作物秸秆能源转化技术研究进展

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1、作物秸秆能源转化技术研究进展链接：www.china-nengyuan.com/tech/99258.html来源：中国新能源网china-nengyuan.com作物秸秆能源转化技术研究进展张荣成，李秀金(北京化工大学环境工程系，北京100029)摘要：利用作物秸秆生产可再生能源是解决秸秆环境污染和开辟新的能量资源的重要途径之一。作物秸秆能源转化技术主要有热解气化、厌氧消化、液化、乙醇化、直接燃烧和固化等。简要介绍了我国作物秸秆的资源量及利用现状，着重对国内外作物秸秆能源转化技术的发展、研究现状及工业化应用情况进行了详细介绍。通过对各技术特点和存在问题的分析，探讨了未来发展趋势。建议加

2、强作物秸秆液化与乙醇化技术的系统性研究以及工艺过程的开发。目前，现代社会赖以生存与发展的化石能源正日渐枯竭，已成为制约未来社会发展的潜在危机。开发清洁可再生生物质能是解决能源危机、减少环境污染、走可持续发展道路的重要途径之一。为此，自20世纪70年代以来，工业发达国家对生物质能开展了许多研究，如日本的“阳光计划”、美国的“能源农场”和巴西的“酒精能源计划”等。我国是一个能源短缺的国家，也是生物质资源大国。其中，作物秸秆就是最大的生物质资源之一，占我国生物质资源总量的近一半。因此，利用现代技术将作物秸秆转化为高效、洁净、方便的高品位能源，对缓解我国常规能源紧张状况，促进社会经济的可持续发展

3、和生态环境的改善都具有重要意义。1我国作物秸秆的产生和利用现状作物秸秆通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其他农作物收获籽实后的废弃物。我国是世界上最大的农业国，也是秸秆资源最为丰富的国家之一。2002年，我国各类农作物秸秆的资源量及分布情况如表1所示。目前，我国农作物秸秆主要用于农村生活用能(约占45%)、饲料、秸秆还田、造纸原料等，秸秆利用率约为60%。其余大部分秸秆转向露天燃烧而造成了严重的环境问题，燃烧排放的CO2属温室气体，排放的烟雾直接影响了民航、铁路、高速公路的正常运营，还导致了火灾的发生。据统计，黑龙江省每年有近3000万t的秸杆被焚烧，折算损失的化肥价值高达

4、5.8亿元。因此，研究开发作物秸秆利用技术是非常急迫的。页面1/5作物秸秆能源转化技术研究进展链接：www.china-nengyuan.com/tech/99258.html来源：中国新能源网china-nengyuan.com2国内外作物秸秆能源转化技术研究进展作物秸秆能源转化技术大体可分为直接燃烧技术、热解气化技术、液化技术、厌氧消化技术和固化技术等。下面就这5种技术的发展、特点和研究进展情况进行评析。2.1热解气化技术自20世纪70年代起，美国开始研究以城市生活垃圾、木材、秸秆为原料的热解回收能量技术。热解气化所得可燃气可直接燃烧，用于供暖、做饭、城市煤气和燃气发电。欧、美国家生

5、物质气化发电技术处于领先水平，美国总装机容35量已达9×10MW，单机容量达10~25MW，预计2020年将达3×10MW；丹麦建有许多小型的利用木材和秸秆的气化炉，用于家庭冬季供暖；瑞典能源中心采用生物质气化和联合循环发电等先进技术在巴西建立了一座装机容量为20~30MW的蔗渣发电系统。1980年后，我国在南方地区开始利用丰富的稻壳资源发电，每台发电机组容量为60~160kW，共有92套装置在运行。1992年，肖乔梓和南方开发了以秸秆、谷物皮核、杂草、树枝叶、木屑等为原料的中试规模燃气厂，通过热解气化生产可燃气、焦油和其他化工产品。山东等地还开发出了以作物秸秆为原料的热解气化装置，可用

6、于农户或村级规模的用户。在农业部支持下，我国在山东、四川等地建立了相当数量的村级规模的气化站，实现了以村为单位的集中供气。四川省农业机械研究所(现四川省农业机械研究设计院)研制的设备还出口到了埃及等国家。我国小型热解气化技术已比较成熟，但热解气化装置的质量还较差，大型热解气化技术与国外还有一定的差距。页面2/5作物秸秆能源转化技术研究进展链接：www.china-nengyuan.com/tech/99258.html来源：中国新能源网china-nengyuan.com热解气化技术存在的主要问题是燃气热值低、焦油量多、需要较高的温度，导致热能利用效率低、投入产出效益差，对管理的要求也较

7、高；此外，焦油的处理和利用、可燃气的燃气装置和发电装置的研究等也是需要解决的重要问题。2.2厌氧消化技术我国是世界上开展沼气技术研究最早的国家之一。至1996年底，全国建有沼气池的农户在600万户以上，建成大中型沼气池460多座。仅大中型沼气池年处理有机废物就达3000万t左右，其中主要是动物粪便和作物秸秆。目前，厌氧消化技术主要向如下几方面发展：一是大型化、工业化；二是开发以作物秸秆为“主”原料的厌氧消化技术；三是沼气的工业化应用