十三五秸秆综合利用实施方案「秸秆综合利用技术」

来源： 2023-05-02 18:16:23

秸秆是小麦、水稻、玉米等农作物收获后的剩余物，被称为“农业的另一半”，据统计，全国秸秆每年产生量达8.65亿吨，秸秆资源利用可变成“五料”——肥料、饲料、基料、燃料、工业原料。但每年仍有9000万吨左右的秸秆没有得到利用，若把这些秸秆好好加以利用，能够很好的解决北方农村冬季清洁供暖的问题。

北方地区供暖年消耗煤炭约4亿吨标准煤，其中散烧煤约2亿吨标准煤，主要分布在农村地区，我国北方农村地区清洁取暖率约31%，颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物排放严重，在碳达峰、碳中和背景下，需构建农村清洁供暖体系。秸秆捆烧技术是北方农村清洁供暖的有效技术路径，它是将松散的农作物秸秆打包，采用专用锅炉直接捆烧直燃，捆烧产生的热量可以通过高效换热技术实现清洁供暖，捆烧锅炉有连续式和序批式两种，具有原料适应性强、运行成本低、操作方便等优势。但该技术存在秸秆捆含土量高、捆烧锅炉热效率低、氮氧化物和颗粒物等有害物质排放量大、装备水平与技术工艺不匹配等瓶颈。

秸秆捆烧技术优势

连续式秸秆捆烧锅炉

序批式秸秆捆烧锅炉

针对上述问题，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所、农业农村部农业生态与资源保护总站等单位集成创新了秸秆高效捆烧清洁供暖关键技术，围绕秸秆除土打捆、高效低氮燃烧、颗粒物脱除等关键技术开展攻关，创新研发了秸秆捆烧清洁供暖技术装备，并开展示范应用和产业化推广。

该技术的有几大亮点：第一、针对土壤与秸秆粘附特性，提出了机械振动打破“土壤-秸秆”粘附界面的除土方法，研发悬浮振动式仿生秸秆捡拾除土技术及装置，也就是在打捆前，采用悬浮振动式仿生捡拾装置将秸秆中的土壤抖动分离出来，并集成压捆、打结技术，研制出秸秆捡拾除土打捆一体化装备，使秸秆捆中含土量降低了76.6%。解决了打捆秸秆含土量大、收储运成本高两大首要问题。

第二、创新研发秸秆高效低氮捆烧关键技术，显著提升了供暖锅炉的燃烧效率，烟气中氮氧化物排放量减少19.5%，热效率达82.51%，降低了氮氧化物生成与排放，环保的同时还提升了燃烧效率。第三、揭示了秸秆捆烧特性与颗粒物生成规律及路径，发明烟气中颗粒物减控脱除关键技术，使颗粒物脱除率提高41.2%，解决了颗粒物机理不清、排放高等问题。

除此之外，秸秆捆烧清洁供暖技术具有较好的环境经济效益，减排潜力大，据测算，该技术净减排潜力为折合每公斤秸秆减排0.64公斤二氧化碳，而且与燃煤供暖等相比，秸秆捆烧的供暖成本低20%~30%，这是因为，一方面技术链条短，秸秆打捆后可直接进入锅炉燃烧，中间环节少，尤其是不需要复杂的预处理、严格的生产条件和系列配套设备。另一方面原料适应性强，能够适应方捆、圆捆等各种秸秆捆，且对原料的含水率、含杂率要求不高，原料易获取、处理成本低。

以供暖面积1万平米，100户为例，2吨捆烧锅炉投资55万元、铺设管网40万元，打捆秸秆价格200元/吨，年消耗秸秆约600 吨，按照设备设施折旧期10年，取暖季120天，每天满功率运行10小时计，捆烧锅炉供暖成本为19.8元/平米，明显低于煤炭（约25.2~28元/平米）、秸秆成型燃料（压块25~26元/平米，颗粒28~30元/）。

秸秆高效捆烧清洁供暖关键技术具有操作简便、清洁环保、运行成本低等优点，市场竞争力较强，是解决北方农村地区清洁供暖和推进秸秆综合利用新的技术途径，并被中国农学会评为2021年农业农村重大新技术之一。技术成果在黑龙江、辽宁、内蒙古、河北、河南、山西等地推广应用，近3年推广秸秆打捆设备、捆烧锅炉4500余台套，利用秸秆约207万吨，替代标准煤约103万吨。