農村地區秸稈—沼氣—太陽能的循環利用分析

張運海

摘 要：伴隨著社會現代化發展步伐的進一步加速，當前全球資源的消耗量處于持續增大進程中。能源與環境問題無疑成為人類面臨的突出問題。為行之有效地推動資源的科學合理利用，我國多數農村地區已經嘗試對沼氣、秸稈以及太陽能等三者的循環利用做了深入的探索，特別是針對部分秸稈資源相對豐富的區域來講，成功構建了沼氣、秸稈以及太陽能等一體化的高效循環系統。

關鍵詞：秸稈 沼氣 太陽能 循環利用

中圖分類號：S216文獻標識碼：A文章編號：1003-9082（2020）06-0-01

引言

隨著社會經濟發展水平的逐漸提高，農村居民的環境保護意識越來越強烈，對太陽能、沼氣和秸稈進行循環利用已經深入人心，成為新農村建設中的重要組成部分，廣大農村地區已經踴躍加入沼氣、秸稈以及太陽能等資源的循環利用建設浪潮當中。

一、循環利用的重要性

在秸稈資源應用方面，多數農村地區都是直接焚燒或者作為家用，缺乏對秸稈資源的綜合應用，大量焚燒農作物秸稈會對周圍環境造成一定的污染，加大PM2.5的排放量，不利于我國新農村建設事業的持續發展。由于部分地區缺乏對秸稈資源的合理利用，每年都有近20%的秸稈資源浪費，導致農村居民的生活環境逐漸惡化，生活質量沒有保障。伴隨著社會經濟的進一步增長，能源短缺與環境問題之間的矛盾越來越突出，如何對秸稈資源予以高效利用？成為緩解當前能源短缺狀況的重要思路[1]。對于我國多數農村地區來講，普遍存在的農作物秸稈，在太陽能沼氣等循環利用技術的基礎上，有效完成集中化的處理，從而將秸稈資源予以最為高效與合理的利用，將會產生非常良好的經濟和社會效益。

二、農村秸稈太陽能沼氣循環利用技術的發展現狀

現階段，在眾多農村地區，廣泛采用的秸稈處理技術涵蓋下列幾種：將秸稈當作固體成型燃料;對秸稈進行汽化爐處理;秸稈沼氣消化技術。但是從太陽能沼氣循環這一領先的能源利用技術本身來看，其具有相對較強的專業性。同時其在加工、生產以及具體的使用過程中，也需要操作者嚴格遵循一系列的技術規范[2]。近些年來，我國城鎮化進程不斷加快，年輕勞動力踴躍到城市打工，而老人孩子則留在農村繼續生產生活。多數的老人和孩子沒有掌握專業的技術知識，操作水平不佳。

三、秸稈太陽能沼氣循環綜合利用技術

1.設計思路

秸稈太陽能沼氣循環綜合利用技術在設計思路方面，應涵蓋如下五個不同方面的內容。

（1）針對產氣量開展詳細的設計，并且研制出利用太陽能的輔助地源熱泵，從而有效利用現代化沼氣發酵池以及有關的輸配管路。

（2）針對太陽能光熱進行利用，并在冬季、雨天地源熱泵輔助供熱運行方面開展試驗研究工作，分析其實際的能源利用效率[3]。

（3）定時定點針對沼氣池的室外溫度、室內溫度以及池內溫度等進行詳細的測量，并且記錄下泵入的原料量以及相應的比例。通過濕式氣體流量計，對沼氣產氣量開展具體的測定工作，并且分析其中的主要成分。

（4）將在酵池內通過厭氧發酵所產生的沼氣，通過管道輸配到各個農戶家中，或者用于發電。

（5）利用沼液種植多種多樣的花卉等農產品，利用沼渣對雙孢菇開展種植工作，進而有效完成資源的高效循環利用。

2.工藝流程

秸稈太陽能沼氣循環綜合利用技術的相關工藝流程，見圖1所示。

此項技術在改善農村地區的日常生活環境，并且提高農民日常生活質量等多個方面，能夠發揮不容忽視的作用，能源可以得到有效節省，廢物得到再循環利用。具體的工藝流程涵蓋如下幾個步驟：第一，針對農作物秸稈予以粉碎。第二，太陽能沼氣池當中產生大量的沼氣、沼渣以及沼液。第三，沼氣用在居民生活燃料與發電方面，余熱也能夠用于粉碎秸稈或者繼續供給沼氣池[4]。第四，沼渣用于培育雙孢菇。雙孢菇產品在實現成功出口的情況下，將獲取相對豐厚的經濟效益。

圖1 秸稈太陽能沼氣循環綜合利用的相關工藝流程示意圖

四、三能合一應用對策

三能合一應用需要通過太陽能輔助增溫系統，為厭氧消化提供持續能量，以維持系統的正常操作。太陽能輔助增溫系統對農村家禽或者廢棄物進行集中處理，對農村衛生環境進行改善，從而減少病原傳播[5]。在三能合一應用方面，需要人工智能系統、秸稈氣系統和太陽能系統。人工智能系統需要進行參數資料收集，包括調節池料漿溫度參數和厭氧發酵反應器溫度參數等。在具體的人工智能系統應用方面，需要對沼氣儲氣柜信號、混合燃氣熱值及混合儲氣柜信號進行數據分析，然后由變頻風機進行沼氣與秸稈氣的比例調配，并將混合氣輸入混合氣儲存器中進行沼氣供應。秸稈氣系統主要是將農作物秸稈資源傳輸到氣化爐中，通過熱解化反應將秸稈轉化為可燃氣體?？扇細怏w應在凈化器當中，完成有關的凈化處理工作，從而有效將氣體當中所包含的焦油或者灰塵等眾多的雜質予以清除。在氣體溫度冷卻到常溫情況下，便能夠將氣體保存在秸稈氣儲柜當中。

結語

在我國的廣大農村地區運用秸稈太陽能沼氣這一領先的循環利用技術，可以行之有效地改善當地農村的生活環境，并且種植大量的有機綠色蔬菜，使現代化農業經濟真正實現可持續發展。對于現實中存在的問題，相關農村地區、能源生產部門和地方政府應重視秸稈太陽能沼氣循環生產應用，結合實際問題進行可行性方案制定，為新農村生態建設持續發展提供保障。

參考文獻

[1]李可.農村地區秸稈-太陽能-沼氣循環利用技術[J].農業工程，2018，（06）：

71-73.

[2]萬峰.農村秸稈太陽能沼氣循環利用分析[J].農業與技術，2017，37（22）：250.

[3]劉偉，苗曉，陳重等.蘇北農村秸稈太陽能沼氣循環利用技術研究[J].江蘇建筑，2017，（01）：112-114.

[4]閆玲魯.秸稈太陽能沼氣循環利用新技術[J].農家致富，2017（02）：45.

[5]趙曼，林聰，苗曉等.徐州市馬莊村秸稈太陽能沼氣集中供氣工程冬季運行分析[J].中國沼氣，2016，34（01）：72-76.