劉敏欽

摘 要 近年來，隨著我國經(jīng)濟與科技的不斷發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的不斷深入執(zhí)行，人們逐漸開始重視能源的利用效率。秸稈作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的主要副產(chǎn)品，在我國產(chǎn)量十分豐富，將其進行重復(fù)利用生成新的能源，將會成為未來秸稈資源的主要應(yīng)用方向?，F(xiàn)階段，最為常見的秸稈應(yīng)用技術(shù)為秸稈氣化技術(shù)，即將秸稈進行充分或不充分燃燒生成氫氣、一氧化碳等可燃?xì)怏w來產(chǎn)生新的能源?；诖?，介紹了秸稈氣化技術(shù)的研究現(xiàn)狀，分析了發(fā)展該項技術(shù)過程中存在的問題，并提出了相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞 秸稈氣化技術(shù);新能源;發(fā)展現(xiàn)狀;對策分析

中圖分類號：S38 文獻標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.14.085

目前，各國的發(fā)展都需要消耗大量的能源，而傳統(tǒng)的一次性能源并不能很好的滿足日益增長的能源需求。因此，各國都在積極發(fā)展可再生能源的相關(guān)技術(shù)。由于我國是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國，有些十分豐富的秸稈資源，因此我國現(xiàn)階段在秸稈能源利用方面取得了巨大進步。

1 秸稈氣化技術(shù)的概述

我國是農(nóng)業(yè)大國，有著十分豐富的秸稈資源，如果能充分發(fā)揮出秸稈能源的作用，可以在一定程度上緩解我國能源緊張的問題?，F(xiàn)階段，我國處理秸稈最為常見的手段就是燃燒成灰再返田作為肥料，這樣并不能充分發(fā)揮出秸稈蘊含的巨大能源。隨著科技的發(fā)展，出現(xiàn)了很多高效利用秸稈能源的方法，主要有秸稈返田技術(shù)、食用菌培植技術(shù)、發(fā)酵有機肥技術(shù)、秸稈氣化技術(shù)、秸稈發(fā)點技術(shù)，生產(chǎn)蛋白質(zhì)技術(shù)和反應(yīng)堆技術(shù)等。其中，秸稈氣化技術(shù)較為常見，應(yīng)用也較為廣泛。

秸稈氣化技術(shù)中的原料是秸稈，其化學(xué)成分主要由碳、氫、氧、氮、鎂等元素組成。因此，在秸稈燃燒的過程中，適當(dāng)控制氧氣的含量可以產(chǎn)生一氧化碳、甲烷和氫氣等可燃?xì)怏w。秸稈氣化技術(shù)的反應(yīng)過程主要包括氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、裂解反應(yīng)以及秸稈的干燥。氧化反應(yīng)過程中，空氣由氣化爐底部進入，與秸稈發(fā)生燃燒反應(yīng)，通過控制氧氣的含量產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳，然后進入還原反應(yīng)階段;生成的二氧化碳與氣化爐中的碳和水會發(fā)生還原反應(yīng)，生成一氧化碳和氫氣，然后這些氣體繼續(xù)上升，進入裂解反應(yīng)階段;在裂解反應(yīng)過程中會產(chǎn)生一部分烴基產(chǎn)物，如甲烷等，這些氣體會隨著高溫繼續(xù)上升，進入干燥區(qū)。干燥區(qū)的主要作用是將以上三個反應(yīng)中生成的可燃?xì)怏w排出爐外，干料留在爐內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)[1-3]。

近年來，秸稈氣化技術(shù)得到廣泛傳播，其諸多的優(yōu)點為其高速發(fā)展與進步創(chuàng)造了良好的環(huán)境。秸稈氣化生成的能源屬于可再生能源，主要通過控制秸稈燃燒時的氧氣含量來生成氫氣、一氧化碳和甲烷等可燃?xì)怏w，1 kg秸稈可以生成近2 m3的可燃?xì)怏w，成本十分低廉。同時，秸稈能源也是一種十分清潔的可再生能源。據(jù)實驗表明，每2 t秸稈產(chǎn)生的能源近似與1 t標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)生的能源，但其產(chǎn)生的污染物遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)生的。由于秸稈能源的優(yōu)越性，使其逐漸成為農(nóng)村能源新的來源，逐步取代了傳統(tǒng)農(nóng)村使用的液化氣或煤氣能源等。

2 秸稈氣化技術(shù)發(fā)展過程中存在的問題

秸稈能源的應(yīng)用最早可以追溯到18世紀(jì)初，但起初并未受到人們的廣泛關(guān)注。但到了20世紀(jì)末期，隨著石油、煤炭能源日漸枯竭，新能源的應(yīng)用得到越來越多人的關(guān)注。20世紀(jì)末，我國政府投資建設(shè)了諸多研究所來提升我國的秸稈氣化技術(shù)水平;步入21世紀(jì)，我國政府對秸稈氣化技術(shù)研究給予了更高層次的重視，面向全國各個企業(yè)招標(biāo)，在諸多高校中設(shè)立相關(guān)專業(yè)，全面促進我國的秸稈氣化技術(shù)的發(fā)展。

隨著秸稈氣化技術(shù)的不斷應(yīng)用，一些問題逐漸顯現(xiàn)出來。1）不同種類秸稈在應(yīng)用程度上有明顯差異。玉米秸稈相較于小麥秸稈與稻草秸稈，利用率較高，不僅可作為氣化爐的原料，同時還可以作為養(yǎng)殖飼料、培植菌類的肥料以及返田肥料等。而小麥秸稈與稻草秸稈的利用率遠(yuǎn)低于玉米秸稈，甚至一些油料作物秸稈無法充當(dāng)能源原料。2）我國的秸稈氣化技術(shù)發(fā)展較晚，其技術(shù)和相關(guān)的生產(chǎn)設(shè)備并未達(dá)到世界領(lǐng)先水平，還存在著小規(guī)模、場地固定等問題。3）在秸稈氣化產(chǎn)物中會有5%～15%的能量轉(zhuǎn)換為焦油，這些焦油會在低溫時與燃燒生成的雜質(zhì)凝結(jié)成小顆粒，對設(shè)備造成損傷。此外，我國在秸稈轉(zhuǎn)化成氣體能源的轉(zhuǎn)化率較低、氣化劑多為空氣以及氣化效果不好等都嚴(yán)重限制了我國秸稈氣化技術(shù)的發(fā)展。

3 發(fā)展秸稈氣化技術(shù)的策略分析

為了使我國的秸稈氣體技術(shù)可以比肩發(fā)達(dá)國家，我國應(yīng)該積極分析現(xiàn)有秸稈氣化技術(shù)存在的不足，針對我國實際情況進行技術(shù)、管理以及推廣等方面的完善。針對我國現(xiàn)階段的秸稈氣化技術(shù)發(fā)展過程中存在的問題，從以下3方面進行完善。

3.1 增加資金投入，加強技術(shù)研發(fā)

政府等相關(guān)部門應(yīng)加大對秸稈氣化技術(shù)各個研發(fā)部門的資金投入力度，為該方面技術(shù)的發(fā)展提供動力支持。在具體的研發(fā)過程中，可以從提升燃?xì)鉄嶂岛图儍舳?、加強制氣系統(tǒng)智能化水平、秸稈氣化相關(guān)輔助設(shè)備優(yōu)化以及制定長遠(yuǎn)的技術(shù)設(shè)備開發(fā)規(guī)劃等方面著手。

3.2 引進國外先進技術(shù)，促進技術(shù)發(fā)展

國內(nèi)相關(guān)的開發(fā)企業(yè)應(yīng)該加強與國外先進企業(yè)的交流，積極引進高新技術(shù)和先進的生產(chǎn)設(shè)備。就丹麥來說，該國家是第一個建設(shè)秸稈燃料發(fā)電廠的國家，其全境有130家秸稈發(fā)電廠，其由秸稈發(fā)電節(jié)省了相當(dāng)于3.5×106 t的標(biāo)準(zhǔn)煤，占全國能源消耗的12.5%。我國可以借鑒丹麥的先進經(jīng)驗來促進我國秸稈氣化技術(shù)的發(fā)展，但由于歐美等發(fā)達(dá)國家在生產(chǎn)生活等方面與我國的基本國情不相符，因此在引進先進技術(shù)時應(yīng)該根據(jù)我國基本國情進行適當(dāng)改造，以促進我國企業(yè)的發(fā)展[4]。

3.3 完善管理制度，創(chuàng)造良好的發(fā)展環(huán)境

目前，我國的秸稈氣化產(chǎn)業(yè)尚未形成完整的管理體系，因此，相關(guān)的管理部門應(yīng)該及時制定一套完整的管理體系，以促進我國秸稈氣化設(shè)備的普及推廣。在制定好相關(guān)的管理制度后，需要鼓勵社會上其他企業(yè)投資秸稈氣化產(chǎn)業(yè)，擴大其影響范圍。同時，還需要加大宣傳力度，讓居民真正了解到秸稈氣化技術(shù)的優(yōu)越性，主動選擇應(yīng)用秸稈氣化技術(shù)。

4 結(jié)語

我國擁有十分豐富的秸稈資源，充分應(yīng)用秸稈資源符合我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。通過應(yīng)用秸稈氣化技術(shù)可以大幅度節(jié)省我國主要能源原料，如煤炭、石油以及天然氣等不可再生能源。因此，秸稈資源作為綠色清潔的可再生能源應(yīng)該得到更為廣泛的應(yīng)用。政府以及相關(guān)企業(yè)也應(yīng)該積極宣傳，讓普通居民了解到秸稈氣化設(shè)備的優(yōu)點，普及秸稈氣化設(shè)備，為我國建設(shè)綠色環(huán)保型社會貢獻力量。

參考文獻：

[1] 張文斌，張龍全.秸稈氣化技術(shù)研究現(xiàn)狀與對策分析[J].中國農(nóng)機化，2015（6）：90-93.

[2] 林青山，何艷峰，劉金淼，等.秸稈熱解氣化技術(shù)在提高秸稈利用率方面的優(yōu)勢分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（14）：4399-4403，4410.

[3] 陳紅.秸稈氣化技術(shù)對秸稈能源化利用的有效提高[J].農(nóng)村經(jīng)濟與科技，2017，28（20）：17.

[4] 吳九九，楊春燕，黃勇，等.作物秸稈類廢棄物生物質(zhì)氣化技術(shù)研究與應(yīng)用淺析[J].江西科學(xué)，2013，31（4）：512-515，548.

（責(zé)任編輯：劉昀）