农林牧废弃物综合循环利用新模式

杨选民 薛少平

（西北农林科技大学机械与电子工程学院 陕西 杨凌 712100）

0 引言

能源危机已成为世界性的问题，是制约当今社会经济发展的瓶颈，常规化石能源资源储量有限且不可再生，而且化石能源的使用也造成了严重的环境污染和生态破坏，因此，如何合理开发利用可再生能源已经成为人类进入21世纪以后面临的新课题。在众多的可再生能源中，具有广泛使用价值的是生物质能，其作为世界上的第四大能源，具有可再生性、资源丰富、环境友好等特点，可替代部分石油、煤炭等化石燃料，成为解决能源与环境问题的重要途径之一[1]。

我国是农业大国，每年在生产大量粮、棉、油的同时，也产生了大约7.2亿吨的农作物秸秆（相当于5亿吨标煤）。而这巨大的生物质资源长期以来都被废弃或作为柴草就地焚烧，既浪费了资源，又严重污染环境。

因此，按照发展循环经济的思路，充分利用秸秆等农村大量的农林牧废弃物综合开发利用，变废为宝，改变能源生产和消费方式，开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源，对建立可持续的能源系统，保障我国农村能源安全，实现农民增收，促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。

1 模式介绍

本模式以农林牧废弃物为生产原料，如常见的秸秆、树木、果壳、果渣及牛、羊粪等，经过粉碎、烘干、干馏热解、冷却、分离、净化等工序，生成木醋液、生物质木炭、木焦油及木燃气四种绿色无公害产品。木醋液可直接用于蔬菜、花卉和果树苗木上，用来防治农作物或果树病虫害；也可做为植物生长剂促进作物生长；还可与木炭混合制成炭基肥，用来保持土壤水分，调节土壤酸碱度，吸收土壤中重金属及有害物质；在养殖业上，木醋液还可制成动物饲料防腐剂或养殖环境用的杀菌消毒剂；木焦油可提炼生物燃油，制做防腐涂料；木燃气可为社会主义新农村社区集中供气、供暖，又可进行生物质发电。由此从原料收集利用，产物加工提炼，到最终产品精制应用，形成了一条完整的循环利用模式，不仅解决了农村大量农林牧废弃物堆积带来的环境污染问题，还变废为宝，生成了清洁能源和绿色无公害产品，实现了资源的循环可持续利用。

2 干馏热解技术路线

该模式的核心技术是无氧干馏热解工艺，具体为：先将原料进行粉碎、烘干，然后放入生物质压缩成型机中高压成型，随后将压缩成型的原料放进干蒸馏反应釜中无氧干馏裂解，热解制成生物质炭的过程中产生的大量烟气，经过冷却、净化、分离后生成木醋液与木焦油，再对不可冷凝气体进行过滤水洗脱焦后生成木燃气，通过压缩进入储气罐，经供气管网供给项目生产过程中加热使用或发电，其余燃气则通过管网供给周边农民生活用气和冬季供暖。项目整个工艺生产流程环保、节能、零排放。

3 项目意义

3.1 有利于实现农业现代化和可持续发展战略

生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的重要组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。

随着农村经济发展和农民生活水平的提高，农村对于优质燃料的需求日益迫切。由于我国地广人多，常规能源不可能完全满足广大农村日益增长的需求，而且由于国际上正在制定各种有关环境问题的公约，限制CO2等温室气体排放，这对以煤炭为主的我国是很不利的。因此，立足于农村现有的生物质资源进行高效转换利用，既是农村发展的迫切需要，又是减少排放、保护环境、实施可持续发展战略的需要。

3.2 有利于实现农林牧废弃物资源综合利用，变废为宝

据了解,近年来农民很少把秸秆收回家作燃料，一是因为体积大，二是因为利用率低，所以越来越多的人采取就地焚烧的办法,一则解决堆放问题,二则焚烧之后变成肥料。但是随之而来的危害多多：（1）污染空气环境，危害人体健康。有数据表明，焚烧秸秆时，大气中二氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物等对人的眼睛、鼻子和咽喉黏膜会产生刺激作用，影响人们正常生活；（2）易引发火灾，威胁群众生命财产安全。秸秆焚烧，极易引燃周边的易燃物，尤其在山林附近，一旦引发火灾，后果不堪设想；（3）秸秆焚烧产少大量的浓烟，能见度低，易引发交通事故，影响道路交通和航空安全；（4）破坏土壤结构，造成农田质量下降。

本项目一方面能够解决农林作物秸秆焚烧问题，另一方面能够将废料最终变成生物制木炭、木焦油、木醋液、木燃气等新技术成果，实现一废变四宝。

3.3 有利于改善农民生活质量，推进农村城镇化发展

统筹城乡发展是党中央根据新时期我国经济社会发展的时代特征和主要矛盾，致力于突破城乡二元结构，加快推进工业化、城镇化，缩小工农差距、城乡差距，实现国民经济持续快速健康发展和经济社会协调发展，全面建设小康社会所作出的重大战略决策。

农村能源不革命，谈不上农村现代化，推广应用清洁生活燃料是必然趋势。本项目一方面能够解决周边农林作物秸秆焚烧问题，另一方面能够将废料最终变成木燃气，可以作为农民社区生活能源配套建设项目，农民由烧灶坑到用农村人工煤气，改变以直接燃烧农作物秸秆柴草做饭取暖烟熏火燎的传统生活方式，使农民完全可以同城里人一样享受到类似天然气一样的优质清洁可再生能源。这是农村的一场能源革命，是农民人居环境的变迁，同时也是改善农民生活质量和命运的一场革命。

3.4 有利于增加农民收入，促进农民增收致富

项目每年可处理大量农林牧废弃物原料，按照每吨原料平均400元，每亩春秋两季小麦和玉米秸秆共600公斤，每亩地农民可以增加收入240元。因此，项目将在变废为宝为社会新增工业产值的同时，切切实实地增加农民收入，促进农民增收致富，带动地方经济发展，利国利民。

4 结束语

按照发展循环经济的思路，通过利用农林牧废弃物开发生产木燃气、木炭等生物质能源，衍生生产木焦油、木醋液等新型农化产品，首先缓解了一次能源紧缺带来的社会矛盾，改善了当地居民的生活环境。其次，通过项目产品的推广与应用，为农村经济发展带来了新的方向，在创造经济价值增加农民收入的同时，可有效缓解我国目前农林废弃物燃烧所带来的环境污染，同时为社会提供新的能源和工业用品，是一项可持续、循环发展的新兴产业，符合国家目前大力倡导的环保、低碳、循环等理念，对建设循环农业、社会主义新农村、节约型社会具有重要推动意义。

［1］我国生物质能产业发展现状及展望[J].农业工程技术：新能源产业，2011（08）.