tài)成型燃料替代煤炭烘干農(nóng)產(chǎn)品在產(chǎn)生重大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的同時(shí),也能夠產(chǎn)生良好的社會(huì)和生態(tài)效益。初步估計(jì),如果用秸稈燃料替代煤炭烘干農(nóng)產(chǎn)品,可年消化處理秸稈約7100萬t,占全國年秸稈廢棄焚燒量約1/3,減少二氧化碳排放量約8150萬t。同時(shí),還可以為農(nóng)民增加34萬個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。秸稈能源化利用可增加農(nóng)民收入,據(jù)測算一噸秸稈最低可增加純收入50元,全部采用秸稈燃料替代煤,每年可增加農(nóng)民純收入35.5億元。
此外,秸稈能源化利用從根本上杜絕焚燒秸稈帶
10、來的空氣污染,交通受影響,引發(fā)火災(zāi)等政府頭疼的難題。同時(shí),也根治了廢棄秸稈污染環(huán)境的問題,改善了農(nóng)村生活環(huán)境,促進(jìn)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)進(jìn)步和新農(nóng)村建設(shè)。
三、應(yīng)用前景
我國是農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)作物秸稈資源十分豐富。據(jù)有關(guān)測算表明,建國以來隨著中國農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)水平的持續(xù)提高,中國作物秸稈理論資源量總體上呈不斷上升之勢。與此同時(shí),我國農(nóng)作物秸稈廢棄及焚燒十分嚴(yán)重,數(shù)據(jù)顯示,2009年我國農(nóng)作物秸稈廢棄及焚燒量約為2.15億t,占農(nóng)作物秸稈資源可利用量的31.31%。而長期以來,我國農(nóng)產(chǎn)品采后干燥需求強(qiáng)烈且化石能源消耗巨大。以干燥需求最大的糧食、果蔬、海產(chǎn)品和煙草行業(yè)為例,全國每年需要烘干處理的玉米、稻谷量在1億t以上,年消耗煤炭量超過1000萬t;脫水蔬菜市場需求量持續(xù)擴(kuò)大,生產(chǎn)1噸脫水果蔬需要耗煤6~8t,據(jù)此估計(jì)全國每年果蔬烘干每年需消耗煤炭在800萬噸左右;煙草行業(yè)是我國財(cái)政收入的重要渠道,全國烤煙年消耗煤炭約600萬t;脫水海產(chǎn)品是我國經(jīng)濟(jì)效益較高的農(nóng)產(chǎn)品,年消耗煤炭900余萬t。因此,秸稈固體成型燃料在農(nóng)產(chǎn)品干燥領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。建議有關(guān)方面從科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)、原料收集、金融支持、資金補(bǔ)貼等方面加強(qiáng)對秸稈固體成型燃料烘干農(nóng)產(chǎn)品項(xiàng)目的扶持。