农作物秸秆清洁制浆及综合利用新技术

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主要 目的都 是破解 制浆 原料 中木 素 的黏合力 .因为
木素是 存 在于细 胞 间层 间最主要 的物 质 .它使 细胞
互相 黏合 而 固结 化学 制浆 的原 理是 添加化 学物 质 使木素 溶 出 .从 而破坏 了纤 维 间的 固结 。机 械法 制 浆并不 要求 木素 全部溶 出 .只是 利用 木质 素在一 定
值低 , 且秸秆 质轻 量大 , 运输 困难 , 目推广有 困难 。 项
我们研 究所 从 1 9 开始 .经 十余 年努 力 . 9 9年 成
功 地研 制 了一 套 农 作 物 秸 秆 无 污 染 制 浆 的机 械 设 备 . 这套设 备 可 以不 添加 任何化 学药剂 . 用纯机 用 采 械加工 方式 .将 农作 物秸秆 分离 成纤 维和营 养富集 的颗粒 部分 . 纤维部 分代 木 . 作包装 纸和 其它 以 用 制 木材 为原料 的产 品 . 营养 富集 的颗粒部 分代 粮 . 用 制
农 作物 秸秆 能否充 分利 用是 牵涉到 国家 经济命 脉 的重 大 问题 . 只有把农 作 物秸秆 全面 利用起 来 , 我 国 的农 业才 能称 其为完 整 的农 业 体系 .因为农 产 品
是 由籽 实 和秸 秆 两部分 组成 的 农作物秸 秆综 合利
生 活利用 率降低 和大 量纸厂 、稻麦 草化 学制 浆厂关 闭 。秸 秆再 利用 率大 为降低 。现在 农村 多采 用焚烧
效益 、 社会 效益 和环境 效益 。
宝贵 的秸秆 资源 被废弃 或焚 毁 .对我 国这样 人
口众 多 、资源 匮乏 的国家而 言是 十分 可惜 的 关 键 问题 是秸秆 利用 的有效 出路 在哪 里? 政府号 召秸秆 还 田.但 由于我 国人 多地少 .耕 田一般 都要 种植 两
茬, 根本没 有轮耕 轮休 的时 间 . 秸秆 在短 时 间内腐烂 降解 不 了 . 堆积在 土壤 中不 利于新 季节 的耕作 . 民 农 焚烧秸 秆也 是无奈 之举 。秸 秆发 电 、 钢 、 化等选 炼 碳 择给秸 秆 利用开辟 了新 路 .但是 用秸秆 作燃 料 附加
们 的技术 就是 用纯 机械 法把秸 秆分 为纤 维和 颗粒 两
纤维 的次 生壁 的紧密 外层 却无 能为力 。为 了使草 浆 纤维 尽量 保持原 有纤 维长 度 .又能使 其次 生壁 紧密
的外层 被压 溃 、 帚化或 细纤 维化 . 必须 采用撕 裂搓磨
部 分 . 维部 分 以秸 秆机 械浆 形式 出现 . 纤 颗粒 部分从
群。 2 理 论 依 据 、
模 扩大 的 要求 . 们正 在研 制 90型 分解机 我 0
如 前所 述秸 秆成浆 必须 具备形 态 和性态 两方 面 的变 化 : 即形态 的帚 化 、 细纤 维 化 ; 态 上 木 素在 热 性 力 的作 用 下 由硬 而脆 的 玻璃 态 向偏 软 的橡 胶 态 转
的信息 看 .国 内还没有 一项 秸秆 综合利 用技术 能全
面 达 到 上 述 要 求
我 国农 作物秸 秆 年产量 高达 7亿 吨 .其 中可 收 集部 分约 45亿 吨 . 是综 合利 用率却 不 足 1 %。 . 但 0 随
着 国家环保 力度 的加 大 、 村能源 结构 的调整 , 农 秸秆
设备 )
二 、 要 技 术 内容 主
1“ 作物 秸秆清 洁 制浆及 综合 利用 新技术 ” 、农 的 内涵
( ) 心设 备一 0 1核 7 0型秸 秆分 解机
农 作 物秸 秆机 械 法 制浆 从 理论 上 说 并无 新 意 . 因为木材 机械制 浆 已是 传统 的成 熟技 术 .MP 热磨 T ( 机 械浆 )A MP 化 学 漂 白机 械浆 ) 系统 正是 这 一 、P ( 等 理论 的成功 实 践 关键 在 于 秸秆 具 有鲜 明的 特性 .
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( 京 创 源基 业 自动 化控 制技 术研 究所 ) 北


农 作物秸 秆清 洁制 浆及综 合利 用新 技术产
我 们认 为秸秆 综合 利用 能否成 功 ,关 键在 于能
生 的 背 景 和 意 义
否 开发 出一种 能创 造 出附加值 较 高的终极 产 品的新
力 .分解 机 配置 的是不 同材质 的 复合型 盘磨 。磨盘 高 速运 转 时会 产 生持 久 的高 温 ( 以达 到 10 可 2 ℃以 上 ) 创造 了木 素变 软 的条件 。这是 传统 的处理 木材 , 的钢磨 无法相 比的 .也 是清 洁制 浆新技 术重要 而宝
贵 的创新 点
离纤 维 的过 程 无 论是 化 学制 浆 还 是机 械 制 浆 . 其
性 净化 技术 的成功 、 秆原料 广谱 化 ( 单一 的稻 麦 秸 从 草 到棉 花秆 、 蔗渣 、 玉米秸 、 秆 、 花秆 、 豆 葵 花生 壳 、 沙
棘 、 苇等 ) 产 品 的多样 化 ( 仅 是 瓦楞 原纸 、 芦 、 不 黄板 纸 、 管原 纸 等包 装用 纸 , 包 括 一次 性餐 饮 具 、 纱 还 工 业 衬托 、 体建 材 、 秆节 能 自烧砖 、 物肥料 、 白 轻 秸 生 蛋 饲料 、 能性膳 食 品等 )技 术链 不断 延伸 , 功 , 形成 了以 清 洁 制浆 技 术 为 核 心 的农 作 物 秸 秆 综 合 利 用 技 术
化 传统 的处 理木 材 的钢 磨对 于秸 秆 的加 工并 不理
想 .因为 坚硬 的钢材 质齿 面切 断能力 强 .搓磨 能力 弱. 只能将 原本 纤维很 短 的秸秆 打得 粉碎 , 而对秸 秆
为 最大 限度 的全资 源利用 秸秆 .必 须把 秸秆 的 有 效成份 分离 出来 .再 分 门别 类作 为原 料使 用 我
型实用 技 术 , 它必 须 具备 五 个特 点 : 是 技术 成熟 、 一
日前 .国家农 业部 完成 了首次 全 国农 作 物秸秆
资源专 项调查 . 发布 了《 国农作 物秸秆 资 源与评 并 全 价报告 》 。调 查显 示 : 国农作 物秸 秆年 可收集 量为 我
6 7亿 吨 农作 物秸 秆利 用率 为 6 % 作 为 饲料利 . 8 9
从 组织 构成 上说秸 秆木 素含 量低 . 非纤 维物质 多 . 纤 维 的长 度短 : 从形 态上 说秸 秆疏松 柔韧 , 单位 质量 小
秸 秆清 洁制浆 技术 系我 所 自主创新 并拥 有 自主 知识产 权 的一个技 术集成 .它包 含秸秆 机械 法制浆
技 术 、 产线 的工艺 设计 和建 设 、 水资 源性 回用技 生 废
三、秸秆综 合利 用项 目的产 品种 类 我 们 已研 制成 功 和正在研 究 的的秸 秆利用 项 目 内容见 下表 :
重 的是分解 机腔 内温 度下 降 能保证 成浆质 量 : 不 如
喂料 不均匀 ,会 出现 堵塞现 象 。秸秆纤 维疏松 单位 质量 小 、 绕性 大 、 性强 、 缠 韧 沥水快 , 不单 在 喂料时 易 堵塞 . 出料 口及全线 输送 过程 中都容 易 出现 阻塞 、 在
用 21 亿 吨 . 3 . %, 为燃 料 利 用 ( 秸 秆 新 .1 占 06 9 作 含
操 作简 易 、投 资少 ;二 是采用 无 污染 的清洁生 产工
艺 . 色 环保 : 是 能就 地大 量 消 耗秸 秆 , 秸秆 的 绿 三 且
有 效成 分能被 充分 利用 : 四是 产 品附加值 较高 , 市场
() 2 分解机 专用 配套 设施
7 0型秸 秆分解 机 是流 水线 的核 心 设备 。它 的 0

天 津 造爱
圈叫■■_ ≯
工艺 特 性要 求 喂料 充足 、 料含 水 量 低 、 物 输送 均 匀 。
如 喂料 不饱 满 、 物料 含水 量 过 高 , 不仅 产 能低 , 更严
循 环用水 中过 滤 出来 核 心技 术 的实质是 不 添加任 何 的化学 物质 ,用 纯机械 法制 造机 械浆 和营养 富集
颗粒 。
能力强 、 适宜 处 理柔韧 性材 料 的非 金属 材质 的磨盘 。
同时考 虑到 机械 在高速 运转 过程 中材料 强度 的承受
从 某种 意义 上说 制浆 的过程 就是 处理木 素 和剥
作 蛋 白饲料 及营 养膳食 品 , 或制作 生物 复合肥 料

收稿 日期 :0 1 3 3 2 1- — 0

这 项新技 术得 到 了国 家制浆造 纸研 究 院的认可
l 譬墨■墨皿 _ 并 已获得 国家专 利 中 国农 业科 学 院科 技 文献信 息 中心经 查新认 定该 技术 为创新 成果 中 国环 保产 业 协 会进 行 了专 题调 查并 组织 有关 专家评 议 .认为 该 技术 属 国 内领 先水平 .符合 国家环 保政 策 和产 业 政 策 .具 有 广 阔 的推 广应 用 前 景 该 技 术 已被 列 为 20 0 6年 国家 重点 环境保 护 A类 实用 技术
术及 废水 处理 系统 、 秸秆纤 维 的应用 技术 、 秸秆 营养
富集物 的应用 技术 .以及 上述 各项技 术 的核 心设备 和 生产工 艺等 配套技 术 19 9 9年 我所 开始 研制 秸 秆机 械 法制 浆 . 十余 在
年研 制过程 中涉 及面 不断扩 展 .随着 农作 物秸秆 纤
在 6 0型 秸秆分 解机 基础 上研制 成功 7 0型秸秆 分 0 0 解 机f 盘直 径 7 0 m。 能 3 t , 产 效能 高 、 磨 0m 产 0/ 生 d 稳 定性强 、 有完善 的 P C控 制 系统1 具 L 。为适应 产能规
Байду номын сангаас
维部 分和 营养颗粒 部分 的清 洁剥 离和 生产废 水资 源
且 缠绕 性 大 基 于这些 特点 .传 统的 机械木 浆制浆
设 备难 以处 理秸秆
我们 针对 秸秆 的特性 .借 鉴传 统 的木材机 械制
浆设 备 的工作 原理 .参 照 国外 非金 属磨盘 的工作 原 理 .0 4年设 计 制 造 了 6 0型秸 秆分 解 机 ,0 8年 20 0 20
的方 式来处 理这些 废弃 秸秆 .对 大 自然环境 造成严
重 的 污 染
用既是 经济 问题 又是政 治 问题 .它不但 能产 生 巨大
的经济 效益 . 而且 有利 于农 民在 乡就业 , 是破 除城 乡
二元 结构 . 解决 “ 三农 ” 问题 . 加快 乡镇一 体化 建设 的 有力措 施 。符合 国家 高科技 产业 政策 、 环保政 策 、 能 源政策 . 合党 中央关 于发 展循 环经济 、 符 构建 和谐社 会等各 项重 大 战略方 针 .必将产 生难 以估量 的经济
搭 桥 现象 。用 传统 的 木材 机 械浆 流 水线 很 难处 理 ,
我 们 在 设 计 中充分 考 虑 到 秸 秆 和 木 片 质 地 的 差 异
性. 采用 湿法 备料 系统对秸 秆进 行充分 的搓 揉浸 泡 . 使 其润 涨柔和 . 减少 挺性 和张力 . 并有 针对性 地对 分 解 机 的配 套设 施 ( 主要 是 撕裂 机 、 碎 机 、 水 螺旋 输 送
广 阔 , 益好 : 效 五是 不能 远离农 村 。 应是城 乡结合 , 作 为生态 工业 开发 .可 以避免 许多 弊病 从 已经 公开
型 能源化 利用 ).9亿 吨 .占 1 . %,作 为肥 料用 1 2 87 2
1 2亿 吨 . 1 .8 而作 为 造 纸 等工 业 原 料 用 为 . 0 占 47 %. 10 6 0万 吨 . 占 23 % 仅 . 7
_ 津 造 纸
温 度条 件下 纤维 间横 向 固结力 减 弱 .木 素可 以 由硬 而脆 的玻 璃态 转化 为偏 软 的橡 胶态 这一 特性 .采用 纯 机械加 工工 艺 .将 秸 秆置于 可 聚蓄热 能的非 金属
分解 器 中高速运 转搓 磨 .使物 料在 瞬间高 温状 态下
撕裂 、 溃 、 化 、 压 帚 润涨 , 形态 和性 态 均 发生 变 化 , 最 终 使纤 维具 备 了成 浆 的要求 3 、专业设 备 ( 制造 秸秆 机械 浆及 水 处理 的专 业
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