“过去麦秸秆不好处理,只好一把火烧掉,现在谁家也舍不得了。”村民豆少科告诉笔者,这些秸秆将卖到当地一家企业,一吨秸秆可卖300元。“我种了4亩地,大约能产4吨秸秆,这样就可以多收入1200元。现在谁家再焚烧秸秆,就是傻子。”
企业回收秸秆,到底有啥用?带着这样的疑问,笔者跟随运输车来到这家企业。刚进企业大门,就闻到了一股浓浓的秸秆草味,车间里的设备正在轰隆隆运转。在预处理车间,只见工人把麦秸块用叉车放进搅拌机里,经过机械破碎、挤压膨化后,放入木质酶发酵罐,分解木质素。
在水解车间,笔者看到原料从发酵罐中被转移到巨大的水解池中。“这是水解反应,通过酶水解的有氧生化反应,将秸秆中的半纤维素、纤维素分别转化为五碳糖和六碳糖,然后再通过发酵,提取浓度较高的糖液。”
走进酯化车间,便来到了最后一道工序:微生物油脂转酯化。几个大罐子矗立在车间内,几条管道将其相连。工程师介绍:“这是我们的核心技术,微生物油脂在催化剂的作用下,与甲醇进行转酯化反应,然后通过一些后续的处理,便可获得品质良好的生物柴油。”
“有些工艺需要保密。”工程师说,通过秸秆做原材料,每年生产3万吨生物柴油,实现产值5.2亿元。
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农作物秸秆的碳水化合物含量高达70—90%,采用高温脱氧催化加氢技术,可以生产高品质生物柴油,为农作物秸秆提供了另一种高科技途径。
生物质能源技术从几年前的理论探索、试验研究,目前已经成功研制出中试装置。这项技术投入产业化生产,不仅可以解决农村焚烧秸秆引发的环境问题,生物油生产过程中的副产品含有大量有机物和无机物,还可以直接作为肥料下田。农民从秸秆的售卖中和有机肥料下田中,能够获取巨大的经济利益。根据测算,按每年两季秸秆来算,每亩田就可以从出售的秸秆中至少增收260元。此外,每套产油1吨/小时的“秸秆变油”设备平均每年要消耗2万吨原料,原料秸秆的收集半径大约为20公里,在每个生产站点,还可以增加50-60个人的就业机会,可建年产万吨生物油厂。
一、中科大生物质洁净能源实验室
中科大生物质洁净能源实验室的有关专家做了大量原创性的研究工作。研究组人员虽不多,但已经把实验室建设成为安徽省重点实验室。中国科大的专家们根据多年研究经验,提出了该技术实现产业化的最佳路线:首先在原料产地将生物质规模适度地分散热解,转化为便于运输和储存的初级液体燃料——生物油,然后将各地热解得到的生物油收集后进行再加工,这样可从根本上解决生物质资源分散和受季节限制等大规模应用的瓶颈问题。
日前,由中科大生物质洁净能源实验室研制的试产成功,这项成果已通过安徽省科技厅的鉴定。中科大的中试装置位于合肥蜀山工业园,每台每小时产油500公斤的热解设备已能连续产油,而每小时产油一吨的装置已经于今年四五月间问世,产油率一般不低于50% 。将粉碎后的木屑、稻壳、玉米秆和棉花秆等多种农林废弃物,通过机器进行简单加工,就可直接生产出作为锅炉燃料的生物油来。采用这项技术可将秸秆直接转化为生物油,作为燃料可以直接在燃油锅炉和工业窑炉中燃烧使用,精制提炼后可作为车用燃料使用,还可以分离提取高附加值的化学产品。
安徽省委、省政府和省人大对这个项目非常重视,技术成果的转化得到了安徽易能生物能源有限公司的支持。2007年6月,一个年产1万吨生物油的生产工厂已经在安徽省庐江建成,年底前,还将生产5套年产1万吨的液化设备并布成网点,实现年产生物油6万吨。按可比热值计算,仅2007年,即可替代2.5万吨重油或柴油,节约能源相当于3万吨标准煤,在节约能源的同时,农民出售秸秆就可增加2500万元收入。实验表明,木屑产油率60%以上,秸秆产油率50%以上。
二、中国科学院理化技术研究所
中国科学院理化技术研究所早在5年前也开始了这一课题的研究。目前,这一研究已取得较大突破,完成了生物质直接脱氧合成高品位内燃机燃油50吨/年规模的中试试验,合成燃油的大部分指标均优于实验室小试水平,生物质转化率高达理论值的80%,产率达到12%-16%,合成燃油化学成分与矿产标准柴油相近,热值与标准柴油相当(45兆焦/升),氧含量小于0.5%,硫含量小于0.001%。这标志着我国由生物质直接合成高品位内燃机燃油技术上有了新的重大突破。10公斤秸秆能生产1-1.5公斤油。
中国科学院理化所表示,目前正放大1000吨工业化装置,准备依托大型农场或原料来源集中地,建立中小型秸秆变油示范工程,由当地政府或农户进行运行管理,替代部分石油,补充当地能源供应。