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秸秆原料化利用技术在滨海新区的应用前景分析

所属栏目:作物生产科学论文 发布日期:2021-01-19 09:40 热度:

   我国是能源消费大国,目前的能源供应主要是依靠煤炭、石油、天然气等,但是由于天然能源资源开发过程中极大的资源消耗压力和成本投入,不利于社会的可持续发展,因此可再生能源资源的开发利用已经成为我国资源开发领域内的新途径。农作物秸秆是生物质能资源的重要来源,消费量仅次于煤炭和油气资源,预计到21世纪的中叶,秸秆原料的运用会高达40%,因此大力开展生物质能的开发,具有很现实的意义。

秸秆原料化利用技术在滨海新区的应用前景分析

  1秸秆利用的主要技术领域

  1.1秸秆能源

  能源技术主要是包括秸秆气化技术、压块成型制炭技术、锅炉燃料能量转化等技术,其中气化技术已经在国内被推广使用,气化技术主要是使用秸秆为原料,放在真空状态下转化成为可燃性气体经过滤杂质气体之后使用。可燃气体是居民生活工业生产当中重要的优质能源。

  1.2饲料用途

  使用微生物将秸秆进行处理之后,将富含木质素、纤维素、半纤维素的秸秆发酵之后降解,转化为含丰富蛋白质、维生素成分的饲料,可应用在多个领域内。

  1.3肥料

  秸秆肥料的使用是直接还田等方式,也有使用特殊工艺进行科学配比,将秸秆粉碎、经过一系列复杂的工序处理之后生产出秸秆复合肥,施肥的成本和尿素类似,使用之后可以促进土壤的养分转化,可以改善土壤的物理性质,增强农作物的抗病能力,对于优化农田生态有更好的效果。其中稻草和麦秸还田的方式还有很多,而机械化就地还田的方式,由于实现耕作和肥料运输一体化,成为最受欢迎的技术。

  1.4工业原料技术

  秸秆作为工业原料都是以造纸为主,在当前的生产当中,占据约40%的比例,还有一部分也被用来生产各种建材产品、人造板材等。秸秆作为人造板材的生产原料在国内发展起步比较晚,但是由于秸秆来源广泛、资源丰富,市场发展潜力巨大。目前比较成熟的技术,主要有两个方向,刨花板和纤维板等建筑用材。

  2农作物秸秆作为人造板原料的可行性分析

  2.1解决工业领域资源紧张问题

  我国人造板工业在近年以来得到了快速的发展,而且位居世界前列。人造板工业的快速发展需要大量的原材料,木材供需生产的缺口很大,因此我国成为木材进口比例增大的国家。其中刨花板和纤维板生产需要的材料主要是以小径木和枝桠等为主。从一定程度上来看,建材原料的使用给企业的发展带来了很大的压力。随着生态环境的持续恶化,我国启动了生态防护林保护项目,改善了生态环境,而且对促进环境的发展起到良好的控制作用,但是板材工业原料的使用受到限制,同时部分省市人造板工业正处于快速发展阶段,如何解决这一矛盾引起人们的关注。因此从整体上来说,人造板工业原料的供应急需寻找替代品,而胶合技术的出现增加秸秆原料的使用途径,为人造板原料的供应提供渠道。

  2.2可行性分析

  农作物秸秆的成分和阔叶林的成分相似,可以将其运用在人造板方面,从科研、实际运用来看,使用麦秸和稻草、棉花秆等作为人造板的生产原料,运用形式已经很成熟。其中玉米秸秆比较适合运用在饲料生产方面,但是运用在人造板材方面比较困难。

  3秸秆原料化利用技术在滨海新区的应用

  3.1秸秆原料来源

  滨海新区现有12个涉农街镇,139个行政村,农村人口27.21万人,9.98万户,乡村从业人员13.31万人,其中农业从业人员4.6万人。全区种植面积约2.41万hm2,其中粮食作物种植面积2.38万hm2,经济作物种植面积313.33hm2。大田作物、粮食作物主要分布在大港片区,经济作物主要分布在塘沽、汉沽片区。新区秸秆综合利用涵盖了小麦、玉米、水稻、高粱、大豆、棉花六种作物,合计利用面积接近全部粮食种植面积。小麦秸秆综合利用多在二季度末前完成,玉米、高粱、大豆、棉花综合利用多在年底前完成,水稻秸秆综合利用多在次年一季度末前完成。为更好的贯彻落实《天津市人民代表大会关于农作物秸秆综合利用和露天禁烧的决定》,持续做好新区秸秆综合利用工作。新区加大了在政策倾斜、技术培训、市场应用、宣传推广上的扶持力度。秸秆综合利用率目前全区已达99%以上,基本实现了秸秆全量化利用。

  3.2秸秆原料化的利用

  秸秆综合利用处理上,目前主要有肥料化利用技术、饲料化利用技术、原料化利用技术、燃料化利用技术、基料化利用技术。肥料化利用技术中的秸秆粉碎还田技术目前应用最为普遍,是我区秸秆处理的首选技术。但随着装备技术的日益提升,耕地处理的日渐精细。肥料化、饲料化的初级利用已不符合秸秆综合利用再升级的要求。一种更经济环保、更高效利用的秸秆原料化利用技术逐渐在新区推广和应用。在当前秸秆处理再升级需求日益迫切和传统建材建造使用污染严重的背景下,秸秆草砖建材化利用已成为大势所趋。农用新型秸秆建筑材料是以稻草、麦草等秸秆做为原料,不添加粘结剂、不需切割粉碎,直接采用清理、除尘、梳理、高压、在成型机内挤压等方式形成板材,并在表面上按照需求做相应的处理,具有良好的强度、抗冲击能力和保温隔热、隔音性能,并且有抗燃烧能力,属难燃建材。

  3.3优势

  (1)生态优势。变废为宝,减少了因生产黏土实心砖而造成的毁坏耕地现象。(2)造价优势。价格低、易装配。秸秆板材装配的速度要比砖砌快得多,因此草板应用于建筑有利于实现设计标准化、构件定型化、制造工厂化、施工装配化、产品系列化,有利于缩短施工周期,与砖混结构相比,使用稻麦草板同等建筑面积降低造价15%~20%,把增加的使用面积计算在内的综合效益达到24%左右,因此使用草板可降低工程造价。(3)节能优势。秸秆板材具有良好的保温隔热性能,其导热系数仅为0.108W·(m·k)-1,远低于红砖、混凝土、加气混凝土。使用秸秆板材不仅可减少墙体厚度,有效增加使用面积,还可保温隔热,降低采暖能耗,有利于建筑节能。(4)技术优势。具有较为优良的技术性能,主要表现在:容重低。农用新型秸秆建筑材料的容重仅340~440kg·m-1;耐久性好。通过实验可使用50年以上;导热系数低。仅为0.108W·(m·k)-1;强度高。挠度<5mm;破坏荷载>6000N;防虫蛀。纸面稻麦草板SiO2含量高。(5)市场优势。发展新型墙体材料是节约能源、保护耕地的一项重要措施。按京津冀每年竣工的农业设施建筑面积在7800~8400万m2左右,如其中仅按10%使用稻麦草板,每平方米建筑面积使用3.6~4.0m2稻麦草计算,每年农用新型秸秆建筑材料的需求量达到1400~1600万m2。

  4运用前景分析

  和木质人造板相比较,农作物秸秆人造板的物理力学性能良好,使用异氰酸酯树胶作为粘合剂进行生产,让秸秆原料化的纤维板具备了更加优质的性能。而且从具体的分析情况来看,各项物理力学性能都超过了木质刨花板和纤维板,符合国家板材标准要求。而且在生产过程中使用的异氰酸酯树胶,生产出来的板材当中没有有害物质的含量,属于一种绿色环保的人造板材。从市场发展来看,虽然国内市场尚未成熟,但是国际市场上秸秆原料开发技术已经比较成熟,侧面来讲国内市场还需要积极开发;从产品的发展看,目前技术也相对成熟,并且在建设过程中不断完善,逐渐推广到国外市场。由于秸秆的开发潜力巨大,在发展的过程中还需要更多专业人员参与到其中去,实现秸秆的开发运用。

  5结语

  综上所述,秸秆原料化利用的秸秆板材建筑材料作为一种新型的墙体材料,节能、节地、利废,是一种性能良好的生态建材,也是国家鼓励发展的一种新型墙材。为此,建议以此项技术大规模推广应用作为秸秆综合利用再升级的突破口和着力点,持续提高秸秆综合利用能力。

  参考文献:

  [1]王永胜,刘荣.生物质秸秆转化利用技术研究进展[J].贵州农业科学,2018,46(12):149-153.

  [2]侯新村,范希峰,朱毅,等.作物秸秆生物质原料可持续利用模式探究[J].农学学报,2018(4):32-38.

  [3]刘世君.滨海新区新型储热式温室大棚应用情况分析[J].农业开发与装备,2018(1):87+109.

  《秸秆原料化利用技术在滨海新区的应用前景分析》来源:《农机使用与维修》,作者:刘世君

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