農(nóng)林牧廢棄物綜合循環(huán)利用新模式

楊選民 薛少平

（西北農(nóng)林科技大學(xué)機械與電子工程學(xué)院 陜西 楊凌 712100）

0 引言

能源危機已成為世界性的問題，是制約當(dāng)今社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，常規(guī)化石能源資源儲量有限且不可再生，而且化石能源的使用也造成了嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，因此，如何合理開發(fā)利用可再生能源已經(jīng)成為人類進入21世紀以后面臨的新課題。在眾多的可再生能源中，具有廣泛使用價值的是生物質(zhì)能，其作為世界上的第四大能源，具有可再生性、資源豐富、環(huán)境友好等特點，可替代部分石油、煤炭等化石燃料，成為解決能源與環(huán)境問題的重要途徑之一[1]。

我國是農(nóng)業(yè)大國，每年在生產(chǎn)大量糧、棉、油的同時，也產(chǎn)生了大約7.2億噸的農(nóng)作物秸稈（相當(dāng)于5億噸標(biāo)煤）。而這巨大的生物質(zhì)資源長期以來都被廢棄或作為柴草就地焚燒，既浪費了資源，又嚴重污染環(huán)境。

因此，按照發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的思路，充分利用秸稈等農(nóng)村大量的農(nóng)林牧廢棄物綜合開發(fā)利用，變廢為寶，改變能源生產(chǎn)和消費方式，開發(fā)利用生物質(zhì)能等可再生的清潔能源資源，對建立可持續(xù)的能源系統(tǒng)，保障我國農(nóng)村能源安全，實現(xiàn)農(nóng)民增收，促進國民經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護具有重大意義。

1 模式介紹

本模式以農(nóng)林牧廢棄物為生產(chǎn)原料，如常見的秸稈、樹木、果殼、果渣及牛、羊糞等，經(jīng)過粉碎、烘干、干餾熱解、冷卻、分離、凈化等工序，生成木醋液、生物質(zhì)木炭、木焦油及木燃氣四種綠色無公害產(chǎn)品。木醋液可直接用于蔬菜、花卉和果樹苗木上，用來防治農(nóng)作物或果樹病蟲害；也可做為植物生長劑促進作物生長；還可與木炭混合制成炭基肥，用來保持土壤水分，調(diào)節(jié)土壤酸堿度，吸收土壤中重金屬及有害物質(zhì)；在養(yǎng)殖業(yè)上，木醋液還可制成動物飼料防腐劑或養(yǎng)殖環(huán)境用的殺菌消毒劑；木焦油可提煉生物燃油，制做防腐涂料；木燃氣可為社會主義新農(nóng)村社區(qū)集中供氣、供暖，又可進行生物質(zhì)發(fā)電。由此從原料收集利用，產(chǎn)物加工提煉，到最終產(chǎn)品精制應(yīng)用，形成了一條完整的循環(huán)利用模式，不僅解決了農(nóng)村大量農(nóng)林牧廢棄物堆積帶來的環(huán)境污染問題，還變廢為寶，生成了清潔能源和綠色無公害產(chǎn)品，實現(xiàn)了資源的循環(huán)可持續(xù)利用。

2 干餾熱解技術(shù)路線

該模式的核心技術(shù)是無氧干餾熱解工藝，具體為：先將原料進行粉碎、烘干，然后放入生物質(zhì)壓縮成型機中高壓成型，隨后將壓縮成型的原料放進干蒸餾反應(yīng)釜中無氧干餾裂解，熱解制成生物質(zhì)炭的過程中產(chǎn)生的大量煙氣，經(jīng)過冷卻、凈化、分離后生成木醋液與木焦油，再對不可冷凝氣體進行過濾水洗脫焦后生成木燃氣，通過壓縮進入儲氣罐，經(jīng)供氣管網(wǎng)供給項目生產(chǎn)過程中加熱使用或發(fā)電，其余燃氣則通過管網(wǎng)供給周邊農(nóng)民生活用氣和冬季供暖。項目整個工藝生產(chǎn)流程環(huán)保、節(jié)能、零排放。

3 項目意義

3.1 有利于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略

生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源，在整個能源系統(tǒng)中占有重要地位。有關(guān)專家估計，生物質(zhì)能極有可能成為未來可持續(xù)能源系統(tǒng)的重要組成部分，到下世紀中葉，采用新技術(shù)生產(chǎn)的各種生物質(zhì)替代燃料將占全球總能耗的40%以上。

隨著農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展和農(nóng)民生活水平的提高，農(nóng)村對于優(yōu)質(zhì)燃料的需求日益迫切。由于我國地廣人多，常規(guī)能源不可能完全滿足廣大農(nóng)村日益增長的需求，而且由于國際上正在制定各種有關(guān)環(huán)境問題的公約，限制CO2等溫室氣體排放，這對以煤炭為主的我國是很不利的。因此，立足于農(nóng)村現(xiàn)有的生物質(zhì)資源進行高效轉(zhuǎn)換利用，既是農(nóng)村發(fā)展的迫切需要，又是減少排放、保護環(huán)境、實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要。

3.2 有利于實現(xiàn)農(nóng)林牧廢棄物資源綜合利用，變廢為寶

據(jù)了解,近年來農(nóng)民很少把秸稈收回家作燃料，一是因為體積大，二是因為利用率低，所以越來越多的人采取就地焚燒的辦法,一則解決堆放問題,二則焚燒之后變成肥料。但是隨之而來的危害多多：（1）污染空氣環(huán)境，危害人體健康。有數(shù)據(jù)表明，焚燒秸稈時，大氣中二氧化碳、二氧化氮、可吸入顆粒物等對人的眼睛、鼻子和咽喉黏膜會產(chǎn)生刺激作用，影響人們正常生活；（2）易引發(fā)火災(zāi)，威脅群眾生命財產(chǎn)安全。秸稈焚燒，極易引燃周邊的易燃物，尤其在山林附近，一旦引發(fā)火災(zāi)，后果不堪設(shè)想；（3）秸稈焚燒產(chǎn)少大量的濃煙，能見度低，易引發(fā)交通事故，影響道路交通和航空安全；（4）破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成農(nóng)田質(zhì)量下降。

本項目一方面能夠解決農(nóng)林作物秸稈焚燒問題，另一方面能夠?qū)U料最終變成生物制木炭、木焦油、木醋液、木燃氣等新技術(shù)成果，實現(xiàn)一廢變四寶。

3.3 有利于改善農(nóng)民生活質(zhì)量，推進農(nóng)村城鎮(zhèn)化發(fā)展

統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展是黨中央根據(jù)新時期我國經(jīng)濟社會發(fā)展的時代特征和主要矛盾，致力于突破城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)，加快推進工業(yè)化、城鎮(zhèn)化，縮小工農(nóng)差距、城鄉(xiāng)差距，實現(xiàn)國民經(jīng)濟持續(xù)快速健康發(fā)展和經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展，全面建設(shè)小康社會所作出的重大戰(zhàn)略決策。

農(nóng)村能源不革命，談不上農(nóng)村現(xiàn)代化，推廣應(yīng)用清潔生活燃料是必然趨勢。本項目一方面能夠解決周邊農(nóng)林作物秸稈焚燒問題，另一方面能夠?qū)U料最終變成木燃氣，可以作為農(nóng)民社區(qū)生活能源配套建設(shè)項目，農(nóng)民由燒灶坑到用農(nóng)村人工煤氣，改變以直接燃燒農(nóng)作物秸稈柴草做飯取暖煙熏火燎的傳統(tǒng)生活方式，使農(nóng)民完全可以同城里人一樣享受到類似天然氣一樣的優(yōu)質(zhì)清潔可再生能源。這是農(nóng)村的一場能源革命，是農(nóng)民人居環(huán)境的變遷，同時也是改善農(nóng)民生活質(zhì)量和命運的一場革命。

3.4 有利于增加農(nóng)民收入，促進農(nóng)民增收致富

項目每年可處理大量農(nóng)林牧廢棄物原料，按照每噸原料平均400元，每畝春秋兩季小麥和玉米秸稈共600公斤，每畝地農(nóng)民可以增加收入240元。因此，項目將在變廢為寶為社會新增工業(yè)產(chǎn)值的同時，切切實實地增加農(nóng)民收入，促進農(nóng)民增收致富，帶動地方經(jīng)濟發(fā)展，利國利民。

4 結(jié)束語

按照發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的思路，通過利用農(nóng)林牧廢棄物開發(fā)生產(chǎn)木燃氣、木炭等生物質(zhì)能源，衍生生產(chǎn)木焦油、木醋液等新型農(nóng)化產(chǎn)品，首先緩解了一次能源緊缺帶來的社會矛盾，改善了當(dāng)?shù)鼐用竦纳瞽h(huán)境。其次，通過項目產(chǎn)品的推廣與應(yīng)用，為農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展帶來了新的方向，在創(chuàng)造經(jīng)濟價值增加農(nóng)民收入的同時，可有效緩解我國目前農(nóng)林廢棄物燃燒所帶來的環(huán)境污染，同時為社會提供新的能源和工業(yè)用品，是一項可持續(xù)、循環(huán)發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，符合國家目前大力倡導(dǎo)的環(huán)保、低碳、循環(huán)等理念，對建設(shè)循環(huán)農(nóng)業(yè)、社會主義新農(nóng)村、節(jié)約型社會具有重要推動意義。

［1］我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)：新能源產(chǎn)業(yè)，2011（08）.