張運海

摘 要：伴隨著社會現(xiàn)代化發(fā)展步伐的進一步加速，當前全球資源的消耗量處于持續(xù)增大進程中。能源與環(huán)境問題無疑成為人類面臨的突出問題。為行之有效地推動資源的科學合理利用，我國多數(shù)農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)嘗試對沼氣、秸稈以及太陽能等三者的循環(huán)利用做了深入的探索，特別是針對部分秸稈資源相對豐富的區(qū)域來講，成功構建了沼氣、秸稈以及太陽能等一體化的高效循環(huán)系統(tǒng)。

關鍵詞：秸稈 沼氣 太陽能 循環(huán)利用

中圖分類號：S216文獻標識碼：A文章編號：1003-9082（2020）06-0-01

引言

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展水平的逐漸提高，農(nóng)村居民的環(huán)境保護意識越來越強烈，對太陽能、沼氣和秸稈進行循環(huán)利用已經(jīng)深入人心，成為新農(nóng)村建設中的重要組成部分，廣大農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)踴躍加入沼氣、秸稈以及太陽能等資源的循環(huán)利用建設浪潮當中。

一、循環(huán)利用的重要性

在秸稈資源應用方面，多數(shù)農(nóng)村地區(qū)都是直接焚燒或者作為家用，缺乏對秸稈資源的綜合應用，大量焚燒農(nóng)作物秸稈會對周圍環(huán)境造成一定的污染，加大PM2.5的排放量，不利于我國新農(nóng)村建設事業(yè)的持續(xù)發(fā)展。由于部分地區(qū)缺乏對秸稈資源的合理利用，每年都有近20%的秸稈資源浪費，導致農(nóng)村居民的生活環(huán)境逐漸惡化，生活質(zhì)量沒有保障。伴隨著社會經(jīng)濟的進一步增長，能源短缺與環(huán)境問題之間的矛盾越來越突出，如何對秸稈資源予以高效利用？成為緩解當前能源短缺狀況的重要思路[1]。對于我國多數(shù)農(nóng)村地區(qū)來講，普遍存在的農(nóng)作物秸稈，在太陽能沼氣等循環(huán)利用技術的基礎上，有效完成集中化的處理，從而將秸稈資源予以最為高效與合理的利用，將會產(chǎn)生非常良好的經(jīng)濟和社會效益。

二、農(nóng)村秸稈太陽能沼氣循環(huán)利用技術的發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，在眾多農(nóng)村地區(qū)，廣泛采用的秸稈處理技術涵蓋下列幾種：將秸稈當作固體成型燃料;對秸稈進行汽化爐處理;秸稈沼氣消化技術。但是從太陽能沼氣循環(huán)這一領先的能源利用技術本身來看，其具有相對較強的專業(yè)性。同時其在加工、生產(chǎn)以及具體的使用過程中，也需要操作者嚴格遵循一系列的技術規(guī)范[2]。近些年來，我國城鎮(zhèn)化進程不斷加快，年輕勞動力踴躍到城市打工，而老人孩子則留在農(nóng)村繼續(xù)生產(chǎn)生活。多數(shù)的老人和孩子沒有掌握專業(yè)的技術知識，操作水平不佳。

三、秸稈太陽能沼氣循環(huán)綜合利用技術

1.設計思路

秸稈太陽能沼氣循環(huán)綜合利用技術在設計思路方面，應涵蓋如下五個不同方面的內(nèi)容。

（1）針對產(chǎn)氣量開展詳細的設計，并且研制出利用太陽能的輔助地源熱泵，從而有效利用現(xiàn)代化沼氣發(fā)酵池以及有關的輸配管路。

（2）針對太陽能光熱進行利用，并在冬季、雨天地源熱泵輔助供熱運行方面開展試驗研究工作，分析其實際的能源利用效率[3]。

（3）定時定點針對沼氣池的室外溫度、室內(nèi)溫度以及池內(nèi)溫度等進行詳細的測量，并且記錄下泵入的原料量以及相應的比例。通過濕式氣體流量計，對沼氣產(chǎn)氣量開展具體的測定工作，并且分析其中的主要成分。

（4）將在酵池內(nèi)通過厭氧發(fā)酵所產(chǎn)生的沼氣，通過管道輸配到各個農(nóng)戶家中，或者用于發(fā)電。

（5）利用沼液種植多種多樣的花卉等農(nóng)產(chǎn)品，利用沼渣對雙孢菇開展種植工作，進而有效完成資源的高效循環(huán)利用。

2.工藝流程

秸稈太陽能沼氣循環(huán)綜合利用技術的相關工藝流程，見圖1所示。

此項技術在改善農(nóng)村地區(qū)的日常生活環(huán)境，并且提高農(nóng)民日常生活質(zhì)量等多個方面，能夠發(fā)揮不容忽視的作用，能源可以得到有效節(jié)省，廢物得到再循環(huán)利用。具體的工藝流程涵蓋如下幾個步驟：第一，針對農(nóng)作物秸稈予以粉碎。第二，太陽能沼氣池當中產(chǎn)生大量的沼氣、沼渣以及沼液。第三，沼氣用在居民生活燃料與發(fā)電方面，余熱也能夠用于粉碎秸稈或者繼續(xù)供給沼氣池[4]。第四，沼渣用于培育雙孢菇。雙孢菇產(chǎn)品在實現(xiàn)成功出口的情況下，將獲取相對豐厚的經(jīng)濟效益。

圖1 秸稈太陽能沼氣循環(huán)綜合利用的相關工藝流程示意圖

四、三能合一應用對策

三能合一應用需要通過太陽能輔助增溫系統(tǒng)，為厭氧消化提供持續(xù)能量，以維持系統(tǒng)的正常操作。太陽能輔助增溫系統(tǒng)對農(nóng)村家禽或者廢棄物進行集中處理，對農(nóng)村衛(wèi)生環(huán)境進行改善，從而減少病原傳播[5]。在三能合一應用方面，需要人工智能系統(tǒng)、秸稈氣系統(tǒng)和太陽能系統(tǒng)。人工智能系統(tǒng)需要進行參數(shù)資料收集，包括調(diào)節(jié)池料漿溫度參數(shù)和厭氧發(fā)酵反應器溫度參數(shù)等。在具體的人工智能系統(tǒng)應用方面，需要對沼氣儲氣柜信號、混合燃氣熱值及混合儲氣柜信號進行數(shù)據(jù)分析，然后由變頻風機進行沼氣與秸稈氣的比例調(diào)配，并將混合氣輸入混合氣儲存器中進行沼氣供應。秸稈氣系統(tǒng)主要是將農(nóng)作物秸稈資源傳輸?shù)綒饣癄t中，通過熱解化反應將秸稈轉(zhuǎn)化為可燃氣體。可燃氣體應在凈化器當中，完成有關的凈化處理工作，從而有效將氣體當中所包含的焦油或者灰塵等眾多的雜質(zhì)予以清除。在氣體溫度冷卻到常溫情況下，便能夠?qū)怏w保存在秸稈氣儲柜當中。

結(jié)語

在我國的廣大農(nóng)村地區(qū)運用秸稈太陽能沼氣這一領先的循環(huán)利用技術，可以行之有效地改善當?shù)剞r(nóng)村的生活環(huán)境，并且種植大量的有機綠色蔬菜，使現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)經(jīng)濟真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。對于現(xiàn)實中存在的問題，相關農(nóng)村地區(qū)、能源生產(chǎn)部門和地方政府應重視秸稈太陽能沼氣循環(huán)生產(chǎn)應用，結(jié)合實際問題進行可行性方案制定，為新農(nóng)村生態(tài)建設持續(xù)發(fā)展提供保障。

參考文獻

[1]李可.農(nóng)村地區(qū)秸稈-太陽能-沼氣循環(huán)利用技術[J].農(nóng)業(yè)工程，2018，（06）：

71-73.

[2]萬峰.農(nóng)村秸稈太陽能沼氣循環(huán)利用分析[J].農(nóng)業(yè)與技術，2017，37（22）：250.

[3]劉偉，苗曉，陳重等.蘇北農(nóng)村秸稈太陽能沼氣循環(huán)利用技術研究[J].江蘇建筑，2017，（01）：112-114.

[4]閆玲魯.秸稈太陽能沼氣循環(huán)利用新技術[J].農(nóng)家致富，2017（02）：45.

[5]趙曼，林聰，苗曉等.徐州市馬莊村秸稈太陽能沼氣集中供氣工程冬季運行分析[J].中國沼氣，2016，34（01）：72-76.