秸稈綜合利用狀況及秸稈成型技術的研究

韓海敏　張翼飛

[摘要]農作物秸稈是非常寶貴的可再生生物質資源，但目前秸稈利用程度尚處于初級階段，大量秸稈被隨意丟棄或焚燒，在浪費資源的同時還嚴重的污染了環境。文章綜述了秸稈綜合利用狀況：秸稈還田，秸稈飼料，秸稈作能源：介紹了秸稈成型技術的優勢、成型原理及成型設備。并提出成型技術及設備上存在的主要問題以及發展前景。

[關鍵詞]農作物秸稈 綜合利用 秸稈成型技術 秸稈成型設備

1引言

我國是傳統的農業生產大國，每年農作物秸稈資源十分豐富，近達7億噸，農作物秸稈的綜合利用，對于我國資源節約和環境保護有著非常重要的意義，也是促進農業可持續發展的重要措施。

2農作物秸稈的綜合利用狀況

農作物秸稈是一種十分寶貴的生物資源，越來越受到人們的關注，其利用方式也朝多元化方向發展。當前的利用形式主要是：秸稈還田、秸稈飼料、秸稈做能源。

2.1秸稈還田

農作物秸稈中富含氮、磷、鉀等微量營養元素，能夠提高土壤的肥沃程度，減少化肥的使用量，促進農作物生長。目前秸稈還田的方式主要有：（1）直接還田：增加土壤的有機質含量，提高農作物產量，但是增肥效果緩慢，且秸稈中殘留的病蟲害可能蔓延；（2）機械還田：采用機械將秸稈切碎或粉碎，工序復雜，但是減少了環境污染。（3）堆漚還田：能在一定程度上殺死秸稈中的病蟲害，肥力增強顯著，但勞動力成本較高。（4）過腹還田：對秸稈的二次利用，秸稈經過牲畜消化后，部分營養物質被吸收，將牲畜糞便施入土壤中，可以提高土壤有機質和腐殖質，改善土壤狀況，平衡農田生態系統。（5）田間焚燒還田：操作方便但對大氣和環境造成嚴重污染。

2.2秸稈飼料

農作物秸稈作為牲畜的飼料，一般分為兩種，一種是將秸稈直接充當飼料，其營養價值較低，不易被消化吸收，僅適用于反芻動物：另一種是將秸稈加工后作為飼料，經過適當處理后能夠改變秸稈的性狀，提高牲畜對秸稈的適口性、消化率和采食量。

2.3秸稈作能源

（1）秸稈氣化。秸稈氣化以農作物秸稈為原料，經過熱解和還原反應后生成可燃性氣體，通過管網送到農戶家中，供炊事、采暖燃用。

（2）秸稈沼氣。秸稈用作沼氣發酵原料，干凈、便捷且經濟實惠，有利于減少污染，促進能源結構優化。

（3）秸稈成型。秸稈固化成型技術是指在一定溫度與壓力作用下，通過連續的工藝和專用設備將原來分散的、沒有一定形狀的秸稈壓制成一定形狀的秸稈飼料或燃料，從而實現秸稈商品化生產和市場化利用的目的。該技術，一方面解決了環境保護問題，另一方面又能生產代用燃料，近年來越來越受到人們的廣泛重視。

3農作物秸稈成型技術

3.1秸稈成型技術的優勢

（1）原料來源廣泛，成本低。各種各樣的秸稈都可以通過固化成型技術制作燃料，且每噸成本僅是天然煤1/3；

（2）成型產品比重大、體積小，熱值高、燃燒性能好。以工廠化的生產方式進行規模化處理，使農作物秸稈壓塊的密度和強度增加，體積大幅縮小，便于長期貯存和運輸，燃燒性能明顯改善，燃料的利用率大大提高。秸稈固化成型燃料可代替煤、天然氣等適用于生活爐灶、取暖、工業鍋爐以及秸稈發電廠的理想燃料。

（3）是一種循環可再生的清潔能源。秸稈燃燒的CO₂、SO₂、NO_x及灰塵等有害物質的排放量與石油、煤炭相比大大減少，有利于提高大氣環境質量，燃燒后的灰渣富含鈣、鎂、磷等元素，是上好的有機肥料。

（4）便于市場的普及與推廣。投資小、費用低，能為加工者帶來豐厚的回報，具有巨大的利潤空間，為更多的人創造致富良機。

3.2秸稈壓縮成型的原理

植物細胞中的木素在適當溫度下會軟化，并加以一定的壓力可使其與相鄰顆粒膠接，冷卻后即可壓縮成型。秸稈壓縮成型技術就是利用這種特性，用壓縮成型機將松散的生物質廢料在高壓條件下，靠機械與生物質廢料之間及其生物質廢料相互之間摩擦產生的熱量或外部加熱，使木素軟化，經擠壓成型而得到具有一定形狀的新型燃料。

3.3秸稈壓縮成型的設備

秸稈固化成型燃料的工藝流程為：秸稈收集→干燥→粉碎v壓縮→保型→冷卻→包裝→貯運。用于秸稈壓塊成型的設備主要有螺旋擠壓式成型機、活塞沖壓式成型機、壓輥式顆粒成型機等幾種類型。

（1）螺旋擠壓式成型機。這類機型是開發最早，當前應用最為普遍的固化成型設備。運行平穩、生產連續性好，產品形狀為棒狀，成型后密度高達1100-1300 kg/m³，體積縮小6-8倍，原料粒度較細。其最主要問題是螺桿磨損嚴重，使用壽命短，單位產品能耗高。

（2）活塞沖壓成型機。該設備生產產品的形狀為塊狀，成型后密度達800-1100kg/m³，體積縮小8-10倍。特點是生產率高，但設備價格高，運行穩定性差，成型內腔容易磨損。

（3）壓輥式顆粒成型機。該設備生產的產品形狀主要為顆粒狀，成型后密度大于1000kg/m³，體積縮小8-9倍，秸稈需要粉碎較細。根據壓模形狀的不同，此類成型機可分為平模成型機和環模成型機。其中，環模成型機成本低，體積小，生產率較高，但技術要求高。

4結束語

秸稈壓縮成型技術發展到現在，已經非常完善，但在成型技術及設備上仍存在以下問題：在秸稈成型過程中，會有一定量的有害氣體揮發出來，對人體健康造成危害；成型設備配套性差，連續運行能力低，生產規模小。

但經過多年的研究與試驗結果證明，秸稈成型燃料是一種燃料特性優于普通燃煤、價格低于煤、燃燒尾氣污染成分少于煤的可再生優質燃料。根據目前生物質能源的利用現狀，秸稈成型技術在我國農村、城鎮中進行產業化生產，有著廣闊的市場開發前景。