我國(guó)秸稈生物氣化關(guān)鍵技術(shù)取得進(jìn)展
我國(guó)在秸稈生物氣化技術(shù)方面取得進(jìn)展，獲得了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)。這項(xiàng)由北京化工大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)攻關(guān)的技術(shù)既可解決大量秸稈露天焚燒導(dǎo)致的大氣污染和交通安全問(wèn)題，又可生產(chǎn)清潔可再生能源。
我國(guó)是世界上最大的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)國(guó)，每年產(chǎn)生各類(lèi)作物秸稈約7億噸，其中有約50%未得到有效處理和利用，不僅浪費(fèi)了資源，而且還由于大量秸稈的露天焚燒，導(dǎo)致嚴(yán)重的大氣污染并引發(fā)火災(zāi)和影響高速公路與民航的運(yùn)行安全。秸稈的處理與利用已成為我國(guó)面臨的主要環(huán)境問(wèn)題之一，但由于缺乏經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)，秸稈禁燒和規(guī)模化利用問(wèn)題一時(shí)難以解決。
另一方面，在政府的推動(dòng)下，近年來(lái)我國(guó)農(nóng)村沼氣得到了快速發(fā)展。到2008年底，全國(guó)已建成戶(hù)用沼氣池3000多萬(wàn)戶(hù)，建成畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)大中型沼氣工程3000多處。計(jì)劃到2010年，我國(guó)戶(hù)用沼氣將達(dá)到4000萬(wàn)戶(hù)，大中型沼氣工程達(dá)到6000多處。這就存在原料的供給問(wèn)題。我國(guó)目前沼氣生產(chǎn)主要原料是畜禽糞便，畜禽糞便無(wú)法、也不足以保證原料的供給和上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
利用秸稈為原料生產(chǎn)沼氣，既可為秸稈的開(kāi)發(fā)利用開(kāi)辟新途徑，解決秸稈焚燒導(dǎo)致的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)問(wèn)題，又可解決沼氣大規(guī)模推廣應(yīng)用遇到的原料問(wèn)題，具有一舉兩得的效果。此外，與現(xiàn)有的秸稈熱解氣化技術(shù)相比，生物氣化具有反應(yīng)條件溫和、沼氣熱值高、品位好的優(yōu)點(diǎn)，也不產(chǎn)生廢水和焦油、沼渣。秸稈“生物氣化”技術(shù)就是通常所說(shuō)的“厭氧發(fā)酵”技術(shù)。它通過(guò)在厭氧條件下微生物的消化作用，把秸稈等有機(jī)物轉(zhuǎn)化成沼氣。生物氣化技術(shù)已被廣泛地用于人畜糞便、食品廢物和有機(jī)生活垃圾等的處理和能源化轉(zhuǎn)化。但是，由于秸稈的木質(zhì)纖維素含量高、消化率低、產(chǎn)氣量少，一般不能完全以秸稈原料生產(chǎn)沼氣。
北京化工大學(xué)李秀金教授領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)在此方面進(jìn)行了10多年的研究，在秸稈生物氣化關(guān)鍵技術(shù)方面取得了進(jìn)展。針對(duì)秸稈木質(zhì)纖維素含量較高、不易被厭氧菌消化、厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣量低、經(jīng)濟(jì)效益差問(wèn)題，他們發(fā)明了一種常溫、固態(tài)化學(xué)預(yù)處理技術(shù)，利用該技術(shù)在厭氧發(fā)酵前，對(duì)秸稈進(jìn)行快速化學(xué)處理，預(yù)先把秸稈轉(zhuǎn)化成易于消化的“食料”，可使秸稈的產(chǎn)氣量提高50%至120%，為秸稈的規(guī)模化生物氣化提供了前提條件。此外，針對(duì)秸稈的密度小、體積大、不具有流動(dòng)性以及傳熱傳質(zhì)效果差等問(wèn)題，他們研制出一種新型反應(yīng)器。該反應(yīng)器采用組合式強(qiáng)化攪拌系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化進(jìn)出料和自動(dòng)化高效攪拌。同時(shí)，采用帶太陽(yáng)能溫室的半地下式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，可把部分太陽(yáng)能和地?zé)崮苻D(zhuǎn)化成沼氣能，大大提高了系統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)化效率和能效比。
目前，化學(xué)預(yù)處理和高效反應(yīng)器技術(shù)已獲得了國(guó)家授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利，擁有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。利用該技術(shù)于2003年在山東泰安建成了我國(guó)第一個(gè)完全以秸稈為原料的厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的集中供氣示范項(xiàng)目，為160戶(hù)農(nóng)戶(hù)提供了生活用能；2007在北京順義、2008年在山東德州又建設(shè)了2個(gè)工程，可分別為300戶(hù)和375戶(hù)農(nóng)村居民提供清潔能源。
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