秸秆都去哪了?秸秆综合利用还可以这样做!

骆编辑 2023-04-24 16:24:31
鲁班园实木智造栏目主编

英国康拜公司率先将新一代交联反应机理运用到了制板领域,建成了全球第一条零甲醛秸秆制板生产线。

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清明谷雨之间,转暖的气温和连绵的 春雨为长江南北的麦田带来了勃勃生机。在充沛雨量的滋润下,小麦开始拔节、孕穗,等待着丰收季节的到来。

秸秆都去哪了?秸秆综合利用还可以这样做!

我国是一个产粮大国。2022年,中国粮食作物播种面积为1.18亿公顷,粮食产量达到了6.87万吨。在巨大的粮食产量背后,每年产生的农作物秸秆也是一个天文数字。据测算,2020年我国秸秆理论产量已接近8亿吨,这些秸秆与收入粮仓的粮食一样,也是作物通过光合作用合成的产物,具有极高的利用价值。为了利用秸秆资源,在漫长的农业文明发展历程中,人们持续进行着不懈的尝试。在古代,作物秸秆常见于从欧洲英格兰到中国长江中下游流域的建筑中,把秸秆烧成草木灰也很早就被用来增加土地肥力。在中原地区,人们将麦秆晒干上色,形成了麦秆拼贴画这一非物质文化遗产。在更多地区,干燥的秸秆作为易燃物成为了生火取暖的绝佳材料,这种以秸秆作为燃料的传统一直延续至今。随着时代的发展,秸秆在各个领域中的作用逐渐被新出现的资源和材料取代。在很长一段时间里,田间直接焚烧成为了消化多余秸秆的主流做法,而随之而来的就是集中焚烧带来的大气环境污染。

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而未经焚烧的秸秆直接粉碎全量还田,则难以达到预期保持土壤肥力的积极效果,反而还带来了病虫害加重的可能,由于无法对秸秆展开高效的综合利用,秸秆已从利用了千年的资源变成了棘手的农业固体废弃物。实际上,人们利用现代手段对秸秆综合利用的探索已经持续了数十年,但是由于秸秆特殊的组成成分,实现高效利用始终面临着极大的困难。为了托起沉重的种子,秸秆主要以木质素和纤维素结合而成,木质素赋予秸秆刚性,而纤维素则让秸秆富有韧性。除了这两种主要成分外,秸秆外皮还包裹着可以保护作物免遭有害物质侵袭的蜡质,而在秸秆的穰里则储存了保障作物生长的糖类。在通常的工业化应用中,秸秆的各种成分都能分别被派上用场,但当这些成分有机组合在一起时,紧密难分的结构似乎成为了秸秆综合利用难以逾越的一道坎。木质素可以作为制板的材料,但木质素和纤维素致密的结合体却使得传统人造板的制板方法对秸秆难以起效;纤维素和糖类是饲料的优良组成部分,但木质素和蜡质的存在使秸秆的适口性极差,尤其对反刍动物而言更是难以消化。为了有效利用秸秆的各部分资源,在分离秸秆组分的路线上,科研人员尝试了各种方法。通过爆破切断木质素与纤维素之间的化学键,秸秆中的木质素得以成为有效的制板材料,而通过发酵等手段,秸秆也可以转化为乙醇、沼气一类的能源。但是,当产量逐渐提升后,爆破法和发酵法带来的高成本和低效率使这些项目缺乏盈利能力,很难自我造血。秸秆综合利用的尝试再一次进入了瓶颈。在分离秸秆组分的尝试遭遇障碍的同时,另一种技术路线正在逐步成熟。依赖有机材料合成上的技术进步,来自英国帝国化工和剑桥大学的研究人员发现,新一代的聚氨酯材料(MDI)可以在一定条件下使秸秆的成分更加紧密联结在一起,形成网络状的高强度生物质高分子聚合物。这一发现给利用秸秆资源提供了一种新的可能,英国康拜公司率先将这一交联反应机理运用到了制板领域,建成了全球第一条零甲醛秸秆制板生产线。

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由于不需要通过爆破等手段分离秸秆的化学组分,这种利用秸秆制作人造板的方法迅速在种植棉花、小麦的巴基斯坦和种植水稻的菲律宾得到了初步应用。2001年,在上海市科委的支持下,英国康拜公司的秸秆制板技术被引入我国。当时的进口技术为国内的科研人员打开了一扇新的大门。从制板原理上看,使用MDI制成的板材具有比传统脲醛树脂板更致密的结构,而且能够从原料和流程上完全避免脲醛树脂做人造板的甲醛排放问题。康拜技术落地中国之后,上海康拜立即着手进行秸秆制板的应用和推广。然而,英国先进技术的实用性和性价比不足,在商业推广上具有很大的局限性。在这样的背景下,上海康拜从技术引进者逐渐成为技术创新者,在引进技术的基础上,开始了十余年的科研攻关,实现了在更低的成本下实现比传统板材更好性能的人造板行业奇迹,获得了包括10项发明专利在内的19项专利和4项软件著作权,掌握了国内常见的玉米秸秆、小麦秸秆、棉花秸秆等不同类型秸秆的制板工艺,并扩大了单条生产线的产能,使纯秸秆制板从一个具有超前立意的验证性技术转变成了具有优秀盈利能力的实用化技术。 

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解决了市场关心的难题,上海康拜的发展也走上了快车道。2015 年 2 月,“JB-C 康拜秸秆板生产线”被批准为上海市高新技术成果转化项目,自2016年起,上海康拜连续获得“高新技术企业”证书。多年的技术创新和积淀也使上海康拜掌握了纯秸秆制板行业内最为完善的技术储备和包括喷胶、脱模等在内的独家技术,成为了纯秸秆制板领域唯一的设备供应商,并逐渐将秸秆综合利用延伸到高品质饲料生产、秸秆板3D饰面喷绘等领域,使秸秆的利用方法更多、秸秆综合利用的盈利能力更强。

随着农业现代化和固体废物综合利用的不断推进,秸秆综合利用成为了当前农业发展的一个焦点。吉林省高度重视秸秆综合利用产业的发展,2019年8月,景俊海省长(现任省委书记)会见全国企业家走进吉林代表团,上海康拜董事长王步宁全面介绍了零甲醛环保玉米秸秆板项目,景省长仔细观察了秸秆板产品样板,认为是个潜在的千亿产业,希望在吉林大力发展,并指示在长春和四平进行试点,成功后在全省各地市全面推广。根据吉林省“十四五规划”,吉林省将全面实施“秸秆变肉”工程,肉牛、肉羊、奶牛和梅花鹿将分别发展到1000万头、1000万只、20万头和100万只,亟需把废弃的玉米秸秆资源转化为肉和奶的生产资料,秸秆饲料化应用将达到2500万吨/年。上海康拜首创了玉米秸秆皮穰叶分离,并将难以转化为饲料产品的玉米秸秆皮制成零甲醛板材,而留下的玉米秸秆穰叶是优良的原生态饲料基材。吉林省将建设300套零甲醛玉米秸秆板生产线,实现年产900万立方米零甲醛秸秆板,可大大缓解东北地区森林禁伐带来的木材资源不足。同时产出900万吨生物饲料基材,可加工成1200万吨的生物饲料,占全省规划饲料化应用秸秆总量的48%,成为秸秆饲料化应用的生力军,有效填补饲料缺口,保护国家粮食安全。

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在全国范围内,截至2023年,康拜秸秆制板系统已经落地安徽、吉林、黑龙江、山东和新疆等多个省市自治区,康拜纯秸秆制板项目也已进入国家发改委重大项目储备库。康拜纯秸秆板也已在地板、门板、家具和其他应用模式中得到了广泛利用。

唐肃宗上元二年,杜甫在以泥为胶、秸秆为顶的茅屋里写下《茅屋为秋风所破歌》,“安得广厦千万间,大庇天下寒士俱欢颜”的感叹得以广为传诵。一千两百多年后,在康拜技术的支持下,同样的秸秆已经堪当大用、不惧风雨,并在上海市的人才公寓、公租房等建设项目中得到了广泛的使用。通过康拜秸秆制板技术,秸秆的综合利用已经打开了新的篇章。

信息来源:康拜长春装备基地

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