蒸汽爆破預(yù)處理秸稈制取沼氣的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

可再生能源實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)論文題目蒸汽爆破預(yù)處理秸稈制取沼氣的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程學(xué)生姓名魏斌 學(xué)號(hào)13204021指導(dǎo)老師王毅撰寫時(shí)間：2014年09月4日摘要在化石能源日漸匱乏、能源形勢(shì)日益緊張的今天，人類對(duì)尋找替代或輔助能源并提高能源利用效率的要求顯得愈加迫切。生物質(zhì)能作為可再生能源由于其安全性及穩(wěn)定性成為國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的新能源。本文簡(jiǎn)單分析當(dāng)今能源利用形式，對(duì)于秸稈的利用狀況及預(yù)處理方法進(jìn)行介紹，最后，對(duì)經(jīng)蒸汽爆破處理和未經(jīng)蒸汽爆破預(yù)處理的秸稈厭氧發(fā)酵工程進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，并對(duì)兩者的經(jīng)濟(jì)參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明，采用蒸汽爆破預(yù)處理技術(shù)的工程項(xiàng)目具有較好的經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵詞：能源，秸稈，蒸汽爆破預(yù)處理，技術(shù)經(jīng)濟(jì)1緒論1.1研究背景長(zhǎng)期以來，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展史以不可再生的化石能源煤、石油和天然氣為基礎(chǔ)。一方面：由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)一直處于較高增長(zhǎng)水平，能源需求隨著社會(huì)的進(jìn)步不斷增加，化石能源短缺問題日漸突出。加之儲(chǔ)量逐漸減少，能源和資源危機(jī)對(duì)全球和中國(guó)的影響都日益突出，能源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，也是當(dāng)今國(guó)際政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、外交關(guān)注的焦點(diǎn)[1]。另一方面：大量化石燃料的使用帶來的環(huán)境污染日益嚴(yán)重，每年消耗化石能源產(chǎn)生的數(shù)億tSO2、NOx和幾十億t的CO2廢氣，導(dǎo)致全球氣溫變暖、酸雨頻發(fā)、臭氧層和生態(tài)圈碳平衡的破壞。由此可見，在化石能源逐漸枯竭，能源價(jià)格逐年暴漲的形勢(shì)下，尋找替代或輔助能源并提高能源利用效率顯得愈加急迫。生物質(zhì)能屬于可再生能源，通常我們所指的生物質(zhì)能是植物利用太陽能進(jìn)行光合作用轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存于自身的能量。植物每年貯存的能量相當(dāng)于世界主要燃料消耗的10倍，而作為能源來利用的部分不足其總量的1%[2]。在太陽能、核能、風(fēng)能、水能、潮汐能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能等諸多新能源當(dāng)中，生物質(zhì)能源是最安全、最穩(wěn)定的能源,也是目前國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)的新能源領(lǐng)域。沼氣作為可再生能源，具有可再生性、成本低廉、對(duì)環(huán)境污染小、熱值高等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展秸稈沼氣是秸稈資源化利用的重要方向之一[3]。而且沼氣發(fā)酵原料來源廣泛，各種副產(chǎn)品都能被充分利用，因而是生物質(zhì)能源中最有前景的一種，因此，對(duì)于大量生物質(zhì)資源的有效利用是關(guān)系到我國(guó)能源資源環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展等關(guān)鍵問題的重中之重[4]。作為沼氣生產(chǎn)的重要原料，我國(guó)農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量達(dá)7億多t，畜禽糞便（干物質(zhì)）也有1.4億t[5]，如果將其充分利用，不僅能解決當(dāng)前因焚燒秸稈、濫用化肥而造成的環(huán)境污染，也能緩解能源緊張給社會(huì)帶來的壓力。1.2秸稈利用現(xiàn)狀1.2.1秸稈的產(chǎn)生和性質(zhì)表1-12008年中國(guó)主要農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量秸稈產(chǎn)量（萬噸）谷草比秸稈量（萬噸）總量百分比稻谷19289.61.019189.624.4小麥11246.41.011246.414.3玉米16591.42.033182.842.2豆類2043.31.530653.9薯類2980.21.02980.23.8花生1428.62.02857.23.6油菜1210.22.02420.43.1芝麻58.62.0117.20.1棉花749.23.02247.62.9麻類62.51.062.50.1甘蔗12515.20.11241.51.6合計(jì)68175.278610.4100.0秸稈主要由木質(zhì)素，纖維素，半纖維素構(gòu)成。秸稈中有機(jī)質(zhì)的含量平均為15%，平均含碳量44.22%，氮0.61%，磷0.25%等，還含有鉀、鎂、鈣。硫等元素。各種秸稈的成分和結(jié)構(gòu)含量見表1-2。表1-2秸稈的成分組成（%，干物質(zhì)含量）秸稈水分粗蛋白粗纖維無氮浸出物粗灰分鈣磷稻草16.03.80.841.88玉米38.911.30.310.10小麥35.99.8--谷草37.98.5--大麥80.02燕麥9.05.33.439.611.7--大豆70.051.2.2秸稈的利用方式目前秸稈的利用方式主要有秸稈還田利用、飼料利用、能源化利用和工業(yè)化利用等。秸稈還田是通過機(jī)械粉碎、整桿直接還田或生產(chǎn)有機(jī)肥等方式。是培肥地力，改良土壤、提高農(nóng)作物產(chǎn)量的措施之一。通過牲畜消化，不僅解決飼料問題，又可以得到有機(jī)肥，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。飼料利用是養(yǎng)殖食草畜禽，如牛，羊，雞、鴨魚等，消化大量的玉米、花生、大豆、稻草、小麥等秸稈，并轉(zhuǎn)化為可供人食用的肉蛋奶，供給人們食用。農(nóng)作物秸稈的能源化利用形式多種多樣，其中主要包括直接燃燒、發(fā)酵制沼氣、進(jìn)行熱解汽化、燃料發(fā)電、成產(chǎn)固體成型燃料、干餾和制取乙醇、生物柴油等。利用秸稈的制造工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品附加值高、使用后可自然生物降解等優(yōu)點(diǎn)，目前秸稈已經(jīng)廣泛利用到造紙、板材、新型建筑材料等行業(yè)里。1.2.3秸稈的運(yùn)輸和收集秸稈的收集我國(guó)從70年代末期開始從美國(guó)、法國(guó)和當(dāng)時(shí)的西德等國(guó)引進(jìn)撿拾壓捆機(jī)，采用撿拾壓捆工藝收獲牧草和秸稈，與此同時(shí)開始自行研制國(guó)產(chǎn)撿拾壓捆機(jī)。我國(guó)秸稈收獲機(jī)械的真正起步大約在2000年左右，從國(guó)外公司引入小方捆打捆機(jī)開始，我國(guó)陸續(xù)研發(fā)了小圓捆打捆機(jī)、正牽引小方捆打捆機(jī)、側(cè)牽引小方捆打捆機(jī)以及二次壓縮機(jī)等產(chǎn)品，高密度大方捆和大圓捆打捆機(jī)目前國(guó)內(nèi)還是空白。由于起步較晚，加之研究經(jīng)費(fèi)不足、生產(chǎn)手段較為落后，產(chǎn)品性能及可靠性偏低，與之相配套的設(shè)備嚴(yán)重不足，除摟草設(shè)備國(guó)內(nèi)有少量生產(chǎn)外，其他相關(guān)設(shè)備基本屬于空白。秸稈的運(yùn)輸假設(shè)秸稈的主要運(yùn)輸工具為柴油拖拉機(jī)，單位里程耗油35L/km，由于秸稈密度小，單車平均運(yùn)力為0.5t。按照朱金陵等提供的方法H1計(jì)算秸稈收集半徑及秸稈運(yùn)輸消耗的總能量(柴油熱量)，根據(jù)柴油生產(chǎn)和燃燒的排放系數(shù)計(jì)算運(yùn)輸過程中的污染物排放量。秸稈到燃料廠的運(yùn)輸階段，玉米秸稈加工的損耗率約16.67％，即1萬t生物質(zhì)固體成型燃料需要1.2萬t秸稈。秸稈收集方式采用農(nóng)民分散送廠和加工廠直接收集兩種，秸稈運(yùn)輸主要用農(nóng)用柴油車，柴油的能量強(qiáng)度為38.72MJ/L，耗油量0D56L/(t.km)。運(yùn)輸距離采用收集半徑模型計(jì)算。原料的收集半徑中，資源收集量=收集面積×單位面積耕地廢棄物。1.3生物質(zhì)秸稈轉(zhuǎn)化技術(shù)及轉(zhuǎn)化存在的問題（1）纖維素燃料乙醇由于玉米、小麥價(jià)格的持續(xù)上揚(yáng)和糧食安全保障的問題，限制了糧食燃料乙醇的發(fā)展，生物質(zhì)秸稈轉(zhuǎn)化利用的研究收到關(guān)注。纖維素原料生產(chǎn)乙醇關(guān)鍵問題是將秸稈中的纖維素、半纖維素與結(jié)構(gòu)復(fù)雜的木質(zhì)素分離的預(yù)處理技術(shù)，纖維素和半纖維素的水解糖化技術(shù)及己糖和戊糖的共發(fā)酵技術(shù)。（2）生物質(zhì)秸稈沼氣二十世紀(jì)70年代，隨著世界性能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的出現(xiàn)，利用厭氧消化器分解各種有機(jī)物來獲得能源的沼氣發(fā)酵技術(shù)才真正引起人們的關(guān)注[6]。1.4制約生物質(zhì)秸稈轉(zhuǎn)化利用的關(guān)鍵問題生物質(zhì)秸稈轉(zhuǎn)化利用長(zhǎng)期以來并沒有大規(guī)模的進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的原因主要有以下兩點(diǎn)：（1）原料季節(jié)性和分散性的難題。玉米稈、小米稈、稻草等收割、運(yùn)輸、存儲(chǔ)都是一個(gè)大問題。原料分布分散，能量密度太低，運(yùn)輸費(fèi)用和儲(chǔ)存成本較高。這樣相應(yīng)的增加了植物纖維素原料的成本，這是一個(gè)系統(tǒng)工程，包括收購——打捆——運(yùn)輸?shù)攘鞒?。?）成本過高，效率偏低。生物質(zhì)的主要成分是木質(zhì)素、纖維素和半纖維素。它們每種都可以轉(zhuǎn)化成可利用的能源和化工原料，但是為了徹底和高效地利用它們，必須先把生物質(zhì)中木質(zhì)素、纖維素和半纖維素相互連接、凝聚而成的復(fù)雜的超分子結(jié)構(gòu)有效地分解開來。因此，預(yù)處理技術(shù)是目前提高生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用率需要亟待解決的問題。1.5預(yù)處理方法的研究與發(fā)展現(xiàn)狀預(yù)處理的目地是分離、除去生物質(zhì)秸稈中的木質(zhì)素和半纖維素，降低結(jié)晶度，增加生物質(zhì)秸稈的孔隙率和酶對(duì)纖維素的可及性，從而提高纖維素的轉(zhuǎn)化率。在預(yù)處理中要盡量實(shí)現(xiàn)以下幾點(diǎn)：（1）提高糖的產(chǎn)率或酶水解糖化率；（2）避免碳水化合物的降解和對(duì)后序的水解發(fā)酵過程有抑制作用的副產(chǎn)品的生產(chǎn)；（3）生成的低成本。目前生物質(zhì)秸稈的預(yù)處理方法可以大體分為物理預(yù)處理法、化學(xué)預(yù)處理法、物理化學(xué)法和生物預(yù)處理法四大類[8]。1.6蒸汽爆破預(yù)處理研究與發(fā)展現(xiàn)狀在諸多預(yù)處理工藝中，蒸汽爆破預(yù)處理（簡(jiǎn)稱汽爆預(yù)處理）因其適用于大多數(shù)秸稈，且原料經(jīng)處理后產(chǎn)氣效果明顯提高，是當(dāng)前較受關(guān)注的預(yù)處理方式。陳洪章等研究發(fā)現(xiàn)汽爆預(yù)處理對(duì)秸稈的特殊結(jié)構(gòu)具有顯著的破壞作用，認(rèn)為汽爆是一種較為有效的預(yù)處理方式。王許濤等通過試驗(yàn)得出蒸汽爆破預(yù)處理厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的最佳工藝條件為壓力2.5Mpa，保留時(shí)間90s[29-32]。1.6.1汽爆預(yù)處理國(guó)外研究與發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)80年代后國(guó)內(nèi)對(duì)汽爆技術(shù)的研究開始起步，畢松林、胡健、李衛(wèi)等研究了對(duì)預(yù)先經(jīng)化學(xué)預(yù)處理后的木材進(jìn)行蒸汽爆破的制漿技術(shù)。汽爆技術(shù)最近的研究主要集中于生物質(zhì)的能源化利用方面。孫智謀采用汽爆處理后的稻稈進(jìn)行酒精發(fā)酵試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一定條件下的汽爆產(chǎn)物，經(jīng)綠色木霉纖維素酶水解，稻稈中的多糖幾乎全部水解為單糖，最后產(chǎn)生的乙醇濃度是普通發(fā)酵液中的5倍。宋永民等對(duì)蒸汽爆破預(yù)處理方式以及固態(tài)發(fā)酵在玉米秸稈沼氣化中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，認(rèn)為高溫固態(tài)發(fā)酵不僅可以縮短發(fā)酵延遲期，提高產(chǎn)氣效率,而且發(fā)酵結(jié)束后不會(huì)產(chǎn)生大量廢液，對(duì)環(huán)境友好。羅鵬等用蒸汽爆破法預(yù)處理麥草,結(jié)果表明,隨著預(yù)處理?xiàng)l件的提高，汽爆原料的得率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但纖維素和半纖維素組分的溶解程度提高，酶水解得率相應(yīng)提高。陳洪章等研究表明，稻草汽爆的優(yōu)化條件是1.5MPa，持續(xù)時(shí)間4.5min。王許濤、任天寶等研究表明玉米秸稈汽爆的優(yōu)化條件是2.5MPa，持續(xù)90s。劉麗莎等對(duì)蒸汽爆破預(yù)處理技術(shù)應(yīng)用于秸稈厭氧發(fā)酵進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，認(rèn)為其內(nèi)部收益率達(dá)17.70%，有一定的投資價(jià)值，易景瓊等研究認(rèn)為，蒸汽爆裂法作為一種物理化學(xué)方法，耗能低，不用或少用化學(xué)藥品，對(duì)環(huán)境無污染，可間歇也可連續(xù)操作；但木質(zhì)素分離不完全，部分木糖被破壞。由于氨的加入，氨爆破處理不但提高了纖維素的酶解率，而且提高了物料的含氮量，利于微生物發(fā)酵。液氨還可以回收，循環(huán)使用，整個(gè)過程能耗較低，是一種較有前途的預(yù)處理技術(shù)。但氨的有效回收是氨爆破處理必須妥善解決的問題[35-38]。2本課題的研究意義、研究目標(biāo)及研究?jī)?nèi)容2.1研究意義雖然厭氧發(fā)酵技術(shù)已經(jīng)比較成熟，并被廣泛用于實(shí)際生產(chǎn)，但秸稈用于厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣始終不能大規(guī)模推廣，因此，如何提高秸稈發(fā)酵效率是我們關(guān)注的焦點(diǎn)，下面，我將試著對(duì)于秸稈發(fā)酵制取沼氣的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，判斷其是否具有較好的經(jīng)濟(jì)性。2.2研究目標(biāo)對(duì)汽爆處理秸稈和非汽爆處理秸稈的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行處理分析，得出結(jié)論。2.3研究?jī)?nèi)容2.3.1計(jì)算參數(shù)的確定（1）蒸汽爆破預(yù)處理秸稈蒸汽耗量經(jīng)試驗(yàn)得到汽爆后含水率與蒸汽耗量關(guān)系，可以看出汽爆后秸稈含水率越高則蒸汽耗量越大。從經(jīng)濟(jì)的角度來看．汽爆秸稈含水率越低越好。在2.5MPa，90S條件下，汽爆秸稈厭氧發(fā)酵的效果最佳．該條件下汽爆后秸稈含水率為38.1%，本文經(jīng)濟(jì)計(jì)算中的蒸汽耗量以1t秸稈消耗600kg計(jì)算。汽爆設(shè)備配置的電機(jī)功率為2.2kW。每小時(shí)處理秸稈能力為0.25t，則汽爆設(shè)備耗電量為8.8kW/t。（2）生物質(zhì)秸稈價(jià)格秸稈平均價(jià)格按照統(tǒng)計(jì)值——含水率20％的秸稈平均價(jià)格為200元/t。（3）汽爆機(jī)處理能力每小時(shí)處理秸稈0.25t。年處理能力約為1500t/a。（4）沼氣產(chǎn)量按生產(chǎn)周期為20d計(jì)(經(jīng)汽爆處理后的產(chǎn)氣量達(dá)到總量的80%，未經(jīng)預(yù)處理的為60％)，汽爆預(yù)處理秸稈中溫發(fā)酵產(chǎn)氣率為0.32m3，未經(jīng)汽爆處理秸稈產(chǎn)氣率為0.174m3/kg。所以年產(chǎn)沼氣為54萬m3。沼氣中甲烷和二氧化碳比率以7：3計(jì)算，年產(chǎn)CH4和C02分別為37.8萬m3和16.2萬m3。（5）蒸汽價(jià)格蒸汽價(jià)格按照統(tǒng)計(jì)130元/t。（6）CNG和CO2價(jià)格按照市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)價(jià)格CNG為3.6元/m3，CO2為2.7元/m3，壓縮氣體成本為0.15元/m3。（7）厭氧發(fā)酵制取氣體成本每套(3只)數(shù)控消化罐配置電機(jī)功率為5kW。2.3.2經(jīng)濟(jì)效益分析計(jì)算原理通過對(duì)經(jīng)汽爆處理和未經(jīng)汽爆處理兩種方案的凈現(xiàn)值、益本比、投資回收期、內(nèi)部收益率等參數(shù)的計(jì)算對(duì)比。分析兩種方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。凈現(xiàn)值NPV(NetPresentValue)NPV=-t[39]式中：i為折現(xiàn)率；CI為現(xiàn)金流入量；CO為現(xiàn)金流出量；為第t年的凈現(xiàn)金流量。(2)益本比(Benifit-CostRatio)=[39]式中：為效益限值（PresentValueofBenefit）；為成本現(xiàn)值（PresentValueofCost）投資回收期TT=累積凈現(xiàn)金流量現(xiàn)值開始出現(xiàn)正值的年份數(shù)－1+上年累計(jì)凈現(xiàn)值凈現(xiàn)金流量值的絕對(duì)值/當(dāng)年凈現(xiàn)金流量現(xiàn)值。內(nèi)部收益率（FinancialInternalRatioofReturen）=[39]式中：i1為試算用的略低折現(xiàn)率（當(dāng)為接近于零的正值時(shí)的折現(xiàn)率）；i2為試算用的略高折現(xiàn)率（當(dāng)為接近于零的負(fù)值時(shí)的折現(xiàn)率）；為折現(xiàn)率為i1的凈現(xiàn)值的絕對(duì)值；為折現(xiàn)率為i2的凈現(xiàn)值的絕對(duì)值。投入資金按年產(chǎn)沼氣54萬m3的規(guī)模建廠。采用蒸汽爆破預(yù)處理技術(shù)和不用預(yù)處理技術(shù)兩方案需投入的資金如表l和表2所示。表1兩種方案需固定投資項(xiàng)目有汽爆預(yù)處理方案投資萬元不用汽爆處理方案投資萬元基建2545數(shù)控立式連續(xù)汽爆機(jī)1臺(tái)×112=1120數(shù)控脈沖回流消化罐3只×92=2766只×92=5522.5MPa，0.5t蒸汽鍋爐1臺(tái)×10=100QG-300脫硫儲(chǔ)氣柜1只×8=8一只×8=8V—3/100中壓壓縮機(jī)1臺(tái)×21.8=21.81臺(tái)×21.8=21.82.8m3液化罐1只×4=41只×4=45m3低溫房1套×5=51套×5=5土地使用費(fèi)（10萬元/667m3）5×10=5015×10=50SV—30天然氣壓縮機(jī)1臺(tái)×7=71臺(tái)×7=71.5m3CNG高壓氣瓶3只×6=183只×6=18CNG加氣機(jī)1臺(tái)×3=31臺(tái)×3=3合計(jì)539.8743表2兩種方案需流動(dòng)資金項(xiàng)目有汽爆預(yù)處理方案投資/萬元不用汽爆處理方案投資/萬元生物質(zhì)原料費(fèi)1500t×200元/t=301500t×（0.8×0.45÷0.6÷ 0.29）×200元/t=62.07蒸汽耗費(fèi)0.15t/h×20h×300d×130元/t=11.7 0全部電費(fèi)0.7元/kWh×（1500t×808kW+5kW0.7元/kWh×5kW×2×24h×24h×300d）+540000m3××300d+540000m3×0.150.15元/m3=11.54元/m3=13.14直接人工費(fèi)8人×300d×40元/（人.d）=9.610人×300d×40元/（人.d） =12.0管理維護(hù)費(fèi)用1013產(chǎn)出效益年產(chǎn)出效益主要由銷售CNG和CO：兩部分組成。共計(jì)179.82萬元。CNG年銷售額：37.8萬m3x3.6元/m3=136.08萬元。CO2年銷售額：16.2萬m3x2.7元/m3--43.74萬元。經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)采用一臺(tái)年處理量為l500t汽爆設(shè)備預(yù)處理秸稈生產(chǎn)沼氣的成本和效益如表3所示(i以10%計(jì)算)。從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析，在該項(xiàng)目的全部存在期內(nèi)其累積凈效益現(xiàn)值大于零，益本比大于l，投資回收期為7.43年，內(nèi)部收益率大于17.89％，因此該項(xiàng)目是可行的。表3蒸汽爆破預(yù)處理秸稈生產(chǎn)沼氣成本和效益分析年份成本/萬元效益/萬元凈效益/萬元折算因子成本現(xiàn)值/萬元效益現(xiàn)值/萬元凈效益 累計(jì)凈效益0539.800.00-539.801.00539.800.00-539.80-539.80172.84179.82106.980.9166.22163.4797.25-442.55273.32179.82106.500.8360.60148.6188.02-354.53373.82179.82106.000.7555.47135.1079.64-274.89474.35179.82105.470.6850.78122.8272.04-202.86574.91179.82104.910.6246.51111.6565.14-173.72675.49179.82104.330.5642.61101.5058.89-78.83776.10179.82103.720.5139.0592.2853.22-25.60876.75179.82103.070.4735.8083.8948.0822.48977.42179.82102.400.4232.8476.2643.4365.911078.13179.82101.690.3930.1269.3339.20105.111178.88179.82100.940.3527.6563.0335.38140.491279.66179.82100.160.3225.3857.3031.91172.411380.48179.8299.340.2923.3152.0928.78201.181481.34179.8298.480.2621.4247.3525.93227.111582.25179.8297.570.2416.6943.0523.36250.47采用汽爆預(yù)處理技術(shù)方案項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)參數(shù)為：累計(jì)成本現(xiàn)值=539.8+577.45=1117.25萬元累計(jì)效益現(xiàn)值=萬元凈現(xiàn)值=250.7萬元益本比=1367.73/1117.25=1.22投資回收期=內(nèi)部收益率=17.70%（其中，當(dāng)i1=17%時(shí)，=16.68；當(dāng)i2=18%時(shí)，=－7.25）對(duì)未采用汽爆預(yù)處理技術(shù)進(jìn)行秸稈厭氧發(fā)酵的方案采用同樣方法計(jì)算得到，其NPV在全部存在期內(nèi)為－166.76萬元。所以該項(xiàng)目方案經(jīng)濟(jì)上不可行。2.4結(jié)果與討論以生物質(zhì)秸稈為原料，采用汽爆預(yù)處理技術(shù)對(duì)秸稈進(jìn)行預(yù)處理后發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的技術(shù)是可行的，是一種社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益都很顯著的生產(chǎn)活動(dòng)。有著項(xiàng)目投資小(539.8萬元)、投資回收期合理(7.53a)、益本比高(1.22)和較高的內(nèi)部收益率(17.70%)的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，我們也應(yīng)看到，蒸汽爆破預(yù)處理應(yīng)用于實(shí)際的秸稈厭氧發(fā)酵工程中時(shí)?？赡軙?huì)受到蒸汽源及蒸汽壓力不足、生物質(zhì)原材料價(jià)格波動(dòng)等不確定因素的影響和制約。不采用蒸汽爆破預(yù)處理技術(shù)的方案在全部15年存在期的NPV值為－166.76萬元，小于零，方案不可行(兩種方法均未計(jì)入其沼渣和沼液的收益)。如果考慮到其環(huán)境效益和公益性，鑒于目前未經(jīng)預(yù)處理的秸稈厭氧發(fā)酵項(xiàng)目還有運(yùn)行的情況．說明蒸汽爆破預(yù)處理技術(shù)應(yīng)用于沼氣生產(chǎn)是具有可行性和一定商業(yè)價(jià)值的。參考文獻(xiàn)[1]江澤民.對(duì)中國(guó)能源問題的思考.上海交通大學(xué)學(xué)報(bào).2008,42(3):345-359.[2]孫振鈞.中國(guó)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)及發(fā)展取向.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2004,20（5）：1-5.[3]孫辰,劉榮厚.稻稈NaOH預(yù)處理及厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的試驗(yàn)研究[J].農(nóng)機(jī)化研究，2010(4):127－129.劉培旺，袁月祥等．秸稈的不同預(yù)處理方法對(duì)發(fā)酵產(chǎn)氫的影響【J]．應(yīng)用環(huán)境生物學(xué)報(bào)，2009，15(1)：125-129．張強(qiáng),等．玉米秸稈濕氧化預(yù)處理同步糖化發(fā)酵酒精[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2010，26(9)：292—295.[4]全國(guó)人大常委會(huì)辦公廳，中華人民共和國(guó)可再生能源法.北京：中國(guó)民主法制出版社，2005[5]楊立，等.不同秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣效果的比較[J].可再生能源，200826(5):46-48）[6]AngelidakiL，EllegaardL，Acomprehensivemodelofbioconversionofcomplexsubstratestobiogas.BiotechnologyandBioengineering，1999，63（3）：363-372.[7]中國(guó)新能源網(wǎng)/html/2006-12/2006124-12622.html[8]YSun,JCheng.Hydrolysisoflignocellulosicmaterialsforethanolproduction.BioresourceTechnology，2002(83)：1-11.[9]Hahn-Hagerdal，BJppsson,HSkoog,etal.BioehemistryandPhysiologyofxylosefermentionbyyeasts.EnzymeandMicrobialTechnology,1994,（16）：933-943.[10]李穩(wěn)宏，吳大雄，高新等.麥秸纖維素酶解法產(chǎn)糖預(yù)處理過程工藝條件.西北大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1997,27（3)：227-230.[11]PalmqvistE，Hahn-HagerdalB.Fermentaionoflignoeellulosiehydrolysates:Inhibitorsandmenehanismsofinhibition.BioresourceTechnology，2000,74（1）：25-33.[12]呂欣，坂志朗，董明勝等.用加壓熱水預(yù)處理山毛櫸樹粉生產(chǎn)燃料乙醇的初步研究.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào).2008,24（3）：219-222.[13]桂江生，應(yīng)義斌.微波干燥技術(shù)及其應(yīng)用研究.農(nóng)機(jī)化研究.2003,（4）：153-154.[14]李靜，楊紅霞，楊勇等.微波強(qiáng)化酸預(yù)處理玉米秸稈的乙醇化工藝的研究.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào).2007,23（6）：199-202.[15]唐愛民，梁文芷.纖維素與處理技術(shù)的發(fā)展.林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè).1999,19,（4）：81-88.[16]WrightJD.Ethnolfrombiomassbyenzymatichydrolysis.ChemEngProg，1998,84（8）：62-74[17]羅鵬，劉忠.蒸汽爆破法預(yù)處理木質(zhì)纖維原料的研究.林業(yè)科技，2005,30（3）：53-56.[18]劉仲齊.生物乙醇轉(zhuǎn)化技術(shù)的研究進(jìn)度.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1999，（12）：64-68.[19]覃國(guó)棟,等.酸預(yù)處理對(duì)水稻秸稈沼氣發(fā)酵的影響[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)科學(xué)版),2011,29(1):58-61.[20]馬興元,等.酸性預(yù)處理對(duì)生物質(zhì)秸稈干式厭氧發(fā)酵的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011，39(25)：15584—15585.[21]CurreliNicoletta,AgelliMado，PisuBrunella,eta1．Completeandefficientenzymichydrolysisofpretreatedwheatstraw[J]．Processbiochemistry，2002，37(9)：937-941．[22]楊立,等.稀堿法預(yù)處理對(duì)秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣的影響研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011,39(15):9165-9166.[23]康佳麗,李秀金,朱保寧,等.NaOH固態(tài)化學(xué)預(yù)處理對(duì)麥秸沼氣發(fā)酵效率的