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时间:2018-07-27
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1、本科生毕业设计Qq:1269408632第1章绪论1.1本研究的目的和意义33本科生毕业设计中国是农业大国,也是秸秆资源最为丰富的国家之一。历史上,中国有利用秸秆的优良传统,农民用秸秆建房蔽日遮雨,用秸秆烧火做饭取暖,用秸秆养畜积肥还田,合理利用秸秆是中国传统农业的精华之一。在传统农业阶段,秸秆资源主要是不经任何处理直接用于肥料、燃料和饲料。随着传统农业向现代化农业的转变以及经济、社会的发展,农村能源、饲料结构等发生了深刻变化,传统的秸秆利用途径发生了历史性的转变。在经济发达的地区,秸秆低效不清洁的直接燃烧
2、利用方式已不适应农民生活水平提高的需要,富裕起来的农民迫切需要优质、清洁、方便的能源。农业主产区秸秆资源大量过剩问题日趋突出,农民就地焚烧秸秆,不仅带来污染大气的严重后果,还因烟雾造成了附近机场飞机不能下降,高速公路被迫关闭的严重社会问题,引起了全社会的关注。我国政府十分重视秸秆禁烧和综合利用问题,1999年4月,国家环境保护总局、农业部、财政部、铁道部、中国民用航空总局联合颁发了《秸秆燃烧和综合利用管理办法》。《办法》要求:禁止在机场、交通干线、高压输电线路附近和省辖级人民政府划定的区域内焚烧秸秆,到20
3、05年,各省、自治区的秸秆综合利用率将达到85%。科技部组织力量研究推广秸秆综合利用技术,并把秸秆综合利用技术列入国家“九五”、“十五”科技攻关计划。农作物秸秆经粉碎或切碎后机械压缩成燃料块,能有效地改变其燃料特性,热值接近中质烟煤,平均为16736kJ。压缩成型技术为秸秆燃料异地运输使用创造条件,可以作为生物煤供应工业生产和居民使用,同时也是很好的气化原料,对推广气化炉有促进作用。压制成型的秸秆块也可以进一步炭化处理,得到木炭和活性炭,可广泛用于冶金、化工、环保、生活燃料。另外,利用压缩成型技术可以将秸秆
4、模压成不同形状和用途的产品,如一次性快餐盒、盘、碟、包装盒、工业托盘、育苗容器、人造纸板、瓦楞纸等。本研究以棉秆等硬茎秆为研究对象,通过对秸秆原料特性的分析,确定切碎原理和方法,设计出动力消耗低、粒度大小满足压缩成型要求的秸秆切碎机。推动我国目前综合开发利用农作物秸秆资源的技术创新和实际应用。1.2农作物秸秆综合利用现状中国农作物秸秆资源量大面广,每年产出量多达6.4亿t,且随着农作物单产的提高,秸秆产量也将随之增加。现阶段其用途大致可分为4个方面:①秸秆还田;②牲畜饲料;③替代能源;④工业原料,约占12.
5、7%的剩余秸秆就地焚烧或闲置。各种用途所占比例如图l.1所示(高祥照等,2002)。图1.1中国农作物秸秆的主要用途33本科生毕业设计(1)秸秆还田秸秆还田是目前秸秆利用的最主要方面,据统计,2000年我国主要粮食作物秸秆粉碎还田的面积占其种植面积的58.6%(韩鲁佳等,2002)。秸秆还田的方法分为整株还田技术、粉碎还田技术、有根茬切碎还田技术和传统沤肥还田技术。配套的秸秆还田设备有粉碎还田机、灭茬机、收获还田机和水田埋草机等。目前,经过对秸秆还田技术和配套操作规程等的研究,秸秆直接还田在我国已有了一定面
6、积的推广应用。在“八五”期间,秸秆直接还田技术规程研究取得了重要突破,已经制定出了包括华北、西南、长江中游区、江苏水早轮作区和浙江三熟制种植区的麦秸、玉米秸、稻草直接翻压还田的技术规程,包括还田方式、秸秆数量、施氮量、土壤水分、粉碎程度、还田时间以及防治病虫害、杂草等方面的技术要求,实践证明适量的秸秆还田能有效增加土壤的有机质含量,改良土壤,培肥地力(黄忠乾等,1999)。(2)牲畜饲料秸秆用作饲料,在中国主要是以秸秆养畜、过腹还田的方式进行的。未经任何处理的秸秆,不仅消化率低,粗蛋白和矿物质含量低,而且适
7、口性差。为提高饲料的适口性和营养价值,近年来普遍采用氨化、微生物发酵贮存、热喷、揉搓等技术处理,目前全国的年加工处理量约1000万t,已开发出的加工设备有氨化炉、调质机、青贮收获机、揉搓机、压饼机、热喷设备等。(3)替代能源据全国农村可再生资源统计资料显示(2001),“九五”期间,秸秆能源用量仍占农村生活用能的30%-33本科生毕业设计50%。传统的秸秆利用方式是直接燃烧,因其密度小,灰分多,己不再适应农民生活水平的需要,国内现行的秸秆优质能源利用技术,除了本文所要研究的秸秆压缩成型技术以外,还有秸秆气化
8、集中供气技术、秸秆制取沼气技术、秸秆燃料热风烘干技术等。秸秆热解气化技术把细软、松散的低品位秸秆转换成清洁的高品位气体,热效率可达40%。气相燃料速度快,热量输出可以控制,在烘干木材、茶叶、饲料和代替燃油发电及农村居民炊事等方面己有成功应用。部分气化炉和配套装置己经批量生产,进入实用推广阶段。目前全国己有350余处秸秆气化集中供气示范点,主要集中在山东、河南、江苏、河北、山西、北京、陕西等。仅山东就有170余处(
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