秸秆气化技术研究现状与对策分析
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摘 要 近年来，随着我国经济与科技的不断发展，可持续发展战略的不断深入执行，人们逐渐开始重视能源的利用效率。秸秆作为农业生产过程中的主要副产品，在我国产量十分丰富，将其进行重复利用生成新的能源，将会成为未来秸秆资源的主要应用方向。现阶段，最为常见的秸秆应用技术为秸秆气化技术，即将秸稈进行充分或不充分燃烧生成氢气、一氧化碳等可燃气体来产生新的能源。基于此，介绍了秸秆气化技术的研究现状，分析了发展该项技术过程中存在的问题，并提出了相应的解决措施。
关键词 秸秆气化技术;新能源;发展现状;对策分析
中图分类号：S38 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.14.085
目前，各国的发展都需要消耗大量的能源，而传统的一次性能源并不能很好的满足日益增长的能源需求。因此，各国都在积极发展可再生能源的相关技术。由于我国是传统的农业大国，有些十分丰富的秸秆资源，因此我国现阶段在秸秆能源利用方面取得了巨大进步。
1 秸秆气化技术的概述
我国是农业大国，有着十分丰富的秸秆资源，如果能充分发挥出秸秆能源的作用，可以在一定程度上缓解我国能源紧张的问题。现阶段，我国处理秸秆最为常见的手段就是燃烧成灰再返田作为肥料，这样并不能充分发挥出秸秆蕴含的巨大能源。随着科技的发展，出现了很多高效利用秸秆能源的方法，主要有秸秆返田技术、食用菌培植技术、发酵有机肥技术、秸秆气化技术、秸秆发点技术，生产蛋白质技术和反应堆技术等。其中，秸秆气化技术较为常见，应用也较为广泛。
秸秆气化技术中的原料是秸秆，其化学成分主要由碳、氢、氧、氮、镁等元素组成。因此，在秸秆燃烧的过程中，适当控制氧气的含量可以产生一氧化碳、甲烷和氢气等可燃气体。秸秆气化技术的反应过程主要包括氧化反应、还原反应、裂解反应以及秸秆的干燥。氧化反应过程中，空气由气化炉底部进入，与秸秆发生燃烧反应，通过控制氧气的含量产生一氧化碳和二氧化碳，然后进入还原反应阶段;生成的二氧化碳与气化炉中的碳和水会发生还原反应，生成一氧化碳和氢气，然后这些气体继续上升，进入裂解反应阶段;在裂解反应过程中会产生一部分烃基产物，如甲烷等，这些气体会随着高温继续上升，进入干燥区。干燥区的主要作用是将以上三个反应中生成的可燃气体排出炉外，干料留在炉内继续反应[1-3]。
近年来，秸秆气化技术得到广泛传播，其诸多的优点为其高速发展与进步创造了良好的环境。秸秆气化生成的能源属于可再生能源，主要通过控制秸秆燃烧时的氧气含量来生成氢气、一氧化碳和甲烷等可燃气体，1 kg秸秆可以生成近2 m3的可燃气体，成本十分低廉。同时，秸秆能源也是一种十分清洁的可再生能源。据实验表明，每2 t秸秆产生的能源近似与1 t标准煤产生的能源，但其产生的污染物远远少于标准煤产生的。由于秸秆能源的优越性，使其逐渐成为农村能源新的来源，逐步取代了传统农村使用的液化气或煤气能源等。
2 秸秆气化技术发展过程中存在的问题
秸秆能源的应用最早可以追溯到18世纪初，但起初并未受到人们的广泛关注。但到了20世纪末期，随着石油、煤炭能源日渐枯竭，新能源的应用得到越来越多人的关注。20世纪末，我国政府投资建设了诸多研究所来提升我国的秸秆气化技术水平;步入21世纪，我国政府对秸秆气化技术研究给予了更高层次的重视，面向全国各个企业招标，在诸多高校中设立相关专业，全面促进我国的秸秆气化技术的发展。
随着秸秆气化技术的不断应用，一些问题逐渐显现出来。1）不同种类秸秆在应用程度上有明显差异。玉米秸秆相较于小麦秸秆与稻草秸秆，利用率较高，不仅可作为气化炉的原料，同时还可以作为养殖饲料、培植菌类的肥料以及返田肥料等。而小麦秸秆与稻草秸秆的利用率远低于玉米秸秆，甚至一些油料作物秸秆无法充当能源原料。2）我国的秸秆气化技术发展较晚，其技术和相关的生产设备并未达到世界领先水平，还存在着小规模、场地固定等问题。3）在秸秆气化产物中会有5%～15%的能量转换为焦油，这些焦油会在低温时与燃烧生成的杂质凝结成小颗粒，对设备造成损伤。此外，我国在秸秆转化成气体能源的转化率较低、气化剂多为空气以及气化效果不好等都严重限制了我国秸秆气化技术的发展。
3 发展秸秆气化技术的策略分析
为了使我国的秸秆气体技术可以比肩发达国家，我国应该积极分析现有秸秆气化技术存在的不足，针对我国实际情况进行技术、管理以及推广等方面的完善。针对我国现阶段的秸秆气化技术发展过程中存在的问题，从以下3方面进行完善。
3.1 增加资金投入，加强技术研发
政府等相关部门应加大对秸秆气化技术各个研发部门的资金投入力度，为该方面技术的发展提供动力支持。在具体的研发过程中，可以从提升燃气热值和纯净度、加强制气系统智能化水平、秸秆气化相关辅助设备优化以及制定长远的技术设备开发规划等方面着手。
3.2 引进国外先进技术，促进技术发展
国内相关的开发企业应该加强与国外先进企业的交流，积极引进高新技术和先进的生产设备。就丹麦来说，该国家是第一个建设秸秆燃料发电厂的国家，其全境有130家秸秆发电厂，其由秸秆发电节省了相当于3.5×106 t的标准煤，占全国能源消耗的12.5%。我国可以借鉴丹麦的先进经验来促进我国秸秆气化技术的发展，但由于欧美等发达国家在生产生活等方面与我国的基本国情不相符，因此在引进先进技术时应该根据我国基本国情进行适当改造，以促进我国企业的发展[4]。
3.3 完善管理制度，创造良好的发展环境
目前，我国的秸秆气化产业尚未形成完整的管理体系，因此，相关的管理部门应该及时制定一套完整的管理体系，以促进我国秸秆气化设备的普及推广。在制定好相关的管理制度后，需要鼓励社会上其他企业投资秸秆气化产业，扩大其影响范围。同时，还需要加大宣传力度，让居民真正了解到秸秆气化技术的优越性，主动选择应用秸秆气化技术。
4 结语
我国拥有十分丰富的秸秆资源，充分应用秸秆资源符合我国的可持续发展战略。通过应用秸秆气化技术可以大幅度节省我国主要能源原料，如煤炭、石油以及天然气等不可再生能源。因此，秸秆资源作为绿色清洁的可再生能源应该得到更为广泛的应用。政府以及相关企业也应该积极宣传，让普通居民了解到秸秆气化设备的优点，普及秸秆气化设备，为我国建设绿色环保型社会贡献力量。
参考文献：
[1] 张文斌，张龙全.秸秆气化技术研究现状与对策分析[J].中国农机化，2015（6）：90-93.
[2] 林青山，何艳峰，刘金淼，等.秸秆热解气化技术在提高秸秆利用率方面的优势分析[J].安徽农业科学，2014，42（14）：4399-4403，4410.
[3] 陈红.秸秆气化技术对秸秆能源化利用的有效提高[J].农村经济与科技，2017，28（20）：17.
[4] 吴九九，杨春燕，黄勇，等.作物秸秆类废弃物生物质气化技术研究与应用浅析[J].江西科学，2013，31（4）：512-515，548.
（责任编辑：刘昀）
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