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【农村能源-秸秆气化】秸杆气化炉

【农村能源-秸秆气化】秸杆气化炉

时间:2007-12-17 10:33:26 | 作者:admin | 点击: 151  
0 c$ X& [2 D( q* i3 Y, y6 V* h! L$ i  m" \* A3 T' p
  项目介绍
3 h. S( V/ B0 w% R8 A. Y/ F9 r% J& n" |3 `$ N9 {( l
  一、产品开发概述" ~5 N5 W, y* B$ S: `! L: T

  ]7 p6 ~1 B- t1 V  燃气炉制造的秸秆燃气,属于绿色新能源,具有强大的生命力。由于植物燃气产生的原料为农作物秸秆、林木废弃物、食用菌渣、牛羊畜粪及一切可燃性物质,是一种取之不尽,用之不竭的再生资源。然而,在我国目前农村能源结构(秸秆燃气、天然气、液化气、沼气、太阳能、电、原煤、蜂窝煤,原植物燃料)当中,唯独有秸秆燃气最经济、最方便、最节能、最适用,不仅使用安全,而且清洁卫生。每个农户每天只需植物原料3-5公斤,方可解决全天生活用能(炊事、取暖、淋浴),并且像液化气一样燃烧,完全可以改变我国农村烟熏火燎的生活方式,完全可以取缔传统柴灶,替代液化气。
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  二、产品性能特点# ?0 |0 W# @9 }7 ]9 m- m! y4 ?
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  1、不要任何添加剂:取任何可燃性物质一种即可使用。4 n! @' {! S! D+ w& C  b9 l

7 `7 ~( s9 H$ F) ^( c2 ^  2、用途广:做饭炒菜、烧水取暖、乡镇企事业餐厅、城市排挡、煮牲畜食物以及淋浴、温床增温等。" Y, [' ^0 p! s; ~
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  3、环保节能:每公斤燃料可产生燃气2.1m3,使用过程中无烟尘排放,每加2公斤燃料,可以持续使用燃气90-180分钟,途中不断气。- B1 y2 B' X/ y+ p( `2 N4 b$ O
8 [  E5 ^* S+ a# u
  4、使用安全:秸秆燃气属于常压,无任何安全事故。- @& D6 V- ~6 j8 X/ d5 [
3 C6 O" s. p! n2 ]
  5、炉灶分离:炉灶安装均通过管道连接,距离在10米内可任意安装,完全能隔离秸秆粉尘污染,提高生活质量
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5 V5 O" Z+ v, p  C  6、产品结构:组装型,组装件为全机械制作,产品精度高4 m. j1 Y0 [! ], w

+ y( F- p( P2 \  b( m9 N  7、粘接材料:炉体连接处焊接率为5%,整个炉体采用耐火化工原料配方,粘接后高温不开裂,不老化,不脱落易拆除。3 N; H0 ?% V9 L! w1 B: o) n

! h( g3 b9 \3 }  8、产品轻便:每台炉重46公斤左右,高70公分,直径38公分。5 x. N0 b  \" i/ q4 @

! l" Y1 }% w. d0 S# l! J. \+ i  9、使用寿命:用户能在60分钟内拆装修复,使用寿命10-15年。
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& }+ L5 N9 v# o. M7 j& M  三、三大功能
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  C9 J. t2 E* G$ A  1、炊事 做饭、炒菜、烧水(包括煮牲畜食物)
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$ d. s% U! q& A& ~6 Z  2、取暖 安全、卫生、环保(相当于3000W电炉)& _& D) Q5 y: m) A

% O$ G' \; w& l! |4 a+ i6 [' \. p  3、淋浴 水量大、温度高、成本低、四季可洗浴
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  市场前景
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  秸杆资源的综合利用是近年来兴起的一门技术。目前,我国每年可利用秸秆约 7 亿吨,但其有效利用率不足 50% ,其余部分大多被放火焚烧付之一炬。这不仅给环境带来了极大的污染,更可惜的是浪费了宝贵的植物资源。为此,朱熔基总理多次要求科研单位“要下决心解决秸秆的焚烧问题”。
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' W8 }2 o0 H7 I" {  g  秸秆综合利用一直是国家积极支持的重点开发项目,享受国家多项政策扶持和税收优惠。随着我国经济的可持续快速发展,石油、天然气、煤气等一次性资源供需缺口逐年增大,人们迫切需要一种低价、节能、安全、洁净的新型燃料进入市场。国家有关部门及科研单位一直都在积极寻找新能源。如何将低热值的秸秆资源转换成高效、洁净的生物质燃气,造福人民,被列入国家“九五”重点攻关项目。/ f0 a; @: g  H: m8 A
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  家庭型、小型化生物质燃气秸秆 ( 柴草 ) 气化炉的诞生。突破了秸秆气化机组不能单户使用,不能小型化,难以普及推广的缺陷,填补了国内空白。该技术的成功问世,为最终解决我国秸秆的科学转化、高效利用作出了巨大贡献,为秸秆的大幅度增值和洁净燃烧开辟了一条可持续发展的道路。广泛适用于各个领域,极大地满足了人们的热能需要,特别是在农村市场易于大规模的普及推广,市场前景不可估量。) A5 h. x7 t. x
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  1、原料来源广泛:任何生物质都可作为原料。具体包括:稻草、麦秸、棉秆、玉米秆、高梁秆、稻壳、果壳、谷糠、树枝、锯末、刨花、杂草及各种植物藤类、茎类、叶类等;制药厂、糖厂、烟厂的残渣、废弃物、一次性饭盒、泡沫、塑料袋、废纸等。
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$ Q5 N6 ^+ X" J& m  ~) B* p* d  2、易于推广普及:家庭型生物质燃气秸秆气化炉灶与煤气、液化气相比,具有三大显著优势:一是价格优势,秸秆 ( 柴草 ) 生物质气化炉灶每台售价 160-280 元,且无需配套设施,实施速度快,方便实惠,一般家庭特别是农村家庭都易于接受。而煤气、液化气等燃料价格贵且设备安装、城建等配套设备投资巨大,实施速度缓慢。二是资源优势:制造秸秆生物质燃气原料为每年可再生资源,随处可取,原料几乎零成本。后者属一次性能源,随着资源的 逐渐减少,价格将不断上升。三是安全优势:秸秆气使用安全可靠,不存在象煤气、液化气 等在储存、运输、使用条件下易爆、易泄漏等危险。以上优势将确定生物质燃气秸秆(柴草)气化炉灶在农村市场上的霸主地位,极易推广普及。
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2 ^( I! L: h& U/ [  C" R+ B4 }" l  3、燃烧技术先进,市场前景可观:生物质燃气秸秆 ( 柴草 ) 气化炉灶燃烧技术科学,处国内领先水平。该产品市场需求量大,投资利润丰厚。投资者在短期内即可获利。
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) _1 ^6 Y, M7 c4 M" f  可行分析
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* G% A2 r5 w3 I( w  ----生产可行性分析报告% |: ^$ b0 ?9 X0 B+ [5 \) k" S5 s
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  一、技术背景5 |  M, H5 \# G6 F" ^$ T

: I& J( d8 r2 a% y  我国的热能源主要依赖于天然气、石油液化气、煤,农村由于经济发展缓慢,主要还用柴草、秸秆作为热能源。
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- S# Z; C- h7 N6 C8 ^, U  而根据国际能源机构的统计,假使按目前的势头发展下去,不加节制或废料利用,那么,地球上这三种能源能供人类开采的年限,分别只有40年、50年和240年了。四五十年。从人类历史的角度来看,实在是非常非常的短促。* Z% I: K6 R& w- h* Q6 ^. g/ d

  v( ]* u: C" u1 |, i  千百年来,农村一直利用传统的土灶燃烧柴禾、秸秆,加大了劳动强度和资源使用量,从则面看是一种浪费。虽然现在农村也开始利用煤、液化气。但还是很难跟上城市的步伐。我国土地辽阔,生物质废料取之不竭,只有通过大面积焚烧来消灭,这样既是一种资源浪费,也给环境造成破坏。科学家一直在研究这种丰富的废料如何升值利用。* b; G  H  L8 v( g
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  早在二十世纪九十年代,就开始使用一种生物质秸秆气化集中供气系统,但由于这种工程造价昂贵,单元总投资近30万元,户均投资在3000元以上,一次性投入较大,用户支付困难;二是必须整村连片推广,但农户居住地散乱,较难集中;三是供气时间统一,用户使用极不方便。。* O7 |* Z6 z% s& e8 y
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  后来不少科学家、发明人开始研究小型的家用生物质气化炉,并不断地技术创新,终于在近两年取得重大突破。开始大规模生产应用。并在2000年全国再生资源利用与环保成果展览会上该技术荣获绿色杰出贡献奖
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  二、技术原理
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  多功能家用秸秆气化炉采用生物质气化技术,可将固态生物质原料以热解反应转换成方便清洁的可燃气体。其基本原理是将生物质原料加热,在缺氧燃烧的条件下,使较高分子量的有机碳氢化合物链断裂,变成低的烃类、CO和氢等。这种方法改变了生物质原料的形态,使用更加方便,而且能量转换效率比固态生物质的直接燃烧有较大的提高,并有利于净化空气,保持生态平衡。; ?5 {$ V/ @7 ?1 s  j" h
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  原理流程:2 W; O7 o1 b4 i( e" D6 `2 q
0 J! `* k1 o; }) d2 q% Z- s
  秸秆(固体)生物制气技术 ——————→生物质燃气(气体)管道连接灶具 ——————→燃烧(高效利用)。8 ~: v+ W! i4 O1 O8 B
( |+ I; r0 A5 ~& }9 Z
  即:富含碳氢元素的植物秸秆经秸秆生物质燃气发生炉作用使其变成一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体,致使秸秆中的能量全部转变成气体,再将可燃气体经管道与燃气灶连接,来实现蒸煮食物及满足各类加热需要。
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- F, E4 ^" Z6 H6 ~, E0 F7 m8 R+ f  三、技术特点
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) d) M! G; w5 k2 n) S  使用多功能家用秸秆气化炉,只需将秸秆、柴草、谷壳、锯末等农林可燃植物填进炉膛,瞬间便能产生足量的优质燃气可供燃烧。这种由生物质转化所得到的气体燃烧时火力猛,火焰清澈,几乎不排放烟雾和粉尘,无需任何添加剂,连续投料连续产气,能充分保证农家炊事需要,将农家自产自用燃气的梦想变成了现实。多功能家用秸秆气化炉的优异性能体现在以下方面:% S6 z  z# @; W* ^0 }
0 ]0 r: L+ ?* ~; }
  1.经济适用7 ~% q! G& j+ M$ ^/ j) N

' x$ F, o4 h  v! {. M  由于多功能家用秸秆气化炉充分利用了广大农村现有的燃烧物,实现了只买炉子不买气,顿顿用燃气,一次投资,长期受益,其经济性是使用其它炉具所不能比拟的。, i0 t. f/ Q: t% F$ p/ P

6 v% J, r: Y$ y! y" K$ z: w  S& B, ]  2.用途广泛
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  以柴变气,以气代柴,适用于农家炊事、洗浴、保温、烘干等多种用途。利用附带的热水层,常用热水源源不断。与炉具配套使用的取暖装置,还解决了北方地区农家的冬季取暖问题,深受北方用户欢迎。. y' ~/ X4 v6 t" P4 F& R

4 ?. f7 h) J9 {2 }  3.使用方便
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6 K% f1 v) C% Y1 U' l. D  F6 q  只需1-3分钟即可产气,封火时间可达24-48小时;炉灶分离,操作简便。
: k+ u/ `5 \. ~  Q" h9 A- L* a9 I3 z0 X6 i) Q4 H  Z' U5 S
  4.节能环保. u, O) C3 @0 t

1 |( `) ?3 h8 I) ~  多功能家用秸秆气化炉气化率高,一般家庭每天只需4-8公斤柴禾即可满足日常需要,改善了农家的生活条件,使农家厨房能保持干净卫生的环境。产品在广大农村推广后,可以减少90%的烟尘排放量,使空气得到净化,具有显著的环境效益。. P9 [! R- s5 D1 b/ P
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  5.原料易得8 n1 T2 a+ V$ P( K5 h3 V1 b2 ?
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  柴禾、稻草、稻壳、秸秆、谷壳、谷糠、锯末、刨花、杂草、藤条等农林可燃植物均可作为燃料,在农村有着取之不尽,用之不竭的生物能资源。
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  6.设计新颖; q5 B( f( P6 ]5 O: C' Q( b! S3 b

. g- m: M1 r7 _  炉灶结构简单,造型美观,型号多样,可满足不同家庭的需要。多功能家用秸秆气化炉以其优异的性能,对高效利用秸秆资源,保护生态环境,提高农民生活质量,促进农村可持续发展有着重要意义。该技术的推广应用,不仅让亿万农民直接受益,也为广大投资者提供了难得的机遇。$ P# p8 E" l! h5 d$ }$ ]5 T

" a, A( X6 Q( D- o0 \: F  表1.四口之家使用不同燃料的经济性比较
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/ h# C& Z; H3 g$ I9 O  J: t  名称 月用量 单 价 月需费用 年需费用
& Q" I* F) @, ]8 z$ Q2 R  O1 h( P; P. b' u+ g0 U# f
  秸秆气化炉 150Kg柴禾 自产不用计费 电费 3元 36元/ y6 }1 k% H5 |/ s8 k/ g
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  合成液化气 1-2瓶 (15公斤) 80元/瓶 80-160元 960-1920元
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  沼气 10头存栏生猪 自产不用计费 自产不用计费 沼气池建设费用2000: \0 N5 }, X0 ~& y  {6 C- c
; }6 t' [: `. s3 |) E( }: w
  石油液化气 1-2瓶(15公斤) 90元/瓶  90-180元 1080-2160元
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  蜂窝煤炉 150块蜂窝煤 约 0.45元/块 70元左右 840元左右
! |: P+ F% W$ i* p: j! w- [) U9 X0 H, |7 ~& Y
  四、技术指标7 M& m5 h9 b& C! k! d: \( O2 w
5 U% R5 T3 W; r) J& W8 o3 f
  表2.高效节能秸秆气化炉技术参数! s5 K: B6 a% H1 H: y0 l- |% R

8 B# |0 v- Y2 K1 Q. {  炉  体  圆筒式 风  机 30-60W
1 W  R3 B' B. h: o: ?# ~  X$ m8 F9 N: Y0 l1 m
  气化效率 57.6%-76.2% 炉堂装料量 5-18kg
1 p- Y# p& q9 q5 p0 S& i5 s$ o7 X5 f. P
  燃烧耗料 1.84kg/小时 产气速度 1-3分钟" Z) W5 ~7 e! @, l. }& s
( O' v* B/ Z7 R+ }8 l" v
  单位时间产气量 2.74m3/小时, ~2 u: E% T7 f5 d, h3 u+ h9 U
2 N6 b5 d- Y% I# l7 H
  单位物料产气量 1.48-2.2m3/Kg' F2 P+ C4 Z6 t
8 u7 K  g6 |: w( M+ p
  物料低位热值 18040KJ/kg
. k+ U8 s0 o& L' r4 f& \6 m4 R$ s4 \4 g7 A* `
  燃料低位热值 7013KJ/Kg8 j* J. r: f' O5 }! ^

8 r- Y- f# p$ `9 N6 S* Z  表3.高效节能秸秆气化炉环保参数
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  项  目 检测值 国家标准值
1 F, Z. Y* n& i4 _0 R$ v1 \. H* r/ f2 O) g2 }9 B, Y* R
  烟尘排放浓度 28-39mg/Nm3 120mg/Nm3% Z5 q: b$ e- s$ J) X/ `

& p# u" K2 K( Z+ L' k: J  烟尘平均排放速度 0.009kg/N 0.096kg/N
9 J% J- [  |9 u$ B  N  F9 y1 B
0 e# [) `$ G! a8 I+ d  二氧化硫排放浓度 10-14mg/ Nm3 550mg/ Nm31 {2 K& d6 T! U0 z, s

5 t# f3 D  {- g2 L$ q9 D. S  二氧化硫平均排放速度 0.003kg/N 0.739kg/N, ?3 }, e% X1 G) ~: P! w1 S

9 U/ l- Q8 k- ~4 w3 U: {7 }! r$ A  氮氧化物排放浓度 30-38mg/ Nm3 240mg/ Nm3
; [3 K. n; Z- h, |0 R( p5 w2 P3 v$ P5 `
  氮氧化物平均排放速度 0.008kg/N 0.219kg/N7 x5 q1 p  j2 M+ J
/ Y$ L# h6 D" b; S2 u5 _- p1 u
  林格曼浓度 0.5级 1级
; [- i* x3 _1 ?: j3 d/ E9 @
# J; c5 U; f) _& I  R$ N) V# u  五、生产条件
  v+ d9 O+ T2 q  r6 ?% q* N
" y2 U5 m$ |" W7 P* w+ R# s  投资生物质燃气秸秆气化炉灶项目的规模可大可小, 生产多功能家用秸秆气化炉不需特殊设备和特殊材料,具备一般机械加工能力便可。以建年产1000台的小厂为例,具体生产条件如下:# i6 |4 i* v9 K) ^; X0 E( |7 i

1 j' M$ }1 _/ i+ m0 e% t3 s  1.生产场地:厂房及库房80-150平方米(普通厂房即可)。
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  2.设 备:小型电焊、钣金工具等,设备总投资5000元左右,若大规模生产、部分设备可外协(具备机加工或钣金加工能力的企业生产该高科技产品无需设备投资)。
1 F/ R1 V. [6 E- O$ B% B  o6 W% b! Y( D" |: I2 |2 l! W: p
  3.主要原材料:普通钢板、管接头、开关、阀门、风机、铸件等
9 Q# L* f+ A5 i# R( I/ a* e5 U) l* ?; [% Q. X  r. R, D0 h
  4.原材料费用:根据规格可分为大型、小型等多种型号,其原材料成本为: 小 型:400元/套左右 大 型:600元/套左右 供暖装置:以供暖面积40-80平方米计算,成本约120-200元/套
. S* _- W0 f% M2 k8 I/ ^! G
4 I( f0 ?$ V0 S  5.流动资金:1-2万元。
6 C7 j" H* ?/ N" V
- \/ ~0 k$ B4 e) t0 _/ o0 ^  6.工厂人员配置:工人6名,技术人员及管理人员2-3名。
5 \4 D9 E/ C7 _& X/ L
, N7 I, F! a' z  7.建厂周期10~15天,对水电无特殊要求。
' B% ~5 T: X2 }; |7 b) {( l# Z$ ]# |5 s* V" V
  六、经济效益分析
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  1.秸秆燃气与煤、石油液化气、柴禾经济成本比较 (五口之家,月用量)见下表:0 [+ e( Y5 W3 _+ M9 R1 m

5 j" j. C- Q* p  T0 ]6 L( e2 z  名称 秸秆燃气 煤 石油液化气( I3 w" F, z3 j- G7 s0 y. B: d
6 E$ M, N: U0 E
  数量 /月 秸杆用量 130kg 100~300kg 1瓶(15kg3 J2 n) i0 ~6 Q6 v" q' k" W: M8 G& @

, w/ y  n9 {7 Z& F/ A! D) v  单价 10元/100kg 70元/100kg 80-90元/瓶, N. M2 B5 z7 A2 {6 h  X& M
* b9 {, U. ]' K' X" ]& o5 k
  合计 13-15元 70-210元 80~90元/ ?* h1 [0 b4 h, ?

$ r# h# T/ r6 R$ I  以上可以清楚看出,使用秸秆燃气炉其运行使用成本之低,经济效益之显著,远远超过其它常规能源产品。1 G( l9 x* C5 ?3 R* ]4 o

" C6 A& q/ z! [3 d1 I  2.成本效益概算(以家用微型炉为例、供3-5口之家使用)
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  材料类别单台(北京市场价)产   品- x6 K+ N+ x" E, `+ r
( n3 T: M; x! F1 n
  普通钢板及配套件原材料成本400元左右6 v0 |& R$ V; D% r; A

6 c& b9 H6 G& h, y! X' w/ Z2 B9 \  综合成本 g 450元
6 K0 Q8 b2 b4 P3 r2 q: b) d$ G: R! ^
/ u& B  y: k5 Q, q: f* O7 q% e  出厂价 680元4 d* \8 S' ]* d. \: ]
7 w; X; l  O8 E5 B) w+ N0 Z
  零售价 980元8 ?3 q7 {% S& Z, _
$ l% \" Q  \$ b; a
  利润 出厂价 -综合成本=利润9 J. r' K; V) y
4 ^* K) N% Z3 s
  980-450=530元
- h9 g' g0 _% z& t8 x
% r6 w$ `# g7 Q) c7 t* S  年 产 量 1000台  年 利 润 53万元" _# J. q/ d& B) L4 @" r7 B3 l& s  v
* O3 ^! |" W4 H; s" h
  从以上分析来看,该产品的经济效益无疑十分可观,即使按上述生产规模设计生产能力,也远远不能满足市场对该产品的需求。望接产方从实际情况出发,对当地的需求量,销售价等进行调查、咨询,并结合自己的投资能力,销售能力,以及政府的介入程度,对接产该项目将产生的经济效益做出进一步的论证。
( }: A9 [% E. h, V; v; W% Q! O) P$ m& ]1 G3 K
  多功能家用秸秆气化炉属于节能、环保产品,企业可申请减、免税。9 u, H( ]( [' Y

; {7 p+ v/ L! s5 B9 ]9 V1 L  七、生产、销售、服务体系的建立
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  1.生产体系的建立 多功能家用秸秆气化炉的消费主体是农家。而我国幅员辽阔,需求点分散,如果生产网点过于集中,则不利于产品推广。再加上远途运输将大大增加经营成本,因此,宜采取就地生产,就近销售的经营方式,在全国各地发展生产销售企业。
! n( y7 w5 d" u! T6 V( j. N
7 m; b, B- d; h! d  2.销售体系的建立 各生产企业也同时是销售商和售后服务商。各生产企业既可直接面向消费者,也可通过与经销商合作的方式,在当地县或乡镇广设销售窗口,建立自己的销售和服务网络。1 j: [- h. u. ?! o4 |$ t
% ]* Z! R) L* i- z, d- ^
  本中心在进行技术推广的同时,每天都接到大批来自全国各地的客户订购产品或寻求经销合作的信息,本中心将这些客户资源及时反馈至当地就近的生产商,有助于接产方销售体系的建立,为接产方迅速打开市场,扩大产品销售能起到促进作用。; X/ z  D* Z' J3 e

. y" G5 ?! ?* q6 z5 l# x( a- d  3.服务体系的建立 产品的售后服务由生产商实施。这里所指的服务体系侧重于本中心对接产方的后期服务。一方面,本中心将发挥自身的科研优势,对该技术成果进行不断地改进,及时为接产方提供后续技术支持;另一方面,本中心将借助自身的经济实力,就该产品进行全方位的形象宣传,为接产方提供强大的广告支持。2 {! ^; [/ F! u8 Y* c. _

9 O% n) \$ L1 N8 H/ I6 _2 k" z% O2 x  该服务体系的建立,将有助于技术更新进步,增强产品竞争力,促成接产方销售体系的建立,使该产品迅速得到推广普及,为接产方争取更大的利润空间。
; P5 E  T& t5 {8 ~; f3 \6 x3 u
0 c' F: ~. f0 C  投 资 分 析
& o* ]( B5 k2 M8 P2 p$ F4 j3 u. ^3 f' D! i2 F+ d2 P% K. ~: ]( O
  一 生产条件:5 y4 ~9 J/ t# w# a
. t& U0 m: V& {* L7 e8 f) {
  投资生物质燃气秸秆 ( 柴草 ) 气化炉灶项目的规模可大可小,具体生产条件如下:9 y8 ~* M% ^: x% I0 I( E

0 t: @' n  i# j7 ^  K% z; f1 w  1 、厂地 20 平方米,人员 2 人以上,流动资金 0.3 万元;
3 {: t- J( V& [) E4 [* N9 k% u0 ]9 V, s+ Y# H( e+ Z. G5 d
  2 、 设备投资:0.1 万元;
  E) R) s: ], b& }6 U( k3 k% W; U+ y
  3 、 主要设备:电焊机、剪板机、切割机;  W* j1 v3 y7 W( v* b% b6 F
3 N4 k- z8 Y; S# E+ Y0 t" I
  4 、 主要原材料:普通 0.8-1.0MM 铁板;9 _9 Z" K* N* q7 |  d9 C4 a

' V+ ]% l. E7 d  5 、 单炉原材料费用:50 元--80 元 / 套 ;
$ ~$ \/ |: |7 J( d9 ~: \7 G! r7 @
0 O3 C1 x, X7 }2 O! c; g  6 、 建厂周期 2 ~ 3 天,对水电无特殊要求。$ c* n. V+ F( y& I- g" v
$ ^8 T  @' y3 T9 F6 f
  二 燃烧原料:玉米芯、稻草、秸杆、谷糠等农家可燃物均可5 p( Z9 d' H6 h

; E; I4 r# c' y0 Z& h  三 经济效益分析:
! p$ z' E3 f1 Q- Z  b/ c, h, B/ A. k, F1 r3 E: L; k
  1. 本炉材料成本每台 50 元,综合成本 80 元 / 台 ;
; P' e" g2 P4 P" K% p0 H, N/ S: g: l! Y8 w8 v5 f4 n
  2. 市场销售在 180 元 -280 元 / 台,由此可见,年创效益是可观的。3 e# g, F7 h- ]/ L
* _. Q8 v+ m% a, `5 R# Z1 N, d9 k
  性 能 原 理& W" Q- H7 e* K/ a
9 v) ?' X" j5 L$ A5 w0 c7 W' b9 s
  (一)技术原理:
* @6 t  e9 k4 |) g9 U; Q
* s7 L3 E) ?: z  秸秆 ( 柴草 ) 生物质气化技术是在秸秆直燃方式的基础上,通过先进的生物质燃气制造技术和科学的快速热解方法及将各类植物秸秆 ( 柴草 ) 在直燃状态下进行复杂的物化反应而进行能量转换的过程。采取秸秆(柴草)烟气的二次循环燃烧(高效利用),即:富含碳氢元素的植物秸秆经秸秆生物质燃气发生炉作用使其变成一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体,致使秸秆中的能量全部转变成可燃气体来实现蒸煮食物及满足各类加热需要。
3 O1 c  u5 k$ ^/ z9 u
, r: ^' X, w* R/ H7 X1 Z3 q  (二)性能特征:0 S. l) _( s4 Y
4 a4 j' t/ w$ Y2 O2 o' ^4 q" R! H
  1. 生物质燃气秸秆气化炉能将各类农作物秸秆及农林废弃物直接转化成洁净的生物质燃气,通过特制的转换器燃烧。不加任何化学添加剂及配料。! W3 o' P  }6 ^* Q3 C

3 @: F0 i) O. {# G! e  2. 创新功能、超强稳压净化系统,使生物质燃气洁净燃烧,决无焦油、烟尘之忧。, o  j1 x# ]* s. L( Q( ~

" ^9 |# d) K& R- L1 l  3. 采用科学的风、气配比形成循环风道,无需风机,即通过三次配风过程及风道配风控制,火力大小可调。' Z: O. r: \" U# X8 _" ?8 |
3 z: O  x4 o% T5 }2 U
  4. 燃烧启动速度快( 只需一条报纸 ),即点即燃。封火后再次启动仍是即点即燃。
; Z- T! h% S6 k& h3 u( W6 Q8 K1 [! q, c9 a
  5. 独创生物质燃气燃烧系统启动速度快,且可将焦油转化为高能燃烧气燃烧。火力猛、热效利用率高,比秸秆直燃炉灶提高热效利用率 400% 以上,各项环保指标均符合国家标准。
' y- [" e, i0 ]) G: C
( e2 m( x8 S% ^2 H  6. 能耗低、日用秸秆仅需 3 - 4 公斤(成本几乎为零),一次装料可连续燃烧 3 - 4 小时 ( 牧区使用牛粪、马粪、羊粪连续燃烧时间可达 6 小时 ) 。
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  7. 本炉设计思想独特、技术先进、结构科学、体积小、操作方便,安全可靠,制作简单,操作容易
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秸秆气化技术及集中供气系统

(山东省科学院能源研究所) ! r& A- l+ R* q8 T1 K3 ?4 s8 S
5 b9 h4 @) b4 ]) K
    我国秸秆资源大量消费和农村商品能源紧张的局面,已引起政府和社会的关注。这个问题又与农民生活质量的提高及农村生态环境的改善紧密相连。寻求秸秆利用的新模式,改变农村燃料结构,改进农民炊事方式,已成为广大科技人员研究的重要课题。: e4 z" X) j0 Q  E& _* E
/ V0 H( }( x! [) W* b* M9 L% N
    山东省科学院能源研究所致力于生物质热解气化和农户燃料的研究工作,承担国家“七五”、“八五”科技攻关课题,得到了农业部、国家科委的支持。研制成功的XFF型生物质气化机组及集中供气系统的配套技术已进入商品化阶段并被列入山东省“星火”示范工程。从1994年开始,我们已建成桓台县陈庄乡东潘村、章丘市普集镇普西村等集中供气试点。连续运行表明,秸秆气化集中供气技术对处理大量的农作物秸秆、改善环境、提高农民生活水平、实现低质能源的高档次利用是可行的模式之一,有良好的推广开发前景。# W; K- B* C# i
3 H" h9 U+ s& O4 q, L  t$ l1 {
    生物质气化技术,是生物质原料在缺氧状态下燃烧和还原反应的能量转换过程,它可以将固体生物质原料转换成为使用方便而且清洁的可燃气体。生物质由碳、氢、氧等元素和灰分组成。当它们被点燃,只供应少量空气,并且控制其反应过程,使碳、氢元素变成由一氧化碳、氢气、甲烷等组成的可燃气体,秸秆中大部分能量都转移到气体中,这就是气化过程。去除可燃气体中的灰分、焦油等杂质,通过供气系统将其送入农户家中,用户打开阀门,点燃燃气灶具,就可以烧水做饭了。
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4 G/ t2 B4 }+ {/ p    世界性的能源危机、环境污染以及生态平衡的破坏,使人类认识到不能无节制地向自然界索取能源,而应尽快建立能源利用的平衡机制。在世界范围内,人们已达成共识:以高新技术开发和利用生物质能源,代替石油、煤炭等矿物质能源,是解决能源与环境问题的重要途径之一。所以,生物质利用技术的研究与开发,受到世界各国政府与科学家的关注。近期国内外学者的研究方向主要是利用木材工业废弃物,产生可燃气体用于加热、烘干或发电。
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3 H2 G6 ^# K! j  ]& Y    我们的研究与其他学者的不同之处在于:(1)以农村量大面广的各种秸秆为主要气化原料;(2)以向农户供应炊事燃气为主要目的。通过“八五”期间的工作,在秸秆类低质生物质原料的热解气化技术方面形成了技术优势,证明这一研究方向技术上的可行性,并获得了进行经济分析的基础数据。
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/ G( G% N2 q$ B" I. C9 J1 秸秆类低质生物原料的热解气化
1 }# `1 L3 w" a
: }# s- R6 [  C. F# Z  V0 R从化学性质上来说,秸秆的元素组成和木质类原料相比,除灰份较高因而热值稍低外,并无显著区别。其主要元素成份:炭、氢、氧含量基本相同,具有相当稳定的原子量比率。CH1-4O0-6,这个式子一般也作为气化反应时的生物质分子式。4 U4 G8 p" o! U

# V7 @! Y9 g4 P0 f" E: s# B" W$ o    生物质热解气化包括一系列复杂的燃烧、还原、裂解乃至聚合反应。这些反应变化在复杂的相平衡条件下相互影响,以至尚未有完善的反应模型进行描述。但在以空气为介质的固定床反应器中,其总的反应式可写成:CH1-4O0-6+0.4O2+(1.5N2)?/FONT>0.7CO+0.3CO2+0.6H2+0.1H2O+(1.5N2)
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) S! j8 M) D/ }: E( Q! h( k( ~7 o    下吸式固定床反应器的燃烧(氧化)反应和气化(还原)反应之间,存在着自平衡机制。即当燃烧反应强烈时,释放的热量提高了反应区温度,而这正巧提高了吸热的气化反应的速率,从而维持离开还原区的气体成份、温度基本稳定。下吸式反应器工艺设计的关键在于保证燃烧的条件和燃烧层、气化层的稳定。因此,秸秆气化从理论上说并不困难。过去之所以不能将气化工艺用于秸秆,主要是因为:(1)秸秆的堆积密度太小,使按体积计算的供料量太大,并使反应区热容小而且量较不稳定;(2)反应区易于搭桥、穿孔等;(3)炭粒细而散,影响反应区的透气性。研究工作的重点是通过大量实验,寻求合理的反应器结构形式和操作条件,提高反应区的热容量,以克服秸秆物理特性的缺点,保证稳定的反应床层和燃烧条件。通过实验和改进,所研究的气化反应器成功地气化了玉米秸、麦秸等低质生物原料,并在实验中扩展到棉秸、玉米芯和木质原料等,且均取得较满意的结果。
" t' S! U& w+ a* i  v! W
. g9 Q3 p8 l9 n, Y5 T+ u    经过气化,每公斤秸秆可以产约2立方米可燃气。一户4口家每天约需燃气5~6立方米。我们生产的XFF型机组正在形成系列产品,能够满足各种规模村庄的供气。3 f; j, H9 w" F6 C' F; e: O
1 }$ U" }0 M. Z2 w. [2 e/ X
表1 XFF气化机特性参数
8 _  G& a8 \3 b$ ~4 N7 z7 G0 c
; r' x, m! [. m  F) B. D机组型号 XFF-1000
" K3 H) R3 h! ?# P) m2 ]4 n XFF-2500
' ~! U8 Y/ D( ]7 k) H' s 8 r+ M$ [5 }2 Z  }  v
输出功率(MJ/h) 1000; ~% {* ]. ^- P/ I1 _( B* t
25004 K* G; G) g4 P
, k+ P9 U1 B. v# Q" n  a$ c7 d
产热量(m3/h) 200! X1 H6 U( X5 K% i$ @( r
500
& }( B) y) v: b- B8 j
" [" o" g4 C# G$ H燃气热值(KJ/m3) 5000$ {9 k7 y$ E1 P( z/ J/ s, P7 W# `: L
50003 m% Q' n- {. U( Y$ X/ U

+ U( a- I3 w( L气化效率(%) 72  `% j) n4 Q; t9 T, ~/ `* g
729 _# m7 ]' L7 b  G5 V8 L
  u# Q0 z' N* z8 Z" |2 C- e& u/ a

$ M6 W/ @9 p: g* z2 }9 g2 集中供气系统+ x' e6 h& W' d8 m: T

/ a5 \* l3 v, [0 r9 b4 }( [; p( m    由于生物质燃气在常温下不能液化,必须通过输气管网送至用户,因此集中供气系统的基本模式为:以自然村为单元,设置气化站(气柜设在气化站内),敷设宇航局网。系统中包括原料处理机(铡 草机)、上料装置、气化机组、风机、气柜、安全装置、管网和灶具等设备。气柜的作用是贮存一定量燃气,调整炊事高峰时的用气,并保持恒定的压力,使燃气灶稳定工作,管网由埋于地下的主、支管路组成,采用硬质塑料可降低造价。进入厨房的管线用钢管。因燃气特性不同,生物质燃气的燃烧需用专用灶具。秸秆气化机组和集中供气系统的流程如图1所示。3 d3 p1 ?. G6 b- p- [
8 j; `  _9 ~) j- O' N
3 低热值燃气的应用
: R% c* h4 ^+ G; U0 w- V) C$ c
0 M( I! ~% z5 ]8 o. e$ r    在燃气燃烧方面,人们往往存在一种模糊的观念,认为燃气的热值越高,燃烧越旺,释放出来的热量越多。许多人认为,秸秆气化所产生的可燃气体,因其热值低,不适用于炊事用气,其实这是一种误解。根据燃烧学的理论,可燃气体的燃烧其实是可燃气与空气的混合物燃烧,而不仅仅是可燃气体本身的燃烧,真正燃烧的是燃气一空气混合物的热值。要实现完全燃烧,热值高的可燃气要相应地混合较多的空气,因此燃气一空气混合物的热值并不像大家想像的那么高。表2列出了几种典型燃气的低位热值、燃气完全燃烧所需的理论空气量以及混合气体的低位热值。从中我们可以看出,虽然天然气的低位热值是下吸式气化炉产生的秸秆燃气的7倍,但是其混合气的低位热值仅比其高23%;用作城市煤气的混合煤气,其低位热值是秸秆煤气的2倍,但是其混合气的低位热值却仅比其高18%。这就是说,在供给各种可燃气体适当的空气量,即理论空气量的情况下,它们燃烧所释放的热量相差不多。所以,我们必须做的工作是设计专门的灶具,在一定的供气压力下,准确计算灶具上燃气喷口的直径及配风板的尺寸,使燃气与空气量合理匹配,满足对热负荷的要求。现在我们已研制出专用的低热值燃气灶具。实践证明,利用这种灶具,低热值燃气完全能够满足蒸、煮、炒等炊事要求。8 l: y7 _0 C5 Q5 }; ?
) Z3 r4 e" S' B
表2 几种典型燃气及燃一空混合气的低位热值# V: j2 i! t# }
6 `6 ~# F( V3 K( z
气体种类
6 O+ c! K: ?4 S5 \/ W; M1 f) t' d 气体低位热值(KJ/m3) 理论空气量(m3/m3)  ; v" A1 ?. I( w
理论燃烧温度(0C)8 ~/ {( S$ a2 D! m
' m# \" \. F; M7 Z/ E# {4 m
 
8 m  D4 {8 D# \# K; U7 s4 U; } 燃-空混合气低位热值  (KJ/m3) 9 h2 Y! ~& z: G! ]# j+ N/ o
天然气 36586 9.64 1970 3438
+ o; Z+ E* T& |& o* W& _! v焦炉煤气 17615 4.21 1998 3381 ( d0 {( r+ w- N/ \+ L+ n; O  b
混合煤气 13858 3.18 1986 3315
& y2 ^$ [, ?9 J1 U* B9 R* C发生炉煤气 5735 1.19 1600 2618 / i+ s$ j/ ]# M( @9 g# G
沼气 21223 5.56  3191 ( X! a* R- P& U6 Y
秸秆煤气 5316 0.9 1810 2798 # r$ N) Y$ _: }8 \. ]5 Z7 _
5 x. P1 U; L- ^! F; o1 n$ P& w+ L+ H
4 秸秆资源和农村炊事燃料需求, K, x4 Z( r6 I' n% z2 X( A

+ Y1 D1 h  y  ~4 y    我国每年生产各种秸秆6亿吨,农林产品及以生物质为原料的工业企业也产生数以亿吨计的采伐加工残余物和有机固体垃圾。这是由太阳能转换而来的巨大的可再生资源,它的利用将会产生巨大的经济效益和环境效益,而不会像矿物燃料的利用那样带来日益严重的污染。
# u+ q9 Q, o, O& o) I7 v
4 L1 x, K3 C: C0 T) w    我国生物质能源的利用,主要是以效率较低的直接燃烧方式获取农民和林区居民的炊事热能,沼气技术则受到原料品种和气候条件的限制。目前,大量的秸秆和林业剩余物以及有机固体垃圾白白浪费掉。每到收获季节,田间地头烽烟四起,烧掉了宝贵的资源,造成严重的大气污染,与此对应的是我国农村的商品能源依然紧缺而价高,电力供应严重不足。
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9 X7 f" A& w' V3 X) X3 G& ~    随着农业经济的发展和生活水平的提高,农民产生了提高生活质量的强烈要求。作为生活方式的一个重要方面,燃料结构的改变,用能方式的改进,将为他们提供更加方便、文明而舒适的生活,这也是近年来秸秆大量过剩的原因之一。但是,完全由矿物能源解决8-9亿农民的生活需求,则是国力和环境所不能负担的。' }! E0 d# `" E

2 h+ u- A9 h' f; a1 L7 h    与其它可再生能源的利用相比,生物质能源来源稳定可靠,能源密度大,不受地域、气候的限制。而在各种生物质能技术中,热解气化技术具有效率较高、原料适应性好、设备简单、投资较低的优点,比较适合于我国农村现阶段的技术、经济水平。
9 H$ i+ \9 {( M" k( G* B0 ?# |; O0 h* `2 z  r# R% o
5 系统投资及燃气开支$ m8 T8 S0 J  c8 R5 ~! X' r! m

' @# u# F) r4 `1 N1 c2 u    民用燃气工程的单位投资受许多因素的影响,其中的重要因素是燃气热值、用气负荷集中程度和管网规模。7 x! S1 e* A  Q$ k
3 o* `3 w; ?0 x
    民用燃气系统负荷的集中程度取决于人口居住密度。我国农民以自然村的形式集中居住,形成星罗棋布的大小村庄。近年来各地普遍重视新村规划工作,整齐划一的新村开始取代老式村庄,还出现了一批小康型的楼群建筑。除极特殊地形外,居住区的最大布局尺寸在400米以内。与城市燃气管网相比,这已属于微型管网,或者说它仅相当于城市管网中用户部分,因而省去了造价昂贵的主支干管。而且由于输送距离短,阻力损耗仅为3000~4000Pa,降低了输送成本和对管材的要求。
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    根据试点建设的经验和投资核算,100户和200户规模的集中供气系统的投资如表3所示。3 S) q& R5 D. |4 P# h5 a

+ ]" F3 w9 E' h1 j) y; s表3   集中供气系统的投资
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机组型号 XFF-1000 XFF-2500 % z! u; N4 O6 \+ R" a( f7 H& e
供气户数(户) 130 220
/ ]& e4 A. B! h7 i气化站房建筑(m2) 70 70 6 F; o, m: ]7 d9 n3 b$ v" G8 U& d
建筑要求 11*6*3.5 13*7*4 & A  d$ G( t' r3 E" A
气化站占地(m2) 1200 1200
% E2 ^; P0 b1 K; |6 r% h气化站需动力(kW) 4.5 7.0 3 h* h; S' R$ ?5 G" u) Y5 t
气柜容积(m3) 200 300
3 n( s+ \3 V& V' s气柜材料(钢材) 19 26 9 @( `# E8 j( W: f
机组价格(万元) 7.8 10.2 + Y' Y- |  x  y( ^1 I0 J" }( W& s
气化站配套附件费 0.4 0.6  : B: B5 H+ g: m# ]/ w
管网材料福建费 3.9 7.6
, x# T6 p- m' U4 g, k户内应用系统投资 3.4 6.8 5 o. e  Y/ X( T
9 X& q& K1 c* Z( L1 E7 e+ s# P
    这样的投资,相当于户用沼气建设投资的2倍左右,低于集中供气的沼气工程投资,也低于城市煤气管网的投资。在较大范围内进行碉研结果表明,这一投资处于较富裕的农民可以接受的范围内。当然,这一技术只能伴随着农村经济实力的增长逐步推广。
1 b$ C6 m/ D0 P* E2 a8 }8 B/ s, b# R) J  a5 a) B0 _) z
    集中供气系统的经营运作方式可有以下两种:既可作为村办福利事业,又可作为一个小型企业独立经营。按照每公斤秸秆0.06元计算,燃气成本约为0.11元/m3。
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    应该指出,上述两种经营运作方式均需要较完善的管理制度和计量手段,包括燃料收购、保管、系统运行、燃气计量、收费制度等。, @, Q7 T9 O' P: ?& i

9 i4 o0 ^" r  y6 社会效益和环境效益
2 R6 E4 ~' W; }0 d" a* |4 D
2 {0 Q3 S' _$ N- F7 \( j% R4 Q    以热解气化方式实现低质生物质原料的高档次利用,其社会效益主要是使农民用上方便清洁的气体燃料,生活方式发生较大进步,从而提高生活舒适文明程度,节省用于炊事的劳动量和时间,并使环境和庭院卫生有一定改善。: T+ e3 ~; d  e) r8 e$ w, E* j/ i
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    生物质燃气用作炊事燃料,能源利用率为35%,比直接燃用秸秆提高2倍左右,可惜在目前大量秸秆被废弃的情况下,无法体现它的直接经济效益。但在我国林区,目前仍有大量木材当做炊事燃料烧掉,若采用这项技术利用林区残余物,则可能产生相当可观的经济效益。生物质资源的高效利用将带来环境效益。按生物质原料中40-50%计算,燃烧1吨生物质需排放1.3-1.5吨二氧化碳。全国农村炊事燃料二氧化碳排放量达5-6亿吨。虽然因其污染源是分散的而未引起足够重视,但其污染总量不会亚于任何一个工业部门。效率较高的生物质气化技术可将此项污染降低2/3左右。7 t8 W* U, Z6 u7 V9 l8 t

+ q: j5 [; ^. }# @; u3 M1 Y    立足于农村能源“自产、自用、自足”,以农业经济不断增长所积聚的资金,农村当地可资利用的丰富可再生资源为条件,我们认为,生物质气化及用作农户燃料的技术有着良好的开发前景。
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小型家用秸杆气化炉成败的关键(我认为好的文章)

(2007/04/25 00:58)(引用地址:http://www.ceclub.cn/cgi-bin/top ... ic=1087&show=30) 目录: 网商感悟  0 M! A; y2 u, ^, P% F9 N% O& k2 v
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小型家用秸杆气化炉品牌五花八门;三一,三木,火距,小康,天田,飞马,万瑞,农乐,数不甚数,都说自己占有好几个专利,自己的技术比别人的好,别人看了也仿造不了,还有的说是花了 几十万元才研制成功的,还有的讲一大套理论,列一堆化学方成式如:植物生物质(包括据木、木柴,野草,松针树叶,作物秸秆,牛羊畜粪,食用菌渣)中的碳元素质量分数约为40%,其次为氢、氮、氧、镁、硅、磷、钾、钙等元素。植物秸秆的有机成分以纤维素,半纤维素为主,质量分数为50%。这些生物质原料,在缺氧条件下加热,使之发生复杂的热化学反应的能量转化过程。此过程实质是植质中的碳、氢、氧等元素的原子,在反应条件下按照化学键的成键原理,变成一氧化碳、甲烷、氢气等,可燃性气体的分子。这样植物生物质中的大部分能量就转移到这些气体中。基本反应包括:
  `$ T  G# S4 z* B- aC+O2=CO2                    2C+O2=2CO
& s1 z* t7 O& q3 f0 s2H2O+C=CO2+2H2              2CO+O2=2CO2
& p1 w# d9 `8 `' ?' g& p1 g4 nH2O+CO=CO2+H2               CO2+C=2CO
3 _  O/ g) O: c* @CH4+CO2=2CO+2H2             C+2H2=CH4
. ^/ c/ z' M; p! D2 ]  E: ACO+3H2=CH4+H2O              2H2+O2=2H2O
; {- |4 c  q" S. q/ e3 O上述生物质的气化过程的实现是通过气化反应装置(即制气炉)完成的。制气炉具有生物质原料造气,燃气净化,自动分离的功能。当燃料投入炉膛内燃烧产生大量CO和H2时,燃气自动导入分离系统执行脱焦油、脱烟尘,脱水蒸气的净化程序,从而产生优质燃气,燃气通过管道输送到燃气灶、点燃(亦可电子打火)使用。& Q# u2 B- R4 p+ J5 }  \

9 ]; N9 F8 T" V/ K7 D; j4 Q% D秸秆气化炉,亦称生物质气化炉,制气炉,燃气发生装置等,在气化炉当中,分高深直燃(半气化)式和导气(制气)式气化炉。其中导气式气化炉中又分上吸式、下吸式、流化床气化炉。直燃式与导气式气化炉在广告词中,不少读者极易被误导。直燃式气化炉是适用二次进风产生二气化燃烧,而导气式气化炉是运用热化学反应原理产生可燃气体燃烧。                                             . {0 Z3 x4 `1 |* K
   相当一部分人看了以上解说已是头重脚轻眼花缭乱,多么高深的理论,多么神秘的东西,气化炉要造多复杂才能配合以上论点,不只是学识少的人这么理解就是很多只从事理论研究的专家学者也认为应该是这样,所以当他们看到一个简单的装置,告诉他们这就是秸杆气化炉时他们无论如何也不相信。这也就正好中了奸商们的下怀,他们把低价的说成高价的,把简单的说得让你摸不着头脑,本来就是一根桶料棍,非要说是自动落料装置。本来就是一个进风口,非要说是科学送风系统。总之是非把你说蒙了不可。不过这也可以理解,为了赚钱嘛。        ) _1 W& o$ e' G8 c; e
  小型家用上吸式秸杆气化制气炉的原理我认为可以这样说:: i6 O; a# t  l  L: s6 E/ G3 k
   干溜是小型家用上吸式秸杆气化炉制气的主要原理,那么(干溜)怎么讲呢?干溜就是把木材(也就是生物质)隔绝空气加高温,产生的气体含有焦油,水蒸气,可燃气体等,产生的固体物价质是木碳。也就是说只要有一个高温区,再加一个无氧或缺氧区干溜现象就可以产生,也就可以产生可燃气体。那么减单的设备能否满足干溜的条件呢?再加一个条件它就能,什么条件?小颗粒物料!(也就是锯末,谷糠,颗粒燃料之类的东西)。秸杆气化炉要小型化小颗粒燃料是必备条件。原理是这样;由于小颗粒燃料透气性差,从进风口进入的空气不能很快扩散这就首先保证供给炉底部的燃烧区有足够的氧气使之充分燃烧产生高温,也正7 N! F& V6 Z, K' p+ C1 J  @$ ?! E
因为小颗粒燃料透气性差使空气在高温燃烧区的停留时间加长,至使空气中的氧气基本消耗怠尽,这样高温燃烧区的上方就形成了无氧或缺氧区,干溜条件具备了,可燃气体也就有了。高温燃烧区的物料慢慢在消耗上方干溜区形成的木碳慢慢* D! Y4 u4 h$ R9 t$ M* [/ [
向下补充与新送进的空气结合充分燃烧产生高温,干溜区上方储备的物料也慢慢向下补充,可燃气体在这一系列的巡环中不断产出,高温气体向上通过储备物料层将储备物料中的水份烘干一部分,可燃气体本身温度也得以下降同时可燃气体
" z$ m  H) B3 L5 k0 |8 \中含有的灰份和焦油也过滤掉一部分,然后从出气口取出准备再次处理或直接使用。7 G9 {* N: t6 M/ `
   小型家用秸杆气化制气炉的另一个关键点是(进风口离炉底的高度)进风口离炉底太 高实际上是加大了燃烧区的空间,稀蚀了空气中的氧气使燃烧区不能充分燃烧产生高温,这样气化制气炉就光冒烟不产气。
  y2 H! q8 l  o3 G   小型家用秸杆气化制气炉的基本构造是(一桶四口加密封):
& n2 A/ C+ k- r& w4 W7 H   一桶:指炉身主体,它从下至上依次为灰渣层,高温燃烧区,干溜区,储备物料区,这些层或区是自然形成的而不是人为设置的,层与层之间是模糊过度,区间的大小取决于物料颗粒的大小,颗粒大则区间大,颗粒小则区间小。
: ^: L" }, o* X/ z9 f   四口:指上两口(加料口,出气口),下两口(除灰渣口,进风口)。
2 P# h. v, s5 ^3 Q4 [( u5 H; a   密封:小型家用秸杆气化制气炉工作时除进风口和出气口外其余必需是密不透气。
% z" G1 c) b" K. G/ R  q2 |- H3 c# E   具备了以上几个方面条件小型家用秸杆气化制气炉就可不断产出可燃气来,至于炉体高低,方圆,什么喷嘴,环形送风都是次要的,可以随便改制。当然如此结构的秸杆气化制气炉只能算是初级产品,需要不断加以革新改进,它是一个新生事物,就象电话电灯初诞生时一样要经过很多人很长时间花很大的功夫才能成为完品。现在一部分炉子已较当初有一些改进,而且这个改进是删繁就简用很简单的办法起到了很好效果。如加料口的密封,原来是镙丝拧胶皮垫,又费工又费时还漏气还要经常换皮垫,现改成水封闭法,既经济省力密封效果还好操作简便。
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家用气化炉日常使用图片,我每天保证必烧,365天不能断,新发现才能不断


0 j1 g4 H% g% \/ u4 o  y& B此主题相关图片
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加料与找料,料的处理要亲自体验
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此主题相关图片
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大部分的炉烧完加料时打开盖时,有浓烟出来,此时最难受。, l9 Y  F. @- E- K6 @; }
我想到了连续加料,加料不出现浓烟,但又不要用抽烟机。
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( @4 u: {7 S4 T% {4 r9 U' u此主题相关图片- ~6 Z. z; S6 O' O, L
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火力可以随调,也可以象煤气猛火灶那么大,炉身不能变大。
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此主题相关图片. Q5 P8 z: J( `

- t3 O( a0 a' z; P* B- O长期使用,自己使用方便了,才能介绍别人来使用,才是. o5 l0 J+ k5 N& {9 ]
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秸杆制气的科学依据及家用秸秆气化炉

发表日期:2007年10月27日     7 Q( g4 k! o: o" e
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; b' r/ b1 k; `" ^5 N( R4 T一、秸秆作为农村能源的重要性和现状
' Z1 e3 D# `" m3 T/ x我国是一个发展中的农业大国,在农村居住了我国80%的人口。在农村生产和生活中每年要消耗大量的能源。由于传统能源资源溃泛及能源利用落后,制约了农业发展和农村生活水平的提高。因此加强和发展农村能源建设是促进农业和农村可持续发展的战略性措施。根据我国国情,必须在我国广大农村开发利用新能源,充分利用可再生资源,节约和合理使用能源。经过20余年的努力,在党和政府的领导下,农村能源建设有了很大的发展。风能、太阳能、农村小水电、沼气等多种新能源开发利用在农村得到了一定的推广,为解决我国农村能源短缺问题起到了相当重要的缓解作用1 x  p$ r# r5 [3 C9 y) W
目前我国农村生活用能源种类及消费量如下:1996年调查情况) J6 o# ?  E/ `- O- \/ H. }  H
生活    实物量(万T)  标准煤(万T)%
4 Z6 T0 [0 p- M- H秸秆     27964.49         1196.77
5 k# R% M8 t- r$ q4 y7 k7 r2 V' k薪柴     14534.00         8298.91
# L; c. O8 r. ?$ C9 C* V石油气   89077.65m3        152.51- F" ~; D6 v( ~1 b& e
天然气   7300.15m3         9.17$ W8 l7 E- o5 Z: B# U  h
煤气    25531. 85m3        14.61" f& h7 P! T8 X2 v( o& c" K
煤      41447.29         10099.02
3 g& T& f9 K" @, _- A% S沼气    158643m2          113.3
: X3 R) [, w6 r9 f# Y太阳能  1735.56m2
% {: A" }/ m7 B+ ?& ?) G3 [6 e3 ^电      728.39            2813.6, c( d8 l# Q, K1 E" L8 o5 }
石油    329.44           471.08
7 ]8 s/ o" S6 T- x! Q合计                  (23268.97)9 Z8 W7 R$ Z! B+ E+ {+ x
从1996年调查情况分析,我国农村生活耗能折合标准煤23268.97万T(除太阳能以外用能结构仍以秸秆、薪柴、煤为主,占总量的84.21%,秸秆和薪柴占90.8%、煤占43.4%。
  k4 A8 s* P& J6 S$ N& Y- [3 v& E我国年产秸秆6亿吨,用作能源燃料的就有2.8亿T占总量的46.7%,这说明秸秆的这一半用作能源。作为传统的商业能源电、石油、煤气、天然气、石油气占总15.3%,作为新型可持续再生能源的沼气和太阳能仅占0.5%左右。/ l2 v7 ]+ P& G( W+ z. R/ ]
由于能源紧缺和价格因素,在未来的一段时间里电、石油、煤气、天然气、石油气等在农村生活用能源中不会有很大的发展。! l1 ^1 `+ d5 h6 a3 t7 T6 o
因此,开发和利用新能源,充分合理利用秸秆等废弃物,开发利用生物质能,将是我国农村能源建设的一项重要战略措施。
( n9 Q) E5 B$ c# r2 F8 O秸秆等农村废弃物是重要的生物质可再生能源,仅秸秆一项,每年可达6亿吨,除少部分做为饲料外,近一半用于取暖、做饭。还有近50%的白白浪费,随处抛弃、任其腐败,或就地烧掉既污染环境又浪费资源,成为农村环境一大要害,而用于生活能源的这部分,由于炉灶不先进和存在大量的热能浪费,尽管农村省柴炉、节能产品大面积的推广,也不能很好的解决对环境的污染问题,而热效率也低下。秸秆的沼气化对农村秸秆废弃物的利用起到积极的推动作用。但由于投资较大,要想大规模把秸秆沼气化形成沼气大规模生产也困难较大。作为进一步的研究开发、集中供应农户沼气,也仍然是秸秆利用的重要问题。
& R5 J* ]- ?! L2 ~& E7 z国际和国内多年都至力于秸秆作为新能源利用的新途经。利用裂解炉,使秸秆通过还原反应而转为秸秆燃气进行燃烧的新工艺,近几年来我们取得了突飞猛进的发展。
+ ^6 F5 X- p! \6 M" R我所(厂)经过多年的研究,目前开发出了更方便于农村,一家一户使用的绿色节能环保具。
5 o; e0 M0 D" T! z
9 l5 w: a8 z5 k: Y% z二、秸秆和农林废弃物的化学组合" v4 P5 E7 N3 G
秸秆和农林废弃物是自然界的各种植物通过叶绿素的光合作用,将太阳能转为化学能固定下来的产物。人们对植物的有用部分进行利用后剩余部分,是一种可再生能源,统称为生物质,它主要由可能燃物质灰分和水份组成,其中大部分可为燃物质,如碳(c)、氢(h)、氧(o)、硫(s)、磷(p)、钾(k)、氮(n)、碳占49 .5% 、氢占6.5%、氧占43%、氮占1%还有少量的硫、磷、钾和多种微量元素,这些微元素对植物的生长起着一定的作用,但作为燃料对生物质的燃烧过程不起什么作用。
$ l% V, @2 X" F! e- C* }& s1、碳是生物质燃料中的主要元素,绝大部分以碳氢化合物的形态存在,在燃烧的过程中以挥发性的形态析出参加燃烧,另一部分以固定碳的形式出现,在整个组成中以挥发性的碳含量较多,而固定的较少。
  r& z& x8 }( M9 ?6 G! C* R2、氢是主要的可燃烧物质,以碳化合物形式存在于燃料中,燃烧时易挥发、容易点燃着火。燃烧后的产物为水,在燃烧时废气以水蒸气的形态出现,要吸收燃烧时产生热量,冷凝时放出热量,对燃烧要产生一定的影响。
7 |0 I4 w6 p) P( s3、氮是燃烧物中的有机废物,不能燃烧。但又是植物生长必不可缺少的元素,由于在植物秸秆中含量很少,对燃烧要产生影响不大。1 S% `6 X/ O. W% j- x# ]0 u
4、硫是可燃物质,灰燃烧后生SO2和SO3和燃烧时产生水蒸气化合生成亚硫酸(H2SO3)和硫酸(H2SO4),对炉灶会产生腐蚀,对空气会造成污染,是有害物质。1 `1 E4 Y& Z" e- u* Q* V. F9 c
5、磷、钾也是可燃物质,灰燃烧后生成五氧化二磷(P2O5),钾燃烧后生成K2O3,最后进入炉灰中,是草木灰中的磷、钾肥的来源,由于含量少,发热量不大。 : W* @9 J' |, l( M
6、水份的有害杂质,在燃烧过程中会吸收炉膛的热量,降低炉温影响燃烧。因此柴草在加入炉子之前必须尽量干燥,不要烧湿燃料。
: x0 v7 H; _' W: \: t7、灰分是不可燃烧物质,在各种不同的植物秸秆中含水量不一样,稻草含量可达14%,木柴含灰量仅为0.5%-—2%,这些灰分含有大量农作物所需的微量矿物元素,是很好的肥料。
: m& e: F) B" g2 u" Q8 W# _, Z. n, H/ J, S6 h
三、秸秆气化的原理和秸秆制气炉
" @6 d2 J/ [( U1 {4 U3 H  L; \2 h& i3 [自从人类进化到知道怎样利用火以来,利用大自然中柴草燃烧而取得能就沿古至今。就目前为止我国仍有绝大部分人口过着烧柴做饭的日子,烟薰火潦的数十代从而视为自然。随着科学的进步,人类社会的发展,改变农村用能落后的时代已经到业。电能、风能、煤气、石油、液化气等新能源逐步进入农家,秸秆的利用也被推动到了一个新的科学阶段,除沼气外,人们又把秸秆制成燃气后再加以利用,提高了秸秆的利用率,降低了对环境的污染,通过秸秆制成燃气后再加以利用。提高了秸秆的利用率,降低了对环境的污染,通过秸秆制气工艺充分利用,变废为宝。秸秆的利用进入了一个新的阶段。) w, Z+ F4 h2 ^% `" H+ p) _
(一)、秸秆气化的原理" p4 ^% E* r7 d
利用秸秆在受热后能够析出可燃挥发分和有机物裂解能析出可然性气体的特性,把固体的秸秆转化气态的可燃物质。整个过程应在隔缺空气或缺氧的条件下进行。
2 F; l# j' j  J  g* Q. J: S秸秆被加热气化一般需要经过以下几个过程:/ N- v0 Q; K! P* Y8 S
1、干燥过程。当秸秆受热后,首先蒸发出自身所含的水份,同量析出部分挥发物质,这部分物质也就是秸秆本身的各种不同的气味,大部分属于芳香油物质,这是植物本身的气味。如稻草的气味,玉米秸有玉米秸的气味,樟脑树叶、树枝有樟脑气味,这些挥发分在低温时即能由秸秆中析出,这时的温度约在140℃以下。" q7 R6 e) ]+ A, R% H' Y" t  ~
2、裂解焦化过程。随着温度不断上升干燥的秸秆在无氧的条件下开始裂解,释放出可燃性气休,这些气体是属于——糖类的木质素纤维素,少量的蛋白质和安基酸类等物质裂解而来,在无氧或缺氧的条件下不会燃烧。这时秸秆由原来的颜色变黄变黑,当秸秆完全变黑以后,也就裂解完毕,秸秆也就焦化为黑色的固定碳,我们把这个过程称为裂解焦化过程(我们把它称作生物质气)。经干燥和裂解焦化而析出的气体经导出后,温度降低一部分后水蒸气结为水同时有一部分萘酚类油性物质,需要特殊的净化装置。
% D* x- F1 x" ?$ n(二)、制气炉的工作原理( y+ E* c+ ]. V& s# E# o. l, \
制气炉是一种将秸秆等物质燃料气化的专用设备。根据供风燃烧及导出生物质气的方式不同分为①上导式气化炉,②中导式气化炉,③下导式气化炉。我厂生产的为①导式气化炉,介绍如下:3 c5 z" C9 I) v; k; W1 V; N
1、导气式制气炉结构:
2 G3 {% l- W; R! v(1)、由氧化区燃烧的热量供给灰上层原料完成化学反应,这个区域最高温度右达1000℃。- v# x1 c5 {7 d+ h
(2)、氧化区上面的还原区,温度可达800℃以上,由氧化区产生的CO2在还原区内被还原为CO。! U0 j0 d! E  k* K
(3)、为干馏区,由于火燃烧产生的高温气体向上流动,使这一区生物质原料裂解出可燃性气体及焦油,而本身被焦化为固定碳。这一区域温度约在300℃-—500℃之间。
: ?. k& t9 R$ r8 C6 ](4)、干燥区,由于向上气流温度的作用将上层生物质干燥脱水,蒸发出水蒸气和保温挥发分。经过这一流程产生的可燃性气体及水蒸气,由燃气导出品导出。随着生物质不断的燃烧和裂解,体积缩小由于自身的重力作用料层逐渐下降。下层燃烧完毕的炉灰由炉箅掉入灰仓,由出灰口掏出。炉料气化完毕应打开加料口加入新料,继续进行新料的气化。上导气炉的特点为空气口进入,燃气由炉子上部导出。燃气导出方向和进料落料方向呈逆流式。上吸式气炉燃气导出方向与热气流上升方向一致,故不必消耗很大的能量,起动容易迅速。燃气中混有干馏物,发热量一般较高,燃气逐层上流时,被上面料层过滤,因此出口燃气灰分少,温度较低。缺点是加料时必须打开焖盖,此时炉子必须中断工作,上导气炉由于焦油物质未经过高温还层,帮燃气焦油含量重,这给下一步的净化工作带来困难,增加设备投资和工艺费用。
$ b% l- v" u5 b(三)、家用生物质制气炉
8 X5 p. _% r+ R  o' Q; t% o为了满足因居住分散或无力进行大规模而又想使用秸秆燃气的需要;适合于家庭使用的微型生物质制气炉由我单位科研人员研制成功。一台微型家用制气炉完全能满足全家生活用能的需要,可以供一家做饭、开水、热水、取暖的需要。
" p, w" n* ?' O) a# N1、制气炉装配结构. j1 y2 O5 U3 Z2 G' R
2、制气炉工作原理4 @4 d- Z- C) S# ^( [3 `
3、工作参数
1 y8 m- g: i( ?6 F$ ~$ I⑴、气化率71%
1 p! f; c4 C; I" S( t' \9 A⑵、产气率1.9—2.1m3/kg+ B% d3 ~4 o) ~* \* J; c. ^" k; b7 f
⑶、燃气热值3800—4500kg/ m3
& V; ^4 ?/ m2 T⑷、燃气出温度≤75℃
* Y+ {, C/ ?( R3 M* {; @( J⑸、焦油含量≤30kg/m3
1 ?4 H' p! N* `6 m# k8 |: e⑹、秸秆含水率≤15%  S- |. _+ M' E0 e9 _) h3 H/ T
4、燃气的净化0 y% L: u1 f1 Y1 @/ f9 o7 @
由气化炉导出的烯气含有一部分杂质。这些杂质主要是未还原的CO2水蒸气、炉灰、焦油、氮气、二氧化硫等。这些物质夹质在燃气中将会影响燃气的输送和影响燃气的燃烧效果。因此,在送到用户之前必须给予消除。. H0 L! j1 T& m
炉灰可以采用旋风除尘净化器,水蒸气、焦油可用冷凝法去除,为进一步得使质量燃气可用电捕焦油器进一步净化。对于二氧化硫、三氧化碳、氮气等都可用相应的设备、工艺和化学方方法除掉,但投资和工艺费用较多,且二氧化硫和二氧化碳在生物质燃气中含量较少,一般的生物质气化设备也就没有给予考虑。当然大规模制气供气厂,亦应配脱硫塔和二氧化碳吸收塔。
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4 [) H  t3 y; r" K2 [/ `贵州省特产科学研究所能源研究室
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  气化炉我在01年时搞过,当时弄的不是很成功,因为加柴什么的很麻烦。你这个是不是也需要先在下面点火,再把切碎的秸杆一层层地填上去?“裂解焦化过程”是不是就是把柴草弄到燃烧罐里缺氧燃烧呀?我那时叫“沤烟”。烟出来先经过水过滤,再进入管道到灶台燃烧,不知你这个是不是也这样。我原来生产的这种气化炉现在家里还有,7年后的今天看到这篇文章,很激动,希望能看到更详细的图片和燃烧过程图。
% @3 h! {, \. d" m  我的信箱:gaics@163.com。QQ号:4800724。希望能联系。握手。

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引用:
原帖由 探花的探 于 2008-5-17 06:14 PM 发表
- `. J& q- P( A1 ~9 M' z* B  气化炉我在01年时搞过,当时弄的不是很成功,因为加柴什么的很麻烦。你这个是不是也需要先在下面点火,再把切碎的秸杆一层层地填上去?“裂解焦化过程”是不是就是把柴草弄到燃烧罐里缺氧燃烧呀?我那时叫“沤烟 ...
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呵呵,我只是因为研究农村能源课题,涉及到秸秆气化方面的技术问题,特意搜集了一些资料,对于产品还真是没深入了解过。但我很想知道这个产品目前在全国的应用状况如何,有多少村民真的在用,性价比是否合适等到
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楼上的既然自己参与过,应该有很多经验教训,还希望多多指教!
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