融合拼接潘亚东;马君;孙大明
【摘 要】介绍了黑龙江省农作物秸秆综合利用的现状，分析了秸秆燃料化、饲料化、肥料化、基料化和原料化的技术研究方向和存在的问题。针对黑龙江省气候、种植模式、资源状况、社会经济情况和农村生活方式等因素的特点，建议黑龙江省秸秆多元化利用应重点在粉碎还田、饲料青贮和热电联产等方面开展，同时加强秸秆气化技术的完善提高和秸秆制油、制氧等先进技术的研发储备。%This paper introduces the present situation of comprehensive utilization of crop straw in Heilongjiang Province , analysis technology research direction and the existing problems of straw that it is ulitized fuel , feed , fertilizer , base ma-terial and industrial material .Factors with the climatic features , planting pattern , resources , social economy and rural way of life in Heilongjiang Province , through the main crop yield of corn , rice, soybean, the total grain yield, the ratio of straw and grain etc , calculated the total amount of straw is 63 000 000 t in 2011 , and suggest that should focus on the development of the diversified utilizationg of straw including smashed straw , silage and biomass cogeneration and other as-pects, while strengthening the technology improvement of straw gasification and advanced technology innovation of straw processing oil , oxygen .
【期刊名称】《农机化研究》
线粒体基因组测序【年(卷),期】2014(000)011
【总页数】5页(P253-257)
猎结构
装备偏移【关键词】秸秆;燃料化;饲料化;肥料化;基料化;原料化
【作 者】潘亚东;马君;孙大明
【作者单位】黑龙江省农业机械工程科学研究院，哈尔滨 150081; 黑龙江沃尔农装科技股份有限公司，哈尔滨 150081;黑龙江省农业机械工程科学研究院，哈尔滨 150081; 黑龙江沃尔农装科技股份有限公司，哈尔滨 150081;黑龙江省农业机械工程科学研究院，哈尔滨 150081; 黑龙江沃尔农装科技股份有限公司，哈尔滨 150081
【正文语种】中 文
【中图分类】S232.3
0 引言化妆笔
黑龙江省是农业大省，农作物秸秆产出量居全国前列，具有资源量大、分布面广、作物种类多及密度小的特点。根据国家能源领导小组办公室2007年对黑龙江省农作物秸秆资源利用的调查结果显示：家庭燃用占50%，用于饲料23%，还田量3%，其他工业用途占3%，仍有21%的秸秆被堆弃或焚烧[1]。为了抢农时实现耕种或在秸秆综合利用效益不够显著的情况下，焚烧也确实是农民无奈之举，给环境、生态、交通安全造成极大的负面影响，同时又浪费了资源。因此，针对当地的气候特点、种植模式、资源状况、社会经济情况和农村生活方式等研究多元化利用模式势在必行[2]。
1 黑龙江省农作物秸秆总量
2012年黑龙江省粮食总产量为5 761.3万t[3]，玉米、水稻、大豆3大作物产量和占粮食总产量的94.77%。依据草谷比可推算2012年全省农作物秸秆资源总量约6 300万t(见表1)，为
全国秸秆总量7亿t的9%。
2 秸秆综合利用现状
黑龙江省农作物秸秆是农村炊事取暖的主要燃料，还作为家畜的饲料、粉碎还田变为肥料和直燃发电等[4]。随着社会的发展，科技的进步，人们生活方式也发生了显著变化，所以秸秆利用趋于燃料化、饲料化、肥料化、基料化和原料化的多元结构组合。
表1 2012年黑龙江省农作物秸秆总量Table 1 Total yields of crop straw in Heilongjiang Province in 2012作物种类产量/万t草谷比理论秸秆量/万t玉米2887.91.253609.9水稻2171.20.901953.9大豆 463.41.60 741.4合计5522.5-6305.2
2.1 燃料化
2.1.1 生活燃料
黑龙江省南起43°25′，北至53°33′，跨越10个纬度，2个热量带。全省年平均气温-4～5℃之间，冬季漫长寒冷。农村生活炊事取暖燃料依然是农作物秸秆，虽然炉灶加火炕的直燃
模式热效率非常低，但其经济实用的优势短期内难以完全被取代。2011年黑龙江省农村人口为1 667.8万人,炊事取暖消耗秸秆约2 700万t。目前，随着农民生活水平的提高、知识结构的变化，对高品质生活的追求不断高涨，卫生、安全、快捷的各类燃气已经进入农民家庭。特别是随着社会主义新农村建设和城乡一体化进程的推进，农作物秸秆作为燃料的用量将逐年减少。
2.1.2 秸秆气化和厌氧发酵制沼气
秸秆气化经不完全燃烧，利用氧气或含氧物质作为气化剂获得理论热值为5 724kJ/m3的燃气，其主要成分为：CO占20%，H2占15%，CH4占2%，CO2占12%，O2占1.5%，N2占49.5%。经降温、多级除尘和除焦油等净化和浓缩工艺后，由罗茨风机加压送至储气装置中，然后利用管道提供给用户使用。供气半径在1km之内，由于秸秆气化经济方便、干净卫生、在小村镇较受欢迎；但大规模推行秸秆制气还需解决气化系统投资偏高、燃气热值偏低，燃气中氮气与焦油含量偏高以及管路清除焦油等问题。
秸秆发酵制沼气是通过多种微生物在厌氧条件下降解而成，沼气含有50%～70%的CH4，并副产沼液和沼渣。但冬季的低温运行效率和沼气品质成了其推广的重大障碍。
2.1.3 制粒、压块、制棒、制炭
在机械设备的压力作用下，将秸秆压缩成型甚至炭化，单位热值提高，取用方便，可以替代木柴、原煤、燃气等燃料，广泛用于取暖、生活炉灶、锅炉、生物质发电厂等。机制木炭在无氧或缺氧状态下进行高温(500℃)干馏制得的优质燃料和工业原料。副产品有木焦油、木醋酸和木煤气(干馏煤气)。木焦油可与渣油调和生产200号重油，或与煤混合作为锅炉燃料，还是提炼芳香类物质的原料。木煤气为优质气体燃料。木醋酸是化工原料。再将机制木炭破碎，经酸洗、碱洗，去除杂质和油污，并用清水冲洗干净，烘干后即为初级活性炭，可用于污水净化和有害气体吸附，还是制造的主要成分。
2.1.4 生物质发电
2004年以来，黑龙江省建成以秸秆直燃形式的生物质发电项目3个，总装机容量7.2万kW，另有15个项目核准在建，总装机容量29.3万kW[5]。据国能望奎生物质电厂实际运行数据，装机容量3万kW的发电机组年消耗15万t左右的秸秆[6]，上述电厂如全部建成并正常运营，年消耗秸秆达182.5万t。
据测算，生物质发电成本约为煤电的1.5倍[7]，主要原因：一是前期投资偏高。每1kW装机容量成本10 000元，而煤电仅6 000元左右。二是发电效率低。受秸秆运费的制约装机容量多不超过3万kW，而煤电至少30万kW，无法实现规模效益。三是燃料成本高。秸秆热值低、密度小，收、储、运费用偏高。
2.2 饲料化
2.2.1 直接饲喂
家畜直接食用黄玉米秸秆的叶子部分，俗称“耍单杆”。营养不高，仅仅能维持正常生命活动，产出优质畜产品难度大。
2.2.2 黄贮、氨化、糖化
玉米果穗收获后，应用机械设备将秸秆铡切或揉搓到一定长度，添加适量尿素，保证合适水分，利用窖、池或者塑料袋等，进行黄贮、氨化、糖化等加工。熟化后增加了醇香味和适口性，提升了营养价值及饲料转化率。据有关化验结果：玉米秸秆原含碳水化合物30%以上，蛋白质2%～4%、脂肪0.5%～1%；黄贮后含粗蛋白3.85%、粗脂肪2.43%、无氮浸
出物2.19%、灰分5.99%、水分51.92%，营养提升幅度较大，消化能为2.24MJ/kg，与牧草相当。
2.2.3 青贮
青贮玉米在乳熟后期至蜡熟前期收获，期间含水量应控制在65%～70%为宜。应用专业青贮收获机切碎至适宜长度，国外多数不超过12mm,压实密度达700kg/m3，而国内青贮切碎最长到50mm。全株青贮必须进行籽粒破碎，否则籽粒的消化率仅30%左右，造成优良饲料资源的浪费；入窖或池后2～3天内压实密封，40～50天发酵完成即可食用。2011年黑龙江省青贮秸秆总量达到1 026.21万t[8]。
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