[发明专利]一种利用秸秆自然霉变产热的方法

说明书

本发明公开了一种利用秸秆自然霉变产热的方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：将玉米秸秆粉碎，备用；步骤二：将50~1000g碎玉米秸秆、0~300g玉米粒、100~2500mL水、0~1000g羊粪干粉、0~1g磷酸二氢钾、0~20g尿素、0~5g磷酸氢二钠置于反应容器中在环境初始温度为23.0~28.0℃的条件下进行堆肥15~100h。本发明利用秸秆的自然霉变，在分解秸秆的同时，将秸秆霉变过程释放的热能用于农村供暖的技术，该方法不仅能分解秸秆并利用热能，还可以将分解后的产物作为肥料还田。

技术领域

本发明属于农业技术领域，涉及一种秸秆资源的利用方法，具体涉及一种通过霉变腐解秸秆，在利用霉变产生的热能供暖的同时，将秸秆转化为小分子有机物和无机养分释放还田的方法。

背景技术

我国是农业大国，秸秆产量巨大。中国统计年鉴表明，2018年我国农作物秸秆年产量近12亿吨。秸秆是具有较高利用价值的可再生生物质资源，秸秆不仅含有纤维素、木质素、无机盐等多种宝贵的物质资源，还具有较高的能量密度，秸秆的热值约为19MJ/kg，相当于标准煤的0.65倍。但随着经济发展和工业化的推进，秸秆的需求量迅速降低，超过65%的秸秆被废弃或焚烧，因此造成了严重的资源浪费和环境污染。在北方，秸秆的肆意焚烧带来的大气污染已成为冬春两季雾霾频发的主要原因。因此，秸秆资源的高效清洁利用已成为众多专家和学者关注的热点。

由于我国以煤为主的资源特点以及农村居民分散居住的生活习性，长期以来，我国农村地区冬季取暖以散煤、生物质直接燃烧取暖为主。截至2016年底，我国北方地区取暖用煤年消耗约4亿吨标准煤，其中农村地区散烧煤（含低效小锅炉用煤）接近2亿吨标煤，热效率仅30～40%，不及区域大型锅炉热效率的一半，而传统柴灶薪柴的利用效率仅为15%左右，这造成了巨大的能量浪费。此外，北方农村地区供暖期间大量散煤、薪柴的低效燃烧已被公认为是雾霾的重要成因之一，这严重威胁到农民的身体健康和大气环境质量。我国的能源危机、环境严重破坏已经到了很严峻的地步，农村的供暖用能也不容忽视。当前，农村的供暖方式已经不是舒适性和简单的能源问题，而是已经演变成了环境问题、生态问题和可持续发展问题。

堆肥是一个古老的研究与实践领域。根据中国最早的古代农业文献，西汉泛胜著《泛胜之书》记载，古人发明了一种叫“区田法”的耕作方法，其实质是现代农业生产推行的秸秆还田方法。秸秆废料翻耕入土后，靠土壤中的自然微生物分解发酵和沤熟秸秆废料成为肥料，这是我国历史上对沤肥最早的认知。正是依赖于堆肥及有机肥的长期投入，中国的粮食产量以及农业才得以数千年保持经久不衰，堆肥技术的伟绩也在《四千年的农民》、《齐民要术》、《农业圣典》等经典著作中得到推崇。

堆肥又是一门现代化的工程科学，欧美日等发达国家在上世纪末即已建立起复杂纷繁的现代堆肥工艺及工程系统。在政府环保政策的强力推动下，相应的城乡堆肥设施已基本建成。相比之下，中国目前正处在传统农家堆肥逐渐衰退和现代工业化堆肥刚刚起步的阶段。

如能在传统的堆肥技术基础上加以改进，以资源丰富、极低成本且高能量密度的秸秆作为农村供暖的热能的来源，并将霉变腐解产物作为肥料还田，不仅有望提升广大农村的供暖质量、降低供暖成本、减少煤炭和生物质的燃烧，改善大气环境；还可以通过腐解产物还田增强土壤肥力，促进作物生长，从而实现秸秆资源物质与能量的高效利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用秸秆自然霉变产热的方法，通过借鉴传统农业技术，在堆肥技术的基础上加以改进，为目前堆肥技术不能长期持续产生热能的问题提供解决思路，初步实现热能持续、稳定且可控地输出。本发明利用秸秆的自然霉变，在分解秸秆的同时，将秸秆霉变过程释放的热能用于农村供暖的技术，该方法不仅能分解秸秆并利用热能，还可以将分解后的产物作为肥料还田。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种利用秸秆自然霉变产热的方法，包括如下步骤：

步骤一：将玉米秸秆用铡刀粉碎至粒径为1~5cm，备用；