Page 235 - 循环农业高产高效种养模式与技术研究

第八章 秸秆资源化利用

28.78%。因此，各类添加剂的使用在今后的厌氧消化过程中不可或缺，在探寻高
效添加剂的领域将不断出现突破。
发酵工艺的改进。发酵工艺一般根据含固率分为湿发酵（TS ＜ 10%)、干发

酵（TS ＞ 15%）和半干发酵（10% ＜ TS ＜ 15%)，但含固率的具体界限目前还
未有定论。随着生活方式的改变和技术的提升，我国的发酵工艺不断改进。湿发
酵是我国传统发酵方式，通过接种人畜粪便等有机废弃物，提高微生物附着率，
从而提高秸秆发酵产气量。现在看来，尽管这种发酵方法启动快，进出料方便，

但随着我国养殖业迅速向大规模集约化方向发展，农村家庭养殖获取畜禽粪便原
料会越来越困难，再加上湿发酵技术本身需水量大、能耗高、装置复杂，在农村
推广的阻力将会与日俱增。随后出现的干发酵打破了湿发酵对畜禽养殖的依赖。

干发酵设备简单稳定，单位质量的秸秆产气率是湿发酵的 3 倍左右，沼气含硫量
低，无浮渣、沉淀问题，不足之处是因高含固率需要进行粉碎堆沤前处理，原料
流动性差且消化时间较长。新兴的半干发酵逐渐受到重视。它可以同时避免湿发
酵耗水量大和干发酵的泵运输困难等问题，且实验表明，半干法沼气产量并不低
于湿法和干法。整体看来，传统湿发酵应不断改进技术和设备以适应当前形势，

目前对于新式发酵的研究尚少，研究前景广阔。
（三）秸秆热解技术
秸秆热解技术是生物质资源化利用的主要技术之一。热解是在缺氧或无氧条

件下，经过热化学过程将秸秆生物质转化为生物气、生物油和生物炭等高附加值
产品的技术，可根据工艺细分为热解气化、热解液化和热解炭化。秸秆催化热解
过程是生物质大分子利用热能不断聚解、再聚合和重组的过程，且各阶段交叉进
行，并非界限分明。生物质先在干燥阶段脱水，继而从预热解阶段进入热化学反
应过程，并在催化剂作用下发生脱氧、脱羰和低聚反应，最终生成生物气、生物

油和生物炭产品。一般而言，热解产品可用于供热、发电和合成化学品等。
实际生产中可以通过控制热解温度和反应时间来调控产物的比例，以此获
得相应的主产物。这是因为在热解过程中生物气和生物油主要由纤维素和半纤

维素分解产生，生物炭主要由木质素分解产生，而每种原料组分的热解条件不
同：纤维素、半纤维素和木质素的热解温度分别为 325 ～ 375，225 ～ 350，
250 ～ 500℃。另外，原料组分本身及其衍生物的热稳定性也不同，例如 Li 利用
热重法分析了纤维素、纤维素酯和纤维素醚的热稳定性和热解动力学，结果表

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