农村地区秸秆—沼气—太阳能的循环利用分析

张运海

摘 要：伴随着社会现代化发展步伐的进一步加速，当前全球资源的消耗量处于持续增大进程中。能源与环境问题无疑成为人类面临的突出问题。为行之有效地推动资源的科学合理利用，我国多数农村地区已经尝试对沼气、秸秆以及太阳能等三者的循环利用做了深入的探索，特别是针对部分秸秆资源相对丰富的区域来讲，成功构建了沼气、秸秆以及太阳能等一体化的高效循环系统。

关键词：秸秆 沼气 太阳能 循环利用

中图分类号：S216文献标识码：A文章编号：1003-9082（2020）06-0-01

引言

随着社会经济发展水平的逐渐提高，农村居民的环境保护意识越来越强烈，对太阳能、沼气和秸秆进行循环利用已经深入人心，成为新农村建设中的重要组成部分，广大农村地区已经踊跃加入沼气、秸秆以及太阳能等资源的循环利用建设浪潮当中。

一、循环利用的重要性

在秸秆资源应用方面，多数农村地区都是直接焚烧或者作为家用，缺乏对秸秆资源的综合应用，大量焚烧农作物秸秆会对周围环境造成一定的污染，加大PM2.5的排放量，不利于我国新农村建设事业的持续发展。由于部分地區缺乏对秸秆资源的合理利用，每年都有近20%的秸秆资源浪费，导致农村居民的生活环境逐渐恶化，生活质量没有保障。伴随着社会经济的进一步增长，能源短缺与环境问题之间的矛盾越来越突出，如何对秸秆资源予以高效利用？成为缓解当前能源短缺状况的重要思路[1]。对于我国多数农村地区来讲，普遍存在的农作物秸秆，在太阳能沼气等循环利用技术的基础上，有效完成集中化的处理，从而将秸秆资源予以最为高效与合理的利用，将会产生非常良好的经济和社会效益。

二、农村秸秆太阳能沼气循环利用技术的发展现状

现阶段，在众多农村地区，广泛采用的秸秆处理技术涵盖下列几种：将秸秆当作固体成型燃料;对秸秆进行汽化炉处理;秸秆沼气消化技术。但是从太阳能沼气循环这一领先的能源利用技术本身来看，其具有相对较强的专业性。同时其在加工、生产以及具体的使用过程中，也需要操作者严格遵循一系列的技术规范[2]。近些年来，我国城镇化进程不断加快，年轻劳动力踊跃到城市打工，而老人孩子则留在农村继续生产生活。多数的老人和孩子没有掌握专业的技术知识，操作水平不佳。

三、秸秆太阳能沼气循环综合利用技术

1.设计思路

秸秆太阳能沼气循环综合利用技术在设计思路方面，应涵盖如下五个不同方面的内容。

（1）针对产气量开展详细的设计，并且研制出利用太阳能的辅助地源热泵，从而有效利用现代化沼气发酵池以及有关的输配管路。

（2）针对太阳能光热进行利用，并在冬季、雨天地源热泵辅助供热运行方面开展试验研究工作，分析其实际的能源利用效率[3]。

（3）定时定点针对沼气池的室外温度、室内温度以及池内温度等进行详细的测量，并且记录下泵入的原料量以及相应的比例。通过湿式气体流量计，对沼气产气量开展具体的测定工作，并且分析其中的主要成分。

（4）将在酵池内通过厌氧发酵所产生的沼气，通过管道输配到各个农户家中，或者用于发电。

（5）利用沼液种植多种多样的花卉等农产品，利用沼渣对双孢菇开展种植工作，进而有效完成资源的高效循环利用。

2.工艺流程

秸秆太阳能沼气循环综合利用技术的相关工艺流程，见图1所示。

此项技术在改善农村地区的日常生活环境，并且提高农民日常生活质量等多个方面，能够发挥不容忽视的作用，能源可以得到有效节省，废物得到再循环利用。具体的工艺流程涵盖如下几个步骤：第一，针对农作物秸秆予以粉碎。第二，太阳能沼气池当中产生大量的沼气、沼渣以及沼液。第三，沼气用在居民生活燃料与发电方面，余热也能够用于粉碎秸秆或者继续供给沼气池[4]。第四，沼渣用于培育双孢菇。双孢菇产品在实现成功出口的情况下，将获取相对丰厚的经济效益。

图1 秸秆太阳能沼气循环综合利用的相关工艺流程示意图

四、三能合一应用对策

三能合一应用需要通过太阳能辅助增温系统，为厌氧消化提供持续能量，以维持系统的正常操作。太阳能辅助增温系统对农村家禽或者废弃物进行集中处理，对农村卫生环境进行改善，从而减少病原传播[5]。在三能合一应用方面，需要人工智能系统、秸秆气系统和太阳能系统。人工智能系统需要进行参数资料收集，包括调节池料浆温度参数和厌氧发酵反应器温度参数等。在具体的人工智能系统应用方面，需要对沼气储气柜信号、混合燃气热值及混合储气柜信号进行数据分析，然后由变频风机进行沼气与秸秆气的比例调配，并将混合气输入混合气储存器中进行沼气供应。秸秆气系统主要是将农作物秸秆资源传输到气化炉中，通过热解化反应将秸秆转化为可燃气体。可燃气体应在净化器当中，完成有关的净化处理工作，从而有效将气体当中所包含的焦油或者灰尘等众多的杂质予以清除。在气体温度冷却到常温情况下，便能够将气体保存在秸秆气储柜当中。

结语

在我国的广大农村地区运用秸秆太阳能沼气这一领先的循环利用技术，可以行之有效地改善当地农村的生活环境，并且种植大量的有机绿色蔬菜，使现代化农业经济真正实现可持续发展。对于现实中存在的问题，相关农村地区、能源生产部门和地方政府应重视秸秆太阳能沼气循环生产应用，结合实际问题进行可行性方案制定，为新农村生态建设持续发展提供保障。

参考文献

[1]李可.农村地区秸秆-太阳能-沼气循环利用技术[J].农业工程，2018，（06）：

71-73.

[2]万峰.农村秸秆太阳能沼气循环利用分析[J].农业与技术，2017，37（22）：250.

[3]刘伟，苗晓，陈重等.苏北农村秸秆太阳能沼气循环利用技术研究[J].江苏建筑，2017，（01）：112-114.

[4]闫玲鲁.秸秆太阳能沼气循环利用新技术[J].农家致富，2017（02）：45.

[5]赵曼，林聪，苗晓等.徐州市马庄村秸秆太阳能沼气集中供气工程冬季运行分析[J].中国沼气，2016，34（01）：72-76.