基于TMR技术的农业废弃物资源综合高效利用技术研究与应用.docx
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基于TMR技术的农业废弃物资源综合高效利用技术研究与应用
基于TMR技术的农业废弃物资源综合高效利用1
一、立项背景及目的意义1
二、项目来源4
三、经济技术指标4
四、年度研究进展5
五、项目取得的主要成果8
六、查新结论及创新点8
1）项目充分运用当地及周边地区的秸秆、油料粕等废弃物，经过粉碎处理后，生产出固定的高质量固体饲料或清洁型燃煤，达到了废旧资源的充分利用，提高了资源利用率。
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2）秸秆清洁煤生产技术模拟天然煤形成原理，采用专业的煤化技术，让其具备天然煤一样的品质。
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3）在原料粉碎过程中采用秸秆组合粗细粉碎与水滴式精料粉碎技术相结合的粉碎方式，实现搓揉、粉碎一体化，能够生产满足各级品质标准的产品前提下能够有效的降低能耗和物耗。
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4）肉羊全混合日粮采用多菌种厌氧发酵生产技术，提高了秸秆等农资国务资源的利用率，项目产品为畜牧业的大力发展，解决蛋白饲料不足，缓解人畜争粮的矛盾，提供了有效途径，同时减少了环境污染，具有重大的社会效益和经济效益。
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本工程设计时立足长远，在满足目前需要的同时具有一定的前瞻性。
生产工艺能够满足生产各种畜禽饲料及肉羊全混合日粮和秸秆清洁煤的需要。
选用先进优良的饲料和清洁煤成型设备进行科学合理的布设，在能够生产满足各级品质标准的产品前提下能够有效的降低能耗和物耗。
生产线设计创造性的参用秸秆组合粗细粉碎机与水滴式精料粉碎机相结合的粉碎方式，设计可以单独打开的双功能粉碎室，实现搓揉、粉碎一体化；9
七、课题组成员简况9
八、经费使用情况10
基于TMR技术的农业废弃物资源综合高效利用
一、立项背景及目的意义
近两年来，国内兴起了“低碳经济”浪潮，当前社会谈及低碳经济，多是针对工业城市，但农村地区发展低碳农业潜力巨大，节能增效前景更广阔，比如把秸秆过腹还田或粉碎还田，既能改善土壤结构，又可解决污染难题。
目前，我国秸秆数量大、品种多、分布广，每年产量近7亿吨。
长期以来，秸秆是我国农村居民主要生活原料、牲口饲料和有机肥料，少部分作为工业原料和食用菌基料。
从上个世纪八十年代以来，我国在研究与推广秸秆青贮，秸秆氨化及秸秆微贮等秸秆综合利用方面取得了突破性进展和成就，其技术成熟、效益显著，在全国推广迅速。
政府把秸秆养畜过腹还田作为加快我国畜牧业和整个农业发展的一项战略性措施。
近年来，随着农村能源结构改善和各类替代原料的应用，加上秸秆综合利用成本高、经济性差，产业程度低等原因，开始出现了地区性、季节性、结构性的秸秆过剩，特别是粮食主产区和沿海经济发达的部分地区，违规焚烧现象屡禁不止，不仅浪费资源、污染环境，还严重威胁交通运输安全。
甘肃省在作物秸秆产量大，利用率低，养殖规模大的背景下，发展农业循环经济，从根本上改变传统的农产品生产和加工废弃物排放方式，有效地节约水、肥、药等重要农业生产资源，减少环境污染，形成发展循环经济、节约资源的生产模式和消费模式。
我省各地在全面推进秸秆饲料化利用工作的过程中，认真落实循环经济发展理念，探索、总结出了一些行之有效的经验和模式，改善了农业生态环境，增加了农民收入，促进了秸秆饲料化利用的多元化开发、产业化经营和规模化发展。
产业单位产值能耗稳步下降，减少了秸秆及其污染物的排放量，改善了当地环境质量。
项目通过秸秆过腹还田，可进一步优化农田生态条件，实现粮、牧、果、草协调立体发展。
项目的实施，可以促进农业有效资源的开发利用，将推动草食家畜生产的发展，带动畜牧业结构的优化，不但成为农民增加收入的重要途径，而且成为保护环境、改善生态和促进农业可持续发展的重要手段。
因此，本项目的建设是十分必要的。
项目意义：
本项目立足于当地农业和养殖业的快速发展，项目符合国家产业政策和环境保护政策，符合《甘肃省循环经济总体规划》及行业发展规划和当地实际，有利于实现农业循环经济发展目标，有利于秸秆资源的有效利用，有利于畜禽养殖区及周边的环境质量，有利于实现农业产业化经营的长远目标。
项目将充分利用当地饲料资源生产肉羊全价配合饲料，开展肉羊优化繁殖，采用羊粪无害化处理与加工等措施，达到肉羊规模养殖、标准化生产、保护生态环境、生产优质羔羊肉和有机肥料、实现区域肉羊产业稳定发展的目的。
近年来，生物有机肥料的研制逐步兴起，生物有机肥兼具微生物肥料与有机肥料双重优点，能明显改土培肥，且可大幅减少投入肥料的劳工，便于大规模生产和使用，用于生产“绿色食品”更加适合，是名符其实的环保性肥料，为作物创造良好的环境条件，还可以节省农业投资，取得较好的经济效益和社会效益。
本项目实施后，不仅可充分利用当地丰富的秸秆资源，带动当地草产业的快速发展，带动草食畜牧业等相关产业的发展，而且可以吸纳农村富余劳动力，增加就业，促进区域经济的发展，对社会稳定、发展环保性经济具有重要的意义。
二、项目来源
三、经济技术指标
产品主要技术与性能指标：
秸秆清洁煤产品质量标准
指标名称
技术要求
规格
33mm（直径）×10-250mm（长度）
热值
4500-5000大卡
水分
9-10%
灰分
10-15%
密度
0.8-1.4mm/m
含硫量
0.16%～0.22%
肉羊全混合日粮质量标准
四、年度研究进展
项目国内外研究开发现状
包括国内外相关技术的研究、开发现状的介绍、分析
1.秸秆清洁煤
我国的常规能源供应紧张已严重影响了社会经济的快速发展，而且化石能源大规模的集中使用，释放出大量二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等物质，给人类的生存环境造成了危害。
为此国家颁布了《可再生能源法》要大力加强可再生能源技术的开发研究。
生物质能作为第四大能源资源，在可再生能源中占有重要地位。
开发生物质能源既可以补充常规能源的短缺，也具有重大的环境效益。
同其他生物质能源技术相比较，生物质燃料技术更容易实现大规模生产和使用，使用生物质燃料的方便程度可与燃气、燃油等能源媲美。
所以，生物质燃料项目符合国家产业政策，具有较好的经济效益和社会效益。
国内生物质燃料市场目前还不完善，大连地区生物质燃料零售价为人民币430~500元/吨，北京地区约为人民币550元/吨。
国家科技部生物质燃料发展规划提出，在2010年前，结合解决农村基本能源需要和改变农村节能方式，开展生物质燃料应用示范点建设年消耗燃料500万吨，代替300万吨煤。
到2020年，使生物质燃料成为普遍使用的一种优质燃料。
年消耗生物质燃料5000万吨，代替3000万吨煤。
（1）生物质能开发与利用事关国家能源安全，符合国家再生能源政策。
中国是世界第二大能源消费国，面临着总量不足、石油紧缺、环境污染严重、人均占有量少、能效低等诸多问题，这些问题已开始阻碍中国经济的高速发展。
生物质能属低碳清洁可再生能源，资源量丰富，大力开发生物质能源，对于改善我国以化石燃料为主的能源结构、特别是对因地制宜地为农村地区提供清洁方便能源具有十分重要的意义。
（2）秸秆综合开发利用对于建设社会主义新农村，加强农村环境保护意义重大。
康县森林覆盖率达70％，有效农作物种植面积50余万亩，宜林种植面积近400公顷。
林、牧用地宽广，内涵潜力较大有丰富的林业和农作物资源，可收集速生林木、灌木、草类及农作物秸秆资源450万吨、每年可供直接利用的生物质资源总量相当于30万吨标准煤。
康县每年平均采伐民用薪柴近1.5万立方米能源消耗等折合用材15.5万立方米，一立方米按0.65吨计，年均采伐15万吨，但林木采伐加工过程中，原料利用率仅在30％；约有105万吨林木废弃物可作为生物质成型燃料加工原料有待开发。
多年来，由于受传统生活方式和习惯的影响，秸秆弃之不用、遍地焚烧造成资源浪费、环境污染和火灾事故频发的问题十分突出。
为把丰富的秸秆资源优势转化为经济优势，发挥其应有的经济、生态、社会和环境效益，山市镇党委、政府下定决心，把秸秆禁烧和综合利用作为落实科学发展观、建设生态市、发展现代农业和循环经济、推进新农村建设、促进农业增产增效和农民增收的重要举措。
（3）生物质能源开发利用有利于保护生态环境、促进节能减排和履行国际义务。
生物质挥发活性碳高，硫、氮含量低，生物质能利用过程可逆循环，不增加CO2排放。
替代化石燃料，一方面可减少化石燃料消耗量，同时减少CO2、SO2、NOx等污染物排放和酸雨的形成，缓解“温室效应”，可杜绝秸秆分散焚烧污染现象，解决农村洁净能源供应问题，保护农村生态环境。
按照本项目年产2.5万吨/年秸秆压块成型燃料计算，可在全镇范围内有效替代燃煤1.7万吨，可以减排SO2约700t/a，以更有效地支持海林市节能减排目标的实现。
因此，立足于农村现有的秸秆资源，加强秸秆固化成型综合利用，不仅能够大大加快村镇居民实现现代化的进程和满足农民富裕后对优质能源的迫切需要，而且也是实质性减排温室气体的主要技术选择，对于维护能源供应安全、保护环境会产生积极的影响。
（4）秸秆综合利用对于建设社会主义新农村，缓解“三农”问题压力，促进农民就业和增收意义重大。
秸秆能源化综合利用可根本解决农村秸秆禁烧难、出路难的难题，将农业废弃物转化为优质能源，形成多能互补，替代燃煤等其它能源，形成产业化，消除农村普遍存在的“三大堆”之一，改善农村居民的生产、生活条件及居住环境，促进农民就业和增收，对农村小康社会建设将起到积极的推动作用。
2.肉羊全混合日粮
我国不乏优质粮食饲料，但这些高品质也是高价位饲料，在养殖业中全部使用这种高价高质饲料是不现实的，我国养殖业有一个基本特色，即85%的肉产品是由广大散养户提供的。
这些散养户养殖水平低，呈高度分散状，饲养畜禽数量少，饲养期长，生产资金少，规模小,靠廉价劳动力和非常规饲料维持生产（如米糠、酒糟、泔水、菜梗、叶等），这些特点决定了散养户不可能大量使用粮食全价料，造成众多饲料厂生产的饲料销售难，广大散养户用不起的现状，这一状况将长期存在。
这就是我国养殖业发展的瓶颈：
一方面大型饲料厂竞争十分激烈，许多企业破产；另一方面，广大中小养殖户优价优质的饲料需求无从满足。
换一个角度讲，假使散养户全都使用粮食全价料，那么我国的粮食资源（玉米、小麦、大豆等）则难以承受、随着我国加入世贸和经济全球化的不断发展，我国饲料工业与养殖业正以受国际市场的巨大冲击。
如何降低饲料成本而又充分满足畜禽各种营养需要，这是一个亟待解决的严峻课题。
饲料添加剂、饲料加工机械只有不断革新工艺，生产出高效能、低成本饲料产品才能顺应饲料工业发展趋势，在市场上立于不败之地。
我国饲料工业能否长期展，出路在于开发适合散养户的饲料产品，创造出巨大的社会经济效益。
现实市场与潜在市场十分广阔。
这就意味着饲料工业必须与当地饲料资源、养殖特点结合起来。
充分发挥小型饲料企业投资小、经营方式灵活等优势，开发出有地方特色的优质饲料产品，这是一个相当大的市场。
事实上，一些有识之士已先行一步，并取得了非常可观的经济效益。
秸秆生物饲料的技术原理：
农作物秸秆粗纤维含量高，难以被动物消化吸收，可利用养分少，适口性差，在饲料分类学上归为粗饲料。
纤维素是D—吡喃型葡萄糖的聚合体，半纤维素则是由葡萄糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖、半乳糖等多种单糖残基聚合而成的异型多糖，此外，在植物体还存在由苯基丙烷聚合而成的一种非多糖物质—木质素。
纤维素、半纤维素和木质素紧密结合、相互缠绕构成粗纤维，是植物细胞壁的主要成分。
这些天然有机高分子化合物，结构很牢固，只能吸水润胀，不能为为单胃动物的消化液和酶所分解，仅靠其盲肠微生物少量酵解，消化率很低。
只适用于反刍家畜的饲养。
本世纪初人们根据仿生学的原理，研究了牛、马、羊等反刍类动物的消化机制及肠胃微生物区系。
在牛瘤胃机理启发下，人们进行了瘤胃微生物的生物学特性研究及分离、鉴定与纯培养技术的研究，以及瘤胃微生态人工模拟技术的探讨，取得可喜进展。
进入九十年代，现代生物工程技术日新月异，各种高新技术手段层出不穷。
“八五”期间在国家科委支持，联合国粮农组织（FAO）的援助下，引入美、澳等农业发达国家最新生物工程技术研究成果，主要进行了纤维分解菌系的筛选与人工诱变、杂交选育等方面的工作，培育出在自然条件下能迅速繁殖并高效分泌纤维分解酶系的工程菌，完成了菌种的纯培养、深休眠、制剂化研究、秸秆生物处理技术就是采用这种特殊的工程，在霉菌、担子菌、细菌及相关化学物质的综合作用下，进行一系列的复杂的生物化学作用，改变秸秆的物理、化学性质。
其所含的粗纤维降解为动物容易消化吸收的单糖、双糖、氨基酸等小分子物质，从而提高饲料的消化吸收率，起到饲料机械起不到的深度生化加工作用。
同时，在秸秆生物处理过程中还产生并积累大量营养丰富的微生物菌体蛋白及其它有用的代谢产物，如有机酸、醇、醛、酯、维生素、抗生素、微量元素等，使饲料变软变香，营养增加。
并含有多种消化酶、多种未知促生长因子，能增强动物的抗病能力，刺激其生长发育，有些代谢产物对饲料还具有防腐作用（如乳酸、醋酸、乙醇等），能延长饲料保质期。
项目通过国家验收，项目技术指标：
粗纤维15.21%，粗蛋白大于15%，为单胃动物利用秸秆开辟了广阔的空间，“九五”期间又进一步探索利用纤维素酶和高产SCP菌种的混合菌发酵秸秆处理方法，使玉米秸秆蛋白质含量达到19.63%---24.14%，粗纤维利用率达到70%以上，这样将秸秆的利用扩展到了猪、鸡、鱼、牛、马、羊、等几乎所有畜禽。
随着国内外生物质能源的再生利用的迅速发展，在国外发达国家非常重视对生物质资源的研究和开发，政府也采取一些激励性措施，鼓励企业在生产过程中给予补助，制定和实施有关经济优惠措施，如减免税收，对再生资源循环利用行业实行补贴，给予资源再生循环利用企业低息贷款，促进其技术改造和体制改革。
现已有多家技术成熟的生产企业，创造了很高的经济效益和社会效益。
生物质资源再生利用体系其实是循环经济的一个重要组成部分。
五、项目取得的主要成果
六、查新结论及创新点
生物质燃料的创新点：
1）密度大：
每立方米一吨以上，占地少，方便运输和贮存。
可用袋装，农村及城镇居民可像采购大米一样购置存放，清洁卫生，取用方便；
2）易点燃：
只需几分钟便可点燃；
3）热值高：
通过加入不同的煤化剂配方，可以让块煤和颗粒煤的热值达到3700至6300大卡，效果跟煤一样；
4）燃烧时间长：
不同配方生产的块煤或颗粒煤，每公斤燃烧时间可达2～4小时以上；
5）成本低：
每吨成本在340～400元之间（配方不同，成本有别）；
6）利环保：
经检测，其含硫量为0.16%～0.26%，远低于煤炭1%～3%的含硫量，是一种环保清洁能源。
TMR（全混合日粮）的创新点：
1）原料采用秸秆、油料粕的废弃物，达到了废旧资源的充分利用。
2）本项目采用多菌种厌氧发酵生产技术，提高了秸秆等农资国务资源的利用率。
3）在原料粉碎过程中采用秸秆组合粗细粉碎与水滴式精料粉碎技术相结合的粉碎方式，实现搓揉、粉碎一体化。
描述项目在理论创新、应用创新、技术创新、工艺创新、结构创新等方面的创新点。
要用技术语言，尽可能多的用实验数据对技术创新性进行描述，要有数据分析、对比，要有新旧技术、结构或工艺对比。
理论创新：
技术创新：
1）项目充分运用当地及周边地区的秸秆、油料粕等废弃物，经过粉碎处理后，生产出固定的高质量固体饲料或清洁型燃煤，达到了废旧资源的充分利用，提高了资源利用率。
2）秸秆清洁煤生产技术模拟天然煤形成原理，采用专业的煤化技术，让其具备天然煤一样的品质。
3）在原料粉碎过程中采用秸秆组合粗细粉碎与水滴式精料粉碎技术相结合的粉碎方式，实现搓揉、粉碎一体化，能够生产满足各级品质标准的产品前提下能够有效的降低能耗和物耗。
4）肉羊全混合日粮采用多菌种厌氧发酵生产技术，提高了秸秆等农资国务资源的利用率，项目产品为畜牧业的大力发展，解决蛋白饲料不足，缓解人畜争粮的矛盾，提供了有效途径，同时减少了环境污染，具有重大的社会效益和经济效益。
工艺创新：
本工程设计时立足长远，在满足目前需要的同时具有一定的前瞻性。
生产工艺能够满足生产各种畜禽饲料及肉羊全混合日粮和秸秆清洁煤的需要。
选用先进优良的饲料和清洁煤成型设备进行科学合理的布设，在能够生产满足各级品质标准的产品前提下能够有效的降低能耗和物耗。
生产线设计创造性的参用秸秆组合粗细粉碎机与水滴式精料粉碎机相结合的粉碎方式，设计可以单独打开的双功能粉碎室，实现搓揉、粉碎一体化；
七、课题组成员简况
承担单位及课题组的基本情况
单位名称
姓名
性别
年龄
职务
职称
在本课题承担的任务
元生公司
张希云
男
34
总经理
工程师
项目总负责
元生公司
张金生
男
35
副总经理
工程师
项目参与
元生公司
杜如海
男
32
财务经理
工程师
项目参与
元生公司
王恒亚
男
34
销售经理
兽医师
项目参与
元生公司
张献国
男
34
技术经理
畜牧师
项目参与
协作研究单位及人员的基本情况
单位名称
姓名
性别
年龄
职务
职称
在本课题承担的任务
甘肃省绵羊繁育技术推广站
李范文
男
48
站长
兽医师
项目主持
甘肃省绵羊繁育技术推广站
陈颢
男
42
科长
畜牧师
材料撰写
甘肃省绵羊繁育技术推广站
王天翔
男
44
科长
畜牧师
样品分析、资料录入
八、经费使用情况
1．项目总投资预算、各项任务经费分配及分年度经费需求
2．资金筹措及来源渠道
项目总投资为3500.0万元。
总投资包括建设投资、建设期利息与铺底流动资金之和，总计项目建设投资2504.6万元。
⑴建筑工程费：
836.8万元。
⑵设备及工器具购置费：
共计977.7万元。
⑶安装工程费：
安装费及室外管线工程263.3万元。
⑷建设投资其他费用：
估算为241.2万元。
⑸基本预备费：
185.5万元。
项目建设投资银行贷款1500万元，项目需流动资金2963.7万元，其中铺底流动资金889.7万元。
企业需自筹2000.0万元（其中计划申请国家扶持1000万元），占总投资的57.1%。
计划1004.6万元用于建设投资，105.8万元用于支付建设期利息，889.7万元作为铺底流动资金。
建设投资银行贷款1500.0万元，占总投资的42.9%。
项目需流动资金贷款2074.0万元，不计入总投资。
项目年营业收入23000.0万元。
费用情况：
⑴原料费用19364.8万元，包装材料500.0万元，燃料动力消耗91.9万元，⑵工资及福利费：
项目劳动定员60人，年工资及福利估算为146.0万元，⑶固定资产折旧和无形及递延资产摊销：
固定资产折旧按工程分类计算，厂房及建筑物按30年折旧，设备按15年折旧，运输工具按15年折旧，残值为5%。
⑸无形资产按10年摊销，递延资产按5年进行摊销。
⑹修理费：
按年折旧额的20%计取。
⑺财务费用：
所有借款利息计入财务费用。
⑻其他费用：
扣除工资及福利费、折旧费、摊销费、修理费，其他费用共计1937.6万元。
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