一、项目简介
秸秆,作为农业生产必然产生的物质,在农耕时代,主要用于家庭厨用、牲畜垫圈及饲料、发酵回田等,每年产生的秸秆基本得以消耗,整个过程,是可持续绿色循环的。
随着社会的发展、科技的进步、人们生活方式的改变,秸秆逐渐成为无处可去的废物,不但占用大量的土地,还是大量病菌、虫卵、草籽的承载体,露天焚烧又会造成空气和土壤的污染和破坏。
近年来,人们在秸秆综合利用上,做了许多努力,据智研咨询发布的《中国秸秆行业市场供需态势及发展趋势研判报告》显示,2022年,中国秸秆理论资源量为9.77亿吨,综合利用量为6.62亿吨左右,综合利用率为86%以上,其中,饲料化、基料及原料化、食用菌基料化、能源化、还田及其它占比分别为20.2%、1.9%、2.28%、9.31%、66.31%。
二、项目背景
在秸秆能源化方面,由于每两吨秸秆燃烧产生的能量相当于一吨标准煤燃烧的能量,秸秆成为当今世界上仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源,所以,秸秆的能源利用成为人们亟待研究的一个方向,通常的方式是燃烧,用于发电和居民取暖,以及沼气供能。
由于取暖有季节性需求,副产品污染环境。发电则需要大吨位秸秆作为支持,对秸秆的收集、运输、储备造成困难。沼气供能技术要求相对较高。如果将秸秆燃烧产生的能源应用在蔬果大棚的生产中,则能较好地解决以上困境,为秸秆的能源化增添新的方式。
蔬果大棚技术在丰富人们餐桌需求,提升生活品质上发挥着越来越重要的作用,但也存在着:1、抗低温、霜冻、涝渍能力差。2、为保证蔬果所需二氧化碳浓度而进行的经常性开、关换气口以及增添二氧化碳气肥所投入的人工和物料的成本较大的缺点。
三、秸秆焚烧用于大棚生产的主要优势
1、相比于秸秆发电,秸秆用量少,且可就地取材,所以,秸秆的收集、储运方便,具有一定的经济效益。
2、燃烧的热能在抵御低温、霜冻、涝渍方面发挥着积极的作用,杜绝了因此造成的减产损失。
3、焚烧后的草木灰可用于农业、医药、生活清洁、食品加工等领域。
4、大棚隔绝了与外界的空气流通,造成作物生长所需二氧化碳严重不足,焚烧产生的二氧化碳可有效予以补充,基本达到碳平衡。符合国家碳平衡政策,具有良好的政治效益。同时,二氧化碳浓度充足,可保证蔬菜幼嫩多枝、叶绿素含量高,果品雌果多、上市早、品质好、产量高,具有明显的经济优势。
5、秸秆的含硫质极低,仅为3.8‰,远低于标准煤含硫质1%,且低温燃烧的氮氧化物较少,最早开展秸秆发电的丹麦等国的运行试验表明,秸秆锅炉经除尘之后的烟气不加其它净化措施,完全能满足环保要求,具有良好的生态效益和社会效益。
正是因为秸秆燃烧能源化大棚应用具有以上优势,只要去除燃烧后的灰分,就完全可以实现资源——产品——再生资源的循环经济模式。
四、工艺流程及技术原理
燃烧供温
秸秆晒干至水分少于25%后切断打包,送入焚烧锅炉燃烧,采用水暖方式为大棚供温。
烟灰分离
秸秆焚烧的烟灰从焚烧锅炉烟道口管道进入废气分离净化器中,烟灰分离后流入接灰车中;废气进入空气尘灰分离净化器,净化后的尘灰流入接尘车。
气肥供棚
分离净化后的气体在烟道中排放,烟道末端安装三角开关。一部分二氧化碳进入大棚内,不用时关闭开关。
五、市场前景
大棚技术作为现代农业生产方式的一朵奇葩,已在全球范围内得到广泛应用,由于其可以通过人工干预模拟自然环境,为作物生长创造较为理想的环境,提高作物的品质和产量,还可降低成本,提供多元化的农产品需求,提高收益,相比于传统农业,减少了土壤和水的污染,对水和有机质废料进行循环利用,实现可持续发展,随着科技的发展,以上优势将得到更好的展现。
2022年,中国大棚有1800万个,面积约为186.2万公顷,集中分布在江苏、山东、辽宁、河北,占比达51.5%,这些地方尤其在温度调控和二氧化碳气肥补充上需求强烈,温度调控和二氧化碳气肥补充是保证其收益的重要手段。
如果能在大部分大棚生产中运用秸秆焚烧烟气分离技术,用价低又易得的秸秆,经焚烧产生的热能和二氧化碳,为大棚稳定、高效生产提供保障,既解决了不能露天焚烧秸秆的难题,又节约了资源,变废为宝,缓解了温室效应,同时又更好的满足市场高品质多样化需求,结合网络智能化技术,就能取得社会效益、经济效益双丰收!
作者简介:
孔和平:中国未来研究会产学研分会行业智库专家
王惠琼:中国未来研究会产学研分会行业智库专家
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