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北方秸秆气化在农村中的应用

2023-08-25 15:00:18 宏胜达

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能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础,掠夺性的使用石油、煤炭、天然气,不仅加速能源危机的早日到来,而且环境污染也断加剧,秸秆气化项目的实施,可以实现再生能源的有序利用,保护生态环境,提高农村及小城镇的用能品味。

目前北方农村生活方式以直接燃烧为主,耗能在冬季仅能满足10℃左右的室温,这种缺能有浪费能源的局面在农村仍然还很严重,大量生物质直接燃烧不仅染污了环境,而且也抑制了生态环境的改善,农村生活用能方式的改变,已是社会进步和发展的必然。

1秸秆气化能够在农村实现的可持续发展目标

植物在生长过程中,太阳能通过植物的光合作用,吸收大气中的CO2产出O2,生长期结束后,秸秆在缺氧的状态下,加热反应的能量转移到可燃气中,经用户燃烧,吐出等量的CO2气体,纵观植物生长和燃烧的全过程,实现了对大气CO2气体零的排放,同时由于秸秆燃气的原料是植物秸秆,成本较低,每个用户(4口之家)每天用燃气4~6m³,月费用为0.6~0.9元,相当于液化石油的三分之二,可降低用户的燃气费用,同时植物秸秆转化亩可增效150元,相当于1亩玉米销售的纯效益。剩余秸秆转化为饲料,可增加畜牧业的畜草量,促进畜牧业的发展,秸秆产业的发展不仅增加农村剩余劳动力的就业,也可带动运输业和其它产业的发展。

2秸秆气化基本原理

秸秆气化就是秸秆在缺氧的状态下加热反应能量转化的过程。秸秆原料进入气化反应器~汽化炉后首先被干燥,然后随着温度的升高,其挥发物质析出并在高温下热解,热解后的气体和碳在氧化区与供入的空气发生燃烧反应,产生二氧化碳和水蒸气,燃烧生成的热量用于上部的热解干燥和下部还原区的吸热反应,燃烧后的气体经过还原层与碳层反应,生成含一氧化碳、氢气、甲烷、碳氢化合物等成份的可燃气体,经过除尘净化系统,由真空压缩机输给贮存气罐供给用户。

3秸秆气化的工艺流程

秸秆气化集中供气采用了城市管道煤气相似的输送方法,以小城镇或自然村为单位,一台或多台气化设备联合使用,建设一个集中氧化供应站,将气化机组产出的燃气经过降温、除尘、除焦油等措施后变成洁净燃气,再由风机成真空泵输送至储气罐,再经过管网送入用户。

大力士生物质燃烧机

4秸秆气化的运行模式

秸秆综合开发利用只有科技含量高的新技术,新成果才能提高秸秆综合利用附加值,也就是说秸秆综合利用只有走多层次的开发利用,才能形成产业化。一是产业链条必须有龙头企业,秸秆综合利用产业链条龙头企业是秸秆气化站,通过气化站把农户每天20~30斤的秸秆消耗降为4~6斤。二是农户使用秸秆燃气节省的大量秸秆可建设秸秆固化厂,将这些秸秆进行深加工。三是秸秆气化项目投资较大配套项目较多,为了激发农户的热情,秸秆气化采用股份合作方式,即农户以劳低资,持有秸秆气化公司的股份,使其参与公司的运营,降低运营成本,同时科研部门已技术入股的方式参与建设,确保工程建设质量。

5秸秆气化的社会效益

5.1推广秸秆气化技术,有利于提高农民生活质量,促进农村奔小康的进程。通过秸秆气化技术,利用农村丰富的秸秆资源,以较低的成本向农民供应秸秆燃气,做到了“两人烧火,千户做饭”,即改善了居住环境,又降低了劳动强度,实现村内少柴草,室内无烟尘的愿望。

5.2推广秸秆气化技术,有利于秸秆资源的综合利用,实现农业可持续发展。农民每年直接燃烧秸秆占全部秸秆总量的64%,大量的秸秆直接燃烧,不仅造成资源的严重浪费,也导致秸秆养畜、秸秆然扫后,还产生大量的CO2气体和烟尘,造成空气污染,而秸秆气化技术可以有效解决这些问题。同时秸秆燃气比传统的直接燃烧热效率提高近一倍,可明显减小秸秆和森林资源的消耗,对退耕还林、天然林保护工程、控制水土流失,起到积极地促进作用。

5.3秸秆气化技术应用于生产领域,有利于促进农业和农村经济结构的调整。利用秸秆气化技术供热,可减少因燃烧造成的棚室内烟尘大,植物茎叶表面和土壤层污染而影响植物生长的弊端,可降低生产成本,提高经济效益,同时秸秆气化后的剩余物可作为植物生长所需的钾肥,冷却燃气的热水可作为洗浴的生活用水,秸秆气化技术的推广,植物秸秆将会被全方位综合利用,实现经济和社会效益的最大化。

6秸秆气化项目的经济效益分析

经济效益以年产2100万立方米气体为基础,总需投资913.08万元,其中固定资产投资882万元,建设期利息12.3万元,产品销售价格为0.2元每立方米,正常年平均收入420万元,全部投资财务内部收益率为21.52%,年平均利润总额为172.68万元,投资利润率为17.13%,投资利税率为22.64%,投资回收期为5.38年。

6.1产品风险分析。秸秆燃烧技术已通过国家相关部门的验收,已处于成熟期,产品质量过关,生产的燃气可以满足人们的炊事要求,效果较好。

6.2盈亏平衡分析。盈亏平衡点为年产142万立方米燃气即可保本,项目盈亏平衡点合理。

6.3敏感性分析。就经营成本、收入和投资的变化因素对内部收益率、投资回收期、财务净现值的影响的敏感程度进行了分析,表明秸秆气化收入的变化量较敏感,经营成本次之,投资变化不太敏感。

总之,秸秆气化是高技术产业化示范项目,它的建设对提高农村能源的综合利用及用能品位,净化大气环境,改善和提高农民的生活质量,促进生态农业都具有重要的推动作用,同时秸秆气化项目的建设符合我国北方建设生态农业的产业政策,拥有良好的政策支持,项目的建设可有效改变农村脏、乱、差的现象,探索出一条农村向城市发展的跨越式的道路。

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