秸秆沼气工程原料适宜性评价

摘要

秸秆沼气工程是秸秆综合利用的重要组成，既能缓解由于秸秆焚烧所造成的污染，其产出沼气也可以作为农村的清洁能源，对于治理环境污染、缓解能源危机具有十分重要的意义，而持续稳定的原料供应是秸秆沼气工程正常运行的前提条件和重要保障，因此从原料角度出发对秸秆沼气工程进行适宜性评价，可为秸秆沼气工程在原料选择上提供依据，促进秸秆沼气工程进一步发展。本研究采取文献研究、专家咨询与定量分析相结合的方法，分析了我国秸秆沼气工程发展现状、沼气发酵的影响因素、沼气工程的工艺流程、分类以及工艺;构建秸秆沼气工程原料自然适宜性评价体系;对河南省的秸秆沼气工程原料区域资源适宜性进行了评价;并以河南省为例具体分析了秸秆原料的收储运成本。主要研究结论如下:
　　(1)构建了秸秆沼气工程原料自然适宜性评价体系。依据科学性、综合性、可操作性和可比性的原则选取了碳氮比、纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量、产气潜力、物料漂浮结壳特性、预处理复杂难易程度以及含水率8个指标，并在此基础上，采用主成分分析的方法，对6种常见农作物秸秆的自然适宜性排序，结果为:玉米秸秆＞小麦秸秆＞水稻秸秆＞油菜秸秆＞大豆秸秆＞棉花秸秆。
　　(2)对秸秆沼气工程原料区域资源适宜性进行评价。结果显示:在情景1（沼肥直接还田）的情形下，南阳市、信阳市、驻马店市、周口市和商丘市较适宜发展秸秆沼气工程，安阳市、濮阳市、新乡市、开封市和许昌市的适宜性评价结果为次适宜，三门峡市、洛阳市、平顶山市、漯河市、郑州市、焦作市和济源市的评价结果为欠适宜。在情景2（沼肥制成商品有机肥销往外地）的情形下，新乡市、驻马店市、周口市和商丘市适宜性较强，信阳市、安阳市、濮阳市、鹤壁市、焦作市和漯河市的评价结果为次适宜，许昌市的评价结果为欠适宜，三门峡市、洛阳市、济源市、南阳市、郑州市、开封市、平顶山市的评价结果为不适宜。
　　(3)对河南省玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆和油菜秸秆这四种自然适宜性较强的秸秆原料区域资源适宜性进行评价，结果显示:在情景1的情形下，信阳市、驻马店市、周口市、商丘市的评价结果为适宜，南阳市、漯河市、许昌市、新乡市、焦作市、安阳市和濮阳市的评价结果为次适宜，济源市、洛阳市、平顶市、郑州市和开封市的评价结果为欠适宜，三门峡市的评价结果为不适宜。在情景2的情形下，周口市的评价结果为适宜，信阳市、商丘市、漯河市、焦作市、新乡市、鹤壁市和安阳市的评价结果为次适宜，濮阳市和许昌市的评价结果为欠适宜，三门峡市、济源市、洛阳市、平顶山市、郑州市、南阳市、驻马店市、郑州市和开封市的评价结果为不适宜。
　　(4)构建秸秆收储运成本模型，总结出我国4种常见的秸秆收储运模式，分别为模式一:田间晾晒→收集→秸秆利用企业;模式二:田间收集→收储点→晾晒、储存→秸秆利用企业;模式三:田间机械捡拾打捆→收储点→储存→秸秆利用企业;模式四:田间收集→固定式打捆→收储点→秸秆利用企业，并以河南省为例对秸秆收储运的经济适宜性进行评价。当秸秆收集半径分别为小于4.4km时、4.4～10.9km、大于10.9km时，分别选择模式一、模式二、模式三时经济适宜性最强。

目录

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摘要

第一章 引言

1．1 研究背景

1．2 研究目的与意义

1．3 秸秆综合利用现状

1．3．1 国内秸秆综合利用现状

1．3．2 国外秸秆综合利用现状

1．4 沼气工程评价研究进展

1．4．1 国内沼气工程评价研究进展

1．4．2 国外沼气工程评价研究进展

1．5 研究方法、内容与技术路线

1．5．1 研究方法

1．5．2 研究内容

1．5．3 技术路线

第二章 我国秸秆沼气工程发展现状与主要工艺类别

2．1 我国秸秆沼气工程发展现状

2．2 沼气发酵的影响因素与沼气工程基本工艺流程

2．2．1 沼气发酵的影响因素

2．2．2 沼气工程的基本工艺流程

2．3 我国秸秆沼气工程的工艺类别

2．3．1 我国秸秆沼气工程分类

2．3．2 我国秸秆沼气工程工艺类别

第三章 秸秆沼气工程原料自然适宜性评价

3．1 评价指标选取原则

3．1．1 科学性原则

3．1．4 可比性原则

3．2 评价指标

3．2．1 原料碳氮比

3．2．2 原料纤维素、半纤维素以及木质素含量

3．2．3 原料产气潜力

3．2．4 原料预处理复杂程度

3．2．5 物料漂浮结壳特性

3．2．6 原料含水率

3．3 秸秆沼气工程原料自然适宜性评价结果

3．3．1 评价方法

3．3．2 评价指标标准化

3．3．3 计算特征值、贡献率

3．3．4 旋转后的因子负载

3．3．5 综合评价

第四章 秸秆沼气工程原料区域资源适宜性评价——以河南省为例

4．1 河南省农作物秸秆产量和分布情况

4．1．1 秸秆数量估算方法

4．1．2 河南省主要农作物秸秆产量估算

4．1．3 河南省秸秆资源的地区分布

4．2 秸秆沼气工程原料可获得量和分布情况

4．2．1 秸秆沼气工程原料可获得量估算方法

4．2．2 农作物秸秆可收集利用量估算结果

4．2．3 河南省农作物秸秆饲料化、燃料化、原料化和基料化利用量

4．2．4 秸秆沼气工程原料可获得量估算结果

4．3 秸秆沼气工程原料收集半径

4．3．1 秸秆沼气工程年秸秆需求量

4．3．2 秸秆沼气工程原料可获得量分布密度

4．3．4 秸秆沼气工程原料收集半径估算结果

4．3．5 秸秆沼气工程原料区域资源适宜性评价

4．4 几种自然适宜性较强的秸秆收集半径

4．4．1 几种自然适宜性较强的秸秆可获得量

4．4．2 几种自然适宜性较强的秸秆收集半径估算

4．4．3 几种自然适宜性较强的秸秆的原料区域资源适宜性评价

第五章 秸秆收储运经济适宜性评价

5．1 秸秆收储运模型构建

5．1．1 秸秆收储运模式

5．1．2 秸秆原料收集模型

5．1．3 秸秆原料储存模型

5．1．4 秸秆原料运输模型

5．1．5 秸秆原料装卸模型

5．2 不同秸秆收储运模式经济适宜性分析——以河南省为例

5．3 河南省不同收储运模式经济适宜性评价

6．1 主要研究结论

6．2 研究展望

参考文献

致谢

作者简历