谷壳在农业上的应用

谷壳在农业上的应用 目录 摘要................................................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................................ II 前言.................................................................................................................................................. 1 1谷壳的结构 .................................................................................................................................... 4 1.1总体结构 ................................................................................................................................. 4 1.2稻谷的化学成分 ...................................................................................................................... 5 1.3谷壳的特征、特性 .................................................................................................................. 7 2 谷壳的来源 .................................................................................................................................... 9 3. 谷壳在工业上的利用 .................................................................................................................... 9 3.1谷壳作能源 ............................................................................................................................. 9 3.2 谷壳板................................................................................................................................... 11 3.3 压缩一炭化谷壳块 ............................................................................................................. 13 3.4 谷壳制一次性餐具 ............................................................................................................. 13 3.5谷壳水泥 ............................................................................................................................... 14 3.6谷壳炭与残留物的其他用途.................................................................................................. 15 4在农业上的应用 .......................................................................................................................... 17 4.1谷壳作肥料 ........................................................................................................................... 17 4.2谷壳饲料 ............................................................................................................................... 17 4.3谷壳作防腐剂........................................................................................................................ 17 4.4谷壳作种子混合物的添加剂.................................................................................................. 18 4.5纯谷壳露地栽培大球盖菇 ..................................................................................................... 18 4.6谷壳作代用料培育金针菇 ..................................................................................................... 18 5谷壳在化工方面的应用 ............................................................................................................... 20 5.1谷壳制陶瓷 ........................................................................................................................... 20 5.2谷壳制硅酸钠、白炭黑和分子筛 .......................................................................................... 20 5.3谷壳制活性炭........................................................................................................................ 21 5.4谷壳制氮化硅........................................................................................................................ 22 5.5谷壳制乙醇 ........................................................................................................................... 22 5.6谷壳制碳化硅........................................................................................................................ 22 5.7谷壳制合成油........................................................................................................................ 23 5.8谷壳制硅载体镍催化剂 ......................................................................................................... 23 5.9谷壳制太阳能电池硅............................................................................................................. 23 5.10谷壳制填充剂...................................................................................................................... 24 5.11谷壳制去污剂...................................................................................................................... 24 5.12谷壳制净水剂...................................................................................................................... 24 5.13谷壳制绝热材料 .................................................................................................................. 25 6 谷壳发电...................................................................................................................................... 26 6.1 谷壳气化发电技术的现状 ..................................................................................................... 26 6.2 气化发电过程中的控制与运行 .............................................................................................. 26 6.3 谷壳气化发电的经济性 ......................................................................................................... 28 7 谷壳技术在中国的发展现状 ........................................................................................................ 29 7.1 谷壳、秸杆转化猪禽饲料 ..................................................................................................... 29 7.2 利用谷壳粉生产兴达酶的方法(饲料用复合酶制剂) ......................................................... 29 7.3 利用谷壳制造无定形二氧化硅超微粉末 ............................................................................... 30 华中科技大学文华学院毕业 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 7.4 利用谷壳提炼具流体纹路的半透明硬质材的制造................................................................. 30 7.5 谷壳复合隔热板的制造 ......................................................................................................... 31 7.6 用稻谷壳稻谷杆制造食品容器 .............................................................................................. 31 7.7 用稻谷壳制取石墨碳化硅涂层及βSiC细粉和βSiC晶须 ....................................................... 31 7.8 用废塑、谷壳加工礼花弹球壳 .............................................................................................. 32 7.9 谷壳 纸浆环保包装材料 ........................................................................................................ 32 8 总结 ............................................................................................................................................. 33 参考文献:..................................................................................................................................... 34 致谢................................................................................................................... 错误～未定义书签。 III 华中科技大学文华学院毕业论文 我国农村谷壳治理中的循环经济利用 摘要 随着我国改革开放不断深入，我国农村经济取得了快速发展，但是在经济发展的同时也造成了环境污染和破坏，农业生产的过程中产生了大量的固体废物，其中稻谷产生的副产品谷壳尤为突出。 中国是产稻大国，如何开发利用这一农副产品，发挥稻谷的经济效益，则是科技工作者不可等闲视之的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。但真正能够形成规模生产的，能大量消耗谷壳的利用途径并不多，或是经济效益不显著增值不大;或是在工艺上、技术上、质量上、环境污染等方面还存在了很大问题，而且对环境造成了很大污染。研究解决谷壳的合理利用，变废为宝，是摆在我们面前一项意义重大的任务。本文主要通过 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 谷壳的结构及组成，从而分析其在工业、农业、化工等方面的应用，促进循环经济在我国农村的发展。 关键词:谷壳;循环经济;环境污染;经济效益;合理利用 I The use of circular economy of rural chaff governance in our country Abstract With the deepening of China's reform and opening up, China's rural economy has obtained the fast development, but also caused environmental pollution and destruction in economic development and at the same time, a large amount of solid wastes produced in the process of agricultural production, the rice husk by-product especially. China is rice country, how to develop the agricultural and sideline products, play the economic benefit of rice, is a science and technology workers can not be regard as unimportant problems. But really can have formed the scale of production, large consumption of rice husk can approach to use is not much, Or is in the process, technology, quality, environmental pollution is a serious problem, but also caused great pollution to the environmentor economic benefits is not significant value-added little; Rational utilization of rice husk, solve the 华中科技大学文华学院毕业论文 waste to treasure, is suspends in front of us an important task. This paper mainly through the analysis of hull structure and composition, and analyzes its application in industry, agriculture, chemical industry and so on, to promote the development of circular economy in rural areas in china. Key word: husk of rice;circular economy ; environmental pollution; economic benefits III 华中科技大学文华学院毕业论文 前言 随着我国改革开放的逐步深入和社会主义市场经济的不断发展，我国农村经济有了突飞猛进的发展，农作物和畜类产量大幅提高，各种特色产品畅销海外;农村居民的生活水平也得到较大的提升，生活质量得到了相当的改善;农作物产品、商品种类相当丰富。中国是产稻大国，如何开发利用这一农副产物，发挥稻谷的经济效益，则是科技工作者不可等闲视之的问题。农村又是重要的经济区域，农、林、牧、副、渔等各项经济活动的综合发展不但为人民提供了最基本的生活保障，也为社会主义工业化建设提供了大力支持。随着经济的快速发展，工业化不断加快，农村城镇化及工业化的趋势也越来越明显。在这过程中，农村环境不可避免地会受到影响、污染甚至破坏。其中，固体废物对农村环境污染日益严重，不仅影响了农民的生活质量，而且直接威胁食品安全，应当引起关注。由于农村人民群众环保意识落后，知识文化水平较低，在生产的同时产生了大量的固体废物，对农村环境造成了极大的污染破坏。比如，由于农作物的产量提高，积存的大量桔秆被焚烧导致空气混浊;各种未经处理的牲畜粪便严重影响了农村环境卫生状况，还容易挺起传染性疾病;还有生活通水、垃圾的随意排放和堆积，不仅会污染河流，还会对生活环境造成不良影响。由于农村固体废弃物污染引起的农村生活系统的不断恶化不仅危及农村居民的生活质量和身体健康，而且对构建我国社会主义新农村也是极大的挑战。因此，对农村固体废物的处理和所造成的污染防治以及成为我国目前继续解决的关键性问题。 1 作为稻谷的主要副产品，谷壳的研究对改善其对环境的影响有着至关重要的意义，长期以来国内外对谷壳的综合利用进行了广泛的研究，获得了许多可供利用途径。但真正能过形成规模生产的，能大量消耗谷壳的利用途径并不多，或是经济效益不显著增值不大;或是在工艺上、技术上、环境污染等方面存在很大的问题。研究解决如何合理的利用谷壳，是摆在我们面前的一项意义重大的任务。 当今社会是一个追求环境经济协调发挥的社会，而想要建立一个资源节约型、环境友好型社会，就要利用先进技术代替传统的固体废物处理方式。而循环经济最符合可持续发展的战略思想，也是最符合现代经济发展潮流。所以我们应该把循环经济理念运用到农村固体废物处理中，以循环经济为例，以各种先进的科学处理方法为技术支持，来解决农村固体废物处置和污染防治问题，循环经济在我国农村固体废物处理中有着深远的意义。 但是循环经济在我国农村固体废物处理的实施中确有很多障碍，由于农村的发展一直比较落后，农村教育普及度较低，居民受教育程度参差不齐，而且大部分农民文化水平都不较低，对一些先进技术不能够接受和理解;再加上农村环境保护基础设施的落后，政府在农村环保方面的投资力度也不够大，在经济方面制约了农村环保事业的发展。 本文就是强调说明我国农村谷壳在循环经济中的利用问题，分析了谷壳的巨大经济效益以及在是实施过程中存在的问题和障碍，并提出相应的对策和解决措施，为我 华中科技大学文华学院毕业论文 国农村固体废物处理和污染防治提供帮助，从而使我国农村农业经济顺利发展，可以 使我国农村更好的实现环境友好型社会。 3 1谷壳的结构 1.1总体结构 稻谷粒由颖(外壳)和颖果(糙米)2 部分组成，制米加工中谷壳经垄谷机脱去而成为颖果，又称为糙米。 谷壳由内颖(内秤)和外颖(外稃)组成，内外颖的两缘相互钩合包裹着糙米，构成完全封密的谷壳。谷壳约占稻谷总质量的20,，它含有较多的纤维素(30,)、 华中科技大学文华学院毕业论文 木质素(20,)、灰分(20,)和戊聚糖(20,)，蛋白质(3,)，脂肪和维生素的含量很少，其灰分主要由二氧化硅(94,,96,)组成。 糙米是由受精后的子房发育而成。按照植物学的概念，整粒糙米是一个完整的果实，由于其果皮和种皮在米粒成熟时愈合在一起，故称为颖果。颖果没有腹沟，长5mm ,8mm ，粒质量约25mg ，是由颖果皮、胚和胚乳3部分组成。颖果皮由果皮、种皮和珠心层组成，包裹着成熟颖果的胚乳。胚乳在种皮内，是由糊粉层和内胚乳组成。胚位于糙米的下腹部，包含胚芽、胚根、胚轴和盾片4 个组成部分。在糙米中，果皮和种皮约占2,，珠心层和糊粉层占5,,6,，胚芽占2.5,,3.5,，内胚乳占88,,93,。在糙米碾白时，果皮、种皮和糊粉层一起被剥除，故这3 层常合称为米糠层。米糠和米胚含有丰富的蛋白质、脂肪、膳食纤维、B 族维生素和矿物质，营养价值很高。稻谷子粒各组成部分的质量比例如 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1所示。 表1稻谷子粒各组成部分质量比例% 1.2稻谷的化学成分 5 稻谷子粒中含有的化学成分有水、蛋白质、脂肪、淀粉、纤维素、矿物质等，此外还有一定量的维生素。稻谷子粒各组成部分的主要化学成分含量见表2 。 虽然大米胚乳中的蛋白质含量较少(7,,8,)，但它是谷物蛋白质中生理价值最高的一种，其氨基酸组成比较平衡，赖氨酸含量约占总蛋白的3.5,。大米蛋白质以米谷蛋白为主要组成，约占总蛋白的80,。其他3 种为清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白，其中以醇溶蛋白含量最低，仅占总蛋白的3,,5,。淀粉是大米最主要的组成成分，占整粒大米的77,,80,;糯米淀粉几乎都是由支链淀粉组成，不含直链淀粉;粳米中直链淀粉要多一些(约占淀粉总量的20,)，而籼米胚乳中的直链淀粉则更多。含直链淀粉多，则米质松散，食用品质低，因此人们一般不喜欢吃籼米，但它特别适合 用来加工米粉。而粳米和糯米所含的直链淀粉少或没有，米质较黏稠，食用品质好， 除供直接食用外，还可用来加工年糕。大米中维生素和矿物质含量较低，比稻谷原粒中的含量低，导致了营养价值的下降，蒸谷米和强化米正是为了弥补这方面的不足而出现的。 表2稻谷子粒各组成部分的主要化学成份% 华中科技大学文华学院毕业论文 1.3谷壳的特征、特性 1.3.1颜色、大小、形状 绝大多数水稻品种的谷壳、稻杆是金黄色，也有灰棕色。然而世界上的一些品种，谷壳的颜色接近白色、金褐色、红棕色、暗紫色、乌黑色等、谷壳的长度是一个近似值。他是从外稃尖端之颖花基部的这一段长度。谷粒长度最小的是5~6mm。如段谷粒型稻，谷粒宽而且园。最长的大约11mm，如长粒型稻。这就可得出谷壳的长度约5~10mm。谷粒长度大概是宽度的2~3.5倍.谷壳在碾磨加工过程中，常常脱掉了整个的外稃盒内稃，从而得到了大小、长短都相似的船形谷壳。 1.3.2 含水率、硬度和磨损 研究发现，谷壳的吸收和损失水分情况比较均衡稳定。而且，他吸收和损失水分与周围空气湿度有一定的关系。谷壳的含水量，始终低于糙米的含水量。谷壳和糙米 7 中含水量的差异，是因为谷壳中确实不存在任何淀粉或糖，而存在着大量的二氧化硅。乳白色的二氧化硅，高度的集中在谷壳的最外层。它不仅降低了这层的含水量，而且还形成了谷壳的坚硬特性。 1.3.3谷壳的密度 3 虽然有报导认为，谷壳的真实密度为0.735g/cm ;而绝大多数测定的结果，却 3 清楚的表明，谷壳密度为0.100 g/cm。 1.3.4 谷壳的燃烧值和导热率 关于谷壳的燃烧之和导热率，曾经有多重不同的报导。有的报导为3000-3500kcal/kg，导热率可用常数值K表示。 华中科技大学文华学院毕业论文 2 谷壳的来源 谷壳又名稻子壳，稻谷外面的一层壳。谷壳是稻米加工过程中数量最大的副产品，按重量计约占稻谷的20%。以目前世界稻谷年产量56800万t计，那么年产谷壳约1136万t。我国1996-1997年稻谷年产量为26000万t，年产谷壳约为3200万t，居世界首位。 3. 谷壳在工业上的利用 长期以来,国内外对谷壳的综合利用进行了广泛的研究，获得了许多可供利用的途径，但真正能够形成规模生产的、能大量消耗谷壳的利用途径并不多，或是经济效益不显著;或是在技术上、工艺上、环境污染等方面还存在一些问题。因此，许多地方把谷壳作为废弃物，这不但是对资源的极大浪费，在经济上造成巨大损失，而且对环境也造成了很大污染。研究解决谷壳的合理利用，变废为宝，是摆在我们面前的一项意义重大的任务。目前，世界各产稻国在利用和研究谷壳方面，已遥遥领先，并创造了许多机器宝贵的方法和经验。 3.1谷壳作能源 稻谷碾磨加工后，可得到大约15~20%左右的谷壳，这是一笔巨大的光合产物资源。谷壳可燃物达70%以上，谷壳发热量12560-15070kJ/kg，约为标准煤的一半，是一种既方便又廉价的能源，特别是在碾米厂，在获得了能源的同时又处理了谷壳。由 9 于谷壳作为能量资源是可再生的，也就显得更有吸引力。而目前应用的石油、天燃气、煤炭等燃料则是一类不可再生的能量资源。经过种种考虑，促使联合国粮农组织很早就认识到:谷壳在可预见的将来，最实际的用途就是作为燃料提供能量。 谷壳在碾米厂用作燃料提供热能或动力已经有100多年的历史，第一次谷壳作能源的运用是1889年在缅甸建造的谷壳燃烧炉，这一应用一直没有取得商业地位主要是因为受到谷壳容积大、供应不稳定、运输困难等不利因素的制约。 随着科学技术的进步，应用水平不断提高，当今世界上谷壳最大的用途作能源。利用谷壳燃烧，作为产生动力的主要形式有三种:即谷壳煤气机、谷壳煤气发电机组和谷壳蒸汽发电机组。 3.1.1谷壳煤气 谷壳煤气发生炉是在20世纪初投入使用的。直到20世纪20年代初出现的一种经改进设计的小型煤气发生器，才使谷壳作为煤气发生炉燃料的应用具有商业价值。煤气发生炉用谷壳作燃料，碾米厂采用烧这种煤气的内燃机进行运转，第一次的普遍应用是在第二次世界大战期间。 20世纪60年代初，我国专业科研机构就开始对谷壳煤气作为能源进行了深入地研究，使我国以谷壳煤气作为能源用于发电的技术在国际上处于领先地位。谷壳煤气发电的燃料消耗为1.3-1.6 kg/kw.h，在碾米厂使用谷壳作原料不成问题，但由于技术和经济等方面的原因，推广并不普遍。以前，国内专业生产谷壳气化发电机组的厂家 华中科技大学文华学院毕业论文 仅有重庆红岩内燃机有限公司一家，而如今扩展到全国各地，产品开始时主要是60 kW和160 kW两种，近年又开发出了200 kW机组。 3.1.2谷壳作为锅炉燃料 用谷壳作为锅炉的燃料产生蒸汽，为发动机提供动力以至发电，这是谷壳作为能源的又一重要途径。燃烧1kg谷壳可以产生2.4-2.7kg蒸汽。平均15kg左右的谷壳就能生产加工100kg稻谷成为白米所需的动力。国外对采用不同燃料的锅炉进行比较表明:锅炉燃烧谷壳是最便宜的，原因在于原料成本低。 谷壳蒸汽发电站，每我国湖南岳阳城陵矶粮库米厂，建了一个功率为1500kW的 年可发电720万kW.h，节约电费72万元。此外还可以利用余汽、余热进行生产，可节约蒸汽费用57.6万元，节约标准煤4320 t，不仅节约了能源，每年还可新增利润60万元。 谷壳单独作为动力燃料，只有在大型设备上才能显示出其优点，世界上两座很好的发电站，一座在菲律宾，一座在苏里南，前者1200kW，后者1900kW。在泰国有很多碾米厂都燃烧谷壳以蒸汽为动力。 3.2 谷壳板 11 谷壳板是一种以谷壳为原料，采用合成树脂为胶粘剂，经混合热压后形成的一种板材。利用谷壳压制板材是谷壳的又一重要用途。1951年，英国曾用粉状热固性酚醛树脂松脂与谷壳混合制成了谷壳板。但由于板材性能差、成本高而未能引起人们的重视。直到60年代末70年初，美国、加拿大、日本、英国、德国、印度、马来西亚、泰国等国相继开发研制。加拿大较早获得了此项专利权，并于70年代生产出成套谷壳板制造设备向菲律宾转让。实际上谷壳板由于工艺与设备不够成熟，还存在很多有待于解决的问题。 我国的谷壳板研究起步较晚，在70年代末80年代初我，我国江西省与上海相继成功研制谷壳板。江西省建材科学研究设计院于1982年完成研究并通过鉴定，哈尔滨 3林业机械厂为江西分宜建成一条年产5000m谷壳板生产线，以后又在浙江桐乡县、江 湖北省蒲圻市粮食局米面西横峰、新疆米泉等地建起了几个谷壳板厂。1988年6月， 3食品厂在哈尔滨林业机械厂的协作下，建立了年产5000m谷壳板生产车间。在工业性生产过程中，该厂首先对胶粘剂进行了研究，用多种胶粘剂进行试生产，并以谷壳为主要原料加入其他纤维进行制板试验，取得了良好的效果。 以日产量为150t的碾米厂为例，年加工谷量约为3万吨，可产6000吨谷壳，按 3利用率80%计算，可年产谷壳板5000m。谷壳板生产设备(包括辅助设备)投资 33270万元，谷壳板实际生产成本800元/m，销售价约860——900元/m，实际利润 3100元/m左右，年利润约55万元。 华中科技大学文华学院毕业论文 谷壳板的制造工艺简单，谷壳价格低廉，设备投资少，经济效益好，故谷壳板在我国有较大的发展市场。谷壳纤维虽短，但坚韧耐腐、抗虫蚀，导热性低、弹性强、耐压耐磨。谷壳板可制成包装箱、家具等，如进行二次加工贴微薄木、贴纸和塑料贴面板材，其用途更加广泛。 3.3 压缩一炭化谷壳块 炭化谷壳是在谷壳炭化炉中经过控制燃烧后获得的一种黑色闪光的颗粒状粗粉。由于具有良好的吸热、绝缘等特性，把炭化谷壳作为炼铁和炼钢工业中的绝缘和抗结渣方面的保温材料在国内外存在大量的推广应用。但这种炭化谷壳呈松散状态、容重轻、易飞扬、易污染，且不便运输和集中，为了改善谷壳和炭化谷壳的使用性能，中国农机院联合技术装备公司和首都钢铁公司试验厂，研制出压缩谷壳块及压缩炭化谷壳块。除了克服上述缺点外，其显著特点是压缩的谷壳块火力强，发热时间长，故可充分发挥它的绝缘保温性能。它不仅能用作保温材料，也可作为燃料，制造活性炭等。 3.4 谷壳制一次性餐具 目前，快餐盒均由塑料模塑成形和纸桨模压成形，使用方便，但缺点也显而易见。经国家权威部门科学试验证明，发泡性塑料餐具在使用过程中会产生有毒性物质，对人体造成伤害。同时，其使用后不可降解，会产生白色污染，对环境造成严重影响。而纸桨、非发泡性塑料产品，原料主要来源于纸桨或塑料原料，会造成资源的 13 浪费，使用后的回收利用成本高，会形成新的污染。而用谷壳制一次性绿色环保餐具，它在资源、环境保护等方面有突出的优势。通过对稻谷壳制一次性绿色环保餐具的研究，盘类、小碗等产品的生产工艺基本成熟，已进行批量生产并畅销国内外。但由于谷壳制一次性植物纤维材料在其可塑性、拉深性、方向各向异性等方面的局限性，系列产品开发的品种不配套，特别是容积大、深度大的碗，及市场需求量大的快餐盒等产品的工艺技术欠成熟，且谷壳制一次性植物纤维材料生产工序多、效率低、成本高，直接影响企业的经济效益。目前，通过多次反复的试验、试生产，谷壳制一次性绿色环保型快餐盒的新工艺和模具设计已成形。 以谷壳、麦壳等为主要原料，经过粉碎、混合、制片、成型、固化、表面喷涂等工序制得的一次性餐具安全、无毒、可降解、成本低、表面光洁、外形美观，完全可以取代目前广泛应用、造成严重“白色污染”的塑料餐具。事实证明，这种餐具具有很大的市场推广前景。 3.5谷壳水泥 利用低炭谷壳灰作为一种接合剂(水泥)或作为混凝土集料，多年来一直是国外大力进行研究和发展的课题。然而时至今日，在水泥或混凝土方面使用谷壳灰分仍未达到商业化程度。 据报导，印度对谷壳及其灰作为建筑材料可能的一些应用进行了研究。目前已经研究成功用谷壳生产高标号建筑用水泥与建筑用砖技术。其大致加工方法是利用谷壳 华中科技大学文华学院毕业论文 中含有较高硅石，把谷壳与石灰按一定比例掺兑混合在一起，在燃烧时不再需要补充燃料，以一定的工艺方法加工制成高标号水泥。 3.6谷壳炭与残留物的其他用途 谷壳燃烧后产生的残留物，碳含量在1.5%以下的称为谷壳灰。其下限为谷壳质量的17%——22%，上限为35%。而谷壳炭的定义:由谷壳燃烧或热解转换而剩余的碳含量超过1.5%的残留物。 3.6.1 改良土壤 谷壳炭用来改良秧苗、园艺、果树和菜园的土壤都具有很大优越性。稻田所必需的15种微量元素，几乎都存在于谷壳废熔渣中。尽管这种炭并不是自然界中的一种肥料，然而它却有助于促进作物加快生长和茁壮成长。适当配上这种炭可使稻米更加可口。由于能够保持土壤水分，可使产量增长20%以上。日本及湄公河流域的一些国家都用谷壳炭来培育稻秧和菜园的蔬菜秧苗。 3.6.2水纯化 美国专利有谷壳炭化产物用作过滤介质。谷壳炭在处理污染的水源或废水中可作为一种凝结剂辅助物。 3.6.3建筑材料 以谷壳炭为原料作建筑材料。发展这种建筑材料，适宜于解决那些不太发达的稻米生产国的住房建筑问题。产品是一种轻质混凝土集料。这种砖可以用常规方式锯 15 开、铆接或钉钉。它具有极好的抗热性和耐冷性，易于用胶泥结合。在泰国曾报导过用砂/石灰/谷壳灰，生产建筑用砖，在印度生产了一些谷壳灰分砖的专利制造样品。 3.6.4谷壳作杀虫剂 美国、印度、日本都建议利用谷壳灰分产品作为一种防治虫害的手段。作用的机制在于二氧化硅在昆虫胸部的蜡质表层上起腐蚀作用，因而打乱了正常的新陈代谢，造成昆虫死亡。据目前所知，这种方法没有得到进一步发展。 此外，以谷壳为原料还可制取陶瓷—玻璃、二氧化硅和硅酸盐、四氯化硅、耐火材料、油吸附剂、糠醛、甲醇、丙酮、石腊、柏油、印刷助剂、醋酸钠、醋酸乙脂、酒精等。由此可见谷壳开发利用前景广阔，大有可为。 华中科技大学文华学院毕业论文 4在农业上的应用 4.1谷壳作肥料 经过膨化的谷壳，可吸水量达到自重的2-3倍。国内曾试验掺入1%的尿素或.5%硫胺以及少量石灰水,在露天自然发酵60-70天，待颜色变黑后，施到田里，这种0 肥料具有良好的保水，保肥性和空隙性。 4.2谷壳饲料 谷壳所含营养物质很少，且受农药残毒污染，不宜直接作饲料。如经过加工处理使纤维软化或酵解，可制成粗饲料。 国外利用谷壳水解制酵母，这是一种很有发展前途的产品。工业生产的饲料酵母在欧美一些国家产量在数万t以上，前苏联达到120万t。在美国，谷壳是制酵母的重要原料。我国用谷壳生产饲料酵母数量不大。用谷壳粉制颗粒状混合饲料。此项产品在国外已有发展。谷壳不宜喂猪，但做牛、羊等反刍动物的补充饲料，具有一定的价值。日本用膨化处理方法，使谷壳成为畜禽饲料。这种饲料有助于畜禽肠胃内有益的微生物活动。谷壳膨化时的高温、高压条件，杀菌比较彻底，是一种较好的加工方法。 4.3谷壳作防腐剂 17 谷壳灰对贮存的稻米有很大的保护作用，使之免受米象虫害。印度试验证明，它甚至比粉状燧石，白云石和路渣更好。谷灰壳还可用于预防和防治蟑螂。 4.4谷壳作种子混合物的添加剂 美国土壤保持局研究人员发现，谷壳是条播机中种子混合物的最经济和有效的添加剂。所用的谷壳与种子的最适宜的比例是每亩0.3公斤左右。 4.5纯谷壳露地栽培大球盖菇 众所周知，大球盖菇营养丰富，味道鲜美，清香袭人，保健价值高，深受广大消费者青睐，是国际菇类交易市场的十大畅销品种之一。利用纯谷壳露地栽培大球盖菇是目前广泛使用的一种方法，技术成熟。具体方式是:用纯谷壳作大球盖菇的菌丝培养基，利用冬闲田作栽培场所，采用生料免拌直铺、灌溉加水、稻草覆盖及无设施化 2的配套栽培技术措施，操作简便实用，成本低廉，省工省力，节本高效。每667m投料3 000 kg，产鲜菇2500-3500 kg。 4.6谷壳作代用料培育金针菇 金针菇又称为“增智菇”，味道鲜美，营养丰富，是著名的食药两用菌，具有很高的开发价值和广阔的前景，是我国大规模生产的食用菌之一，并已形成工厂化生产。随着食用菌产业发展，栽培原料日趋紧张，尤其是“菌林矛盾”突出，所以拓展食用菌栽培原料资源追在眉睫。我国是世界水稻最大的产区，年产谷壳量3500-3700 华中科技大学文华学院毕业论文 万吨，是一项巨大的可再生资源，且未被有效利用。本研究试图利用谷壳代替木屑、甘蔗渣等栽培金针菇，既能充分利用谷壳资源，提高稻农经济效益，又能开辟新的食用菌栽培料资源的途径。 19 5谷壳在化工方面的应用 5.1谷壳制陶瓷 谷壳含二氧化硅17%左右，如将谷壳烧成灰，则二氧化硅韩朗可能提到到95%。利用谷壳中的二氧化硅制作陶瓷，比从石灰石等原料中获得的二氧化硅具有工艺简单，耗能少，成本低等优点。 5.2谷壳制硅酸钠、白炭黑和分子筛 硅酸钠在化学工业和制皂、石油、纺织、造纸、玻璃、染色、建筑、煤矿等其他行业有着多方面多样的用途。 印度用谷壳代替硅石，用烧碱代替纯碱，在压力作用加热到105?，仅需10-60分钟，即可完成反应，比用纯碱和硅石在高温(1100-1350?)下反应的传统工业生产方法大大降低了成本。值得的硅酸钠，加入适量的无机酸，生成白色沉淀，经漂洗，干燥，粉碎和过筛，可制得市场上紧缺的白炭黑，用作橡胶，塑料，造纸，涂料，油漆等行业的补强剂或填充剂。倘用铝酸钠溶液处理，又可制得分子筛。分子筛是一种高效能，高选择性的吸附剂，其应用已不限于作吸附剂而已扩大到气体，液体的脱水干燥及许多化学反应的催化剂。 据南京林业大学介绍，用谷壳灰联产水玻璃、白炭黑和活性炭，具有原料丰富、设备简单和经济合理等优点。谷壳既是燃料，利用后的灰渣是制水玻璃的廉价原料，除硅后的滤渣又是制造活性炭的优良原料。谷壳干馏后的固体灰渣1t可制得水玻璃 华中科技大学文华学院毕业论文 2t，粉状活性炭0.35t。水玻璃的半成品不仅可以制白炭黑，也可制钠A型沸石、硅胶及硅溶胶等化工系列产品。整个生产过程几乎没有一样是废物，不存在环境污染问题。所产水玻璃可用作肥皂的填充剂和瓦楞纸的粘合剂。白炭黑大量用作橡胶和塑料制品的补强剂。粉状活性炭目前多应用于医药、食品工业、外贸出口。这是一个大有可为的经济技术开发项目。日本工业技术院北海道工业开发试验所，最近开发成功以谷壳为原料的高吸附性能吸附活性碳。 谷壳的组成75%为有机物，25%为二氧化硅。如果采用一般的方法进行焚烧，即产生碳化，但作为吸附材料的价值不大，只能用于改良土壤，其吸附性能低劣的原因在于谷壳内所含的二氧化硅，该所研究人员利用了二氧化硅易与碱金属盐反应的性质，成功地进行了分离和提取。 具体的方法是:先将原料谷壳粉碎，用流化床炉使之在300——700?的温度下碳化，把碱金属盐作为活化剂，再次以400——1000?进行热处理。二氧化硅与碱金属盐化合，作为硅酸钾和硅酸钠被分离和提取，从而改善了活性碳的吸附性能。据性能 2试验，该活性碳的内部表面积为3000——4000m/g，是目前市售产品的3倍(市售产 2品为700——1200m/g)。而且，亚甲基蓝的吸附量也是市售产品的3倍多。 5.3谷壳制活性炭 用谷壳制成的活性炭，可用来进行糖和其他化学药品的脱色和去臭，也可用于清除海上的油污。在日本已有作为“吸油剂”的商品活性炭出售。我国川东钻探公司环 21 保监测站，也用谷壳活性炭处理石油污水，效果很好。通常1吨谷壳可生产200公斤活性炭，经过一定处理后，其吸附脱油率可达99%。如使用1吨自制的谷壳碳代替商品活性炭，可节约1万元。 5.4谷壳制氮化硅 日本将谷壳在400-800?下干馏，然后料残余物在通氮下于1000-1800?加热碳化，可制得氮化硅微粉。用这种氮化硅加工制成的密封环，具有耐腐蚀，耐冷热冲击，密封性能好，使用寿命长等优点，可广泛用于石油，化工，制药，橡胶等行业中的各类泵，釜的机械密封上。 5.5谷壳制乙醇 含50%纤维素的谷壳在压热器中用2.5%硫酸水解，所得水解产物经发酵可制得乙醇。据葡萄牙研究，1吨谷壳可获得100毫升的乙醇。 5.6谷壳制碳化硅 将谷壳分成二份，一份在非氧化性环境中于550?碳化，而另一份在400-700?的空气中灰化，然后将谷壳碳化残余物和谷壳灰混合，在氩气中于1400-1500?反应制 华中科技大学文华学院毕业论文 得碳化硅，其得率为16.4%。据美国，日本最近报道，由碳化硅制得的陶瓷最适用于用作涡轮的定子叶片材料。 5.7谷壳制合成油 印度将谷壳和水在一氧化碳或氢存在条件下进行催化反应，压力为40千克/平方厘米，温度为350?，时间为60分钟，可制得合成油，其得率分别可达34.0%或22.8%。 5.8谷壳制硅载体镍催化剂 印度利用谷壳所含的二氧化硅来制取硅载体镍催化剂。其具体操作是:将谷壳在800?以下灰化，制得无定型二氧化硅，然后将所得的二氧化硅悬浮在加热至90?-95?的碳酸钠中，加入硫酸镍和碳酸钠溶液，经过滤，洗涤，在120?下干燥，制得硅载体镍催化剂。最近，印度又报到了用稀硝酸在25-35?时处理谷壳5-7小时，然后过滤，水洗，在100?下干燥，也可制得镍催化剂的载体。 5.9谷壳制太阳能电池硅 据美国报道，谷壳经纯化和还原处理后，可制得用于太阳能电池的硅。具体工艺是:用酸浸取谷壳，随即用高纯度水洗涤，补充碳或二氧化硅，使酸纯化过的谷壳中 23 碳和二氧化硅之比保持在2:1之下，然后在非氧化环境中于1900?下还原制得高纯度硅。 5.10谷壳制填充剂 日本将谷壳粉作为填充剂配制涂料，据称，涂在墙上不会龟裂。倘将谷壳烧成灰，还可用作橡胶的半补剂，比粘土有更优异的性能，而且价钱便宜。 5.11谷壳制去污剂 据印度研究表明，谷灰壳可用来制造家用去污剂。将谷灰壳，三聚磷酸钠，硼砂，烷基芳基硫酸盐按适当比例混合，经研磨即制成去污粉。美国北部地区实验室把谷壳灰加到磨碎的玉米穗轴中，制成清洁粉，用于清除机器部件的油污，据称效果极佳。 5.12谷壳制净水剂 日本利用谷壳的多孔性，将其作为过滤吸附介质用于废水处理。例如，含300ppm悬浮铁矿粒(5-20微米粒径)的废水通过有80%锯屑和20%谷壳组成的固定床层，即可达到净化的目的。另一种含0.042ppm镉和14.22ppm锌的废水，通过6层碳化谷壳，出来的废水再与硫化钠溶液混合，镉和锌的去除率分别可达100%和96.69%。 华中科技大学文华学院毕业论文 5.13谷壳制绝热材料 密度，热值，防火和导热系数这类性质表明，谷壳是一种良好的绝热材料。印度用20%磷酸溶液和20%硼酸-硼砂(60:40)混合物溶液处理谷壳，可将其制成防火材料。 25 6 谷壳发电 6.1 谷壳气化发电技术的现状 利用谷壳发电在我国已有近40年的历史，它的主要用户是大米加工厂。由于发电规模小，经济效益差，故进展缓慢，发电规模一直维持在60KW-200KW之间,其中160KW以下的机组由于经济效益差而少有用户,因此,谷壳气化发电实际多以160KW和200KW两种规格为主。其技术特点是;(1)谷壳气化装置采用固定床气化炉;(2)燃气净化用水洗方法;(3)发电设备为经柴油发电机改装的燃气发电机;(4)1台燃气发电机配一台气化炉,负荷调节范围较小。 近年来,随着大米加工业的集中与大型化,稻谷日处理量在100-300吨/日之间的加工厂越来越多,这些工厂每日需处理谷壳20-80吨,生产自用电需250KW-800KW,原来的发电规模已无法满足要求,实际生产中需要有与之相适应的谷壳气化发电装置,国家”九五”攻关开展了”1MW生物质循环流化床气化发电系统”项目的研究,已于1998年9月研制成功.该系统每日可处理谷壳40吨,最大出力1000KW,为大型稻谷加工企业提高经济效益,减少谷壳污染创造了条件. 6.2 气化发电过程中的控制与运行 6.2.1 气化炉的运行控制 华中科技大学文华学院毕业论文 在谷壳气化发电过程中,气化炉的运行控制及燃气的净化是保证气化发电成功的关键。气化炉点火成功后,即进入运行状态，在谷壳气化反应中,谷壳对温度反应非常敏感。当温度超过850?时，谷壳灰便会发生熔融结渣现象，堵住炉内排渣口，影响气化炉的正常运行，因此炉内温度的控制十分关键。正常情况下，气化炉的反应温度应稳定在700-800? 之间，当炉内温度显示低于600?并继续下降，或高于800?并继续上升时，需及时调节。具体方法是:当温度小于600?时，适当减少进料量或稍微加大进风量，使温度回升至正常范围;当温度高于800?时，加大进料量或减少进风量，使炉温下降至正常范围。同其它生物质相比，谷壳的灰份含量高达12%以上，气化后仍残余大量灰份，这些灰份必须及时排出炉外。 6.2.2 净化装置的运行管理 由于净化装置中文氏管除尘器及喷淋洗气塔都采用水封结构，因此，气化炉点火启动前必须先启动水泵，以确保水封结构有充足的水起密封作用，防止燃气通过水封口外窜引起意外事故;其次，应定期清除文氏管喇叭口处的灰垢$一般每星期清理一次较为合理。 6.2.3 发电量的调节 谷壳气化发电系统可根据生产负荷的需要对发电量进行调节，调节范围200-1000KW，其方法是控制谷壳进料量及相应的进风量，先缓慢加大进料量，同时加大进风量$使炉内温度稳定在700-800?之间，加料量的多少可由加料螺旋电磁调速电机的转速来确定。 27 6.2.4 运行结果 谷壳气化发电系统自1988月26日投入使用已有多年，气化炉在600-800?范围内都能保证燃气发电机连续发电，气体质量较为稳定。从实际运行结果看，温度对发电效率的影响并不明显，而发电规模的大小对气化发电效率的影响则极为显著，在生产负荷只有200KW的状况下，每KWh电需耗谷壳3.5kg，如果生产负荷提高到750KW以上，则每KWh电只需消耗1.7kg谷壳,发电效率达到最佳状态,发电规模继续增加,单位电耗谷壳基本维持不变. 6.3 谷壳气化发电的经济性 影响用户应用积极性的关键因素为气化发电系统的投资成本和经济效益,对于，规模小于300KW的发电系统，国内目前采用固定床气化装置，谷壳气化发电对于处理大规模生物质具有显著的经济效益。结果表明，在开工率70%电价0.8元/KWh条件下，气化 65元/KWh,则600、800、发电的投资回收期约一年，若开工率不变，而电价降为0. 1000KW三种规模的投资回收期分别是23.5、22和18.8个月。在实际应用过程中，由于各地的人工成本和电价差异很大，这两种因素将对投资回收期产生重大影响，但无论如何，谷壳气化发电的经济效益是显著的。 华中科技大学文华学院毕业论文 7 谷壳技术在中国的发展现状 上文对谷壳的利用状况和潜在的用途进行了全面的描述，谷壳技术在中国的发展现状总体上应用还是比较广泛的，出于经济效益与环境保护双方面的需求，谷壳技术的发展情景很乐观。特别是十八大将生态文明建设单独列出来，可见国家对环境与经济的协调发展的重视，而谷壳技术的应用正是符合中国循环经济和可持续发展的方向，以下是近年中国对于谷壳技术发展的成果和应用。 7.1 谷壳、秸杆转化猪禽饲料 谷壳、秸杆转化猪禽饲料是利用生物 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 高新技术，对谷壳、秸杆等农业固体废弃物进行处理后转化的猪禽单胃动物饲料，它从提高其综合利用的整体经济技术水平出发，针对技术问题的难点和疑点，及时采取措施。在江西省环保局、东乡县畜牧水产局的紧密配合下，通过广泛的试点和示范，取得了满意的效果，有广阔的市场前景。谷壳、秸杆经粉碎加工和生物工程技术处理后，可在猪禽饲料配方中替代粮食30%-40%;降低鱼粉、豆粕等高能高价位原料使用量的50%-60%;并且可以免用激素、抗生素和一切有公害残留的化学药物，降低饲料综合成本20%以上。 7.2 利用谷壳粉生产兴达酶的方法(饲料用复合酶制剂) 酶制剂是饲料工业的新秀，添加入普通全价饲料中，能提高饲料利用率，加块畜、禽、鱼类生长、增加产量。但目前生产酶制剂的原材料多为昂贵的原料，且效价 29 不高。本专利系通过生物工程技术，以我国普遍存在的廉价粮油加工副产品为培养底物。筛选出酶活力高的菌种，生产出蛋白酶活力达,,,,单位,克分，并有纤维分解酶，糖化酶的酶制剂,,兴达酶制剂。经饲喂试验，以,(,,酶制剂，添加入饲料中，能提高猪鸡日增重,,,,,，饲料报酬提高,,,,,。可广泛应用于饲料行业，前景可观。 7.3 利用谷壳制造无定形二氧化硅超微粉末 利用谷壳、稻草制取无定形二氧化硅超微粉末，具体方法是:先将谷壳或稻草放入窑内焙烧，然后进行清洗，即可获得含量在,,,以上的无定形二氧化硅超微粉末。这种无定形二氧化硅保留了谷壳、稻草中无定形二氧化硅的自然结构，具有颗粒大小均一，直径仅有0.04,0.05微米，颗粒呈球状、空心结构的特征。利用谷壳或稻草制造无定形二氧化硅超微粉末，方法简单，成本低廉，原料来源极其丰富，可以大量生产。 7.4 利用谷壳提炼具流体纹路的半透明硬质材的制造 利用谷壳提炼具流体纹路的半透明硬质材的制造方法，系以预定量的谷壳倒入鼓风炉中，以高温热空气使其于内对流飘动约半小时，成为谷壳膏状物;将谷壳膏状物收集，待其冷却凝结，即成固态的结晶半成品;再以至少2000?高温焰烧，直至其呈 华中科技大学文华学院毕业论文 流态体;收集该液态体，待其完全风干硬化，即成为一表面光滑呈浅绿色半透明具流体纹路的硬质材者。 7.5 谷壳复合隔热板的制造 谷壳符合隔热板的制造，是一种以谷壳为隔热材料，经过对谷壳进行防腐浸煮处理，用粘结剂粘结，压制成谷壳板，用防水水泥砂将谷壳板进行防水封闭，最后压制成谷壳复合隔热板。按此方法制造的谷壳复合隔热板，具有制作简便，设备简单，原料来源广，造价低，隔热效果好等优点，是一种易于推广、普及的建筑隔热板。 7.6 用稻谷壳稻谷杆制造食品容器 用稻谷壳稻谷杆制造食品容器是以农作物稻谷壳、稻谷杆为基本原料制作的涉及盛装、包装食品容器的基本原料配方。其主要目的是解决已有技术不适用于盛装温度较高的食品和含水量较高的食品，使用范围受到限制的问题。本食品容器，由如下按重量分计的组分配制制成:稻谷壳粉和稻谷杆粉800-1200，食用明胶100-180，食用淀粉150-250，聚丙烯酸钠15-25，钛白粉0-25，水400-600。 7.7 用稻谷壳制取石墨碳化硅涂层及βSiC细粉和βSiC晶须 用稻谷壳制取石墨碳化硅涂层及碳硅化合物，是将谷壳焦化处理，球磨，按一定的重量比加入催化剂，混合均匀后，放入装有需要,,,涂层的石墨坯件的石墨筒中，并置于高温炭管炉保温区进行高温烧结，制得石墨,,,涂层、β,,,粉和β, 31 ,,晶须。本法所使用的谷壳资源丰富，且价格低廉，工艺流程简单可行，质量达国家标准，不需要后处理工序，具有广泛的经济价值和综合利用价值。 7.8 用废塑、谷壳加工礼花弹球壳 用废塑、谷壳加工礼花弹球壳是一种由废塑和谷壳加工的礼花弹球壳，属于烟花材料技术领域。其特征为用废塑为主要基料，加入一定组份的谷壳作填充料，经炼胶机混合制成块状基料，从而可压型制成礼花弹所需规格的壳体，用本发明的基料亦可以加工制成烟花筒体，该废塑为热塑性塑料，又可作为礼花弹球壳基料混合的粘胶剂。它具有质轻、强度高、外形美观、不易变形、无静电反映，并且以废塑、谷壳为基料，使之变废为宝，为烟花行业节省大量纸质材料。 7.9 谷壳 纸浆环保包装材料 “谷壳、纸浆环保包装材料”属于包装技术领域。这种新型材料的发明在于消除“白色污染”。生产过程不产生污染，且生产工艺简单成本低廉。只需把谷壳、纸浆在水中拌和后用相与模型压铸成型，把水压滤、烘干，再用细粉款粉饰外表，用防水涂料涂饰即可。 华中科技大学文华学院毕业论文 8 总结 循环经济在我国农村谷壳治理中有这极大的意义，到现阶段农村经济发展正遇到如何调节环境与经济协调发展的问题。在之前的经济发展过程中，都会伴随着大量的固体废弃物的产生，而在传统经济的发挥模式中，农村固体废物无法得到有效的处理，而使农村环境遭到污染，使得环境保护与经济发展之间的矛盾越来越严重。而循环经济新型发展模式就是这一问题的最佳方法。 中国是一个水稻大国，在中国南方地区水稻种植非常普遍，谷壳作为水稻加工后必然副产品，这个量是非常大的，我们所关注的是如何对谷壳进行充分利用的同时，又能减少环境污染，这符合循环经济和环境可持续发展的观念，以上对于谷壳应用已经作了比较详尽的描述，各个地区可因地制宜进行应用的选择，选择适合本地发展模式的应用技术，促进资源合理利用和环境的保护，为国家生态文明建设做出贡献。 33 参考文献: [1]丁明.谷壳硅及其应用[J];安徽化工;1991年04期 [2]陈永红.谷壳综合利用技术[J];安徽科技;1997年05期 [3]马军强,冯贵颖.谷壳制备糠醛的研究[J];安徽农业科学;2007年16期 [4]刘志忱,王延江.正在崛起的一次性植物秸杆餐具[J];包装与食品机械;1998年04期 [5]赵林波.异氰酸脂胶谷壳板生产工艺实验[J];东北林业大学学报;2001年02期 [6]丁明.谷壳硅及其应用[J];安徽化工;1991年04期 [7]赵林波,赵长全.复合胶谷壳板生产工艺[J];东北林业大学学报;2005年02期 [8]李良果,张克.水稻谷壳的综合利用[J].环境保护,1996(9):46-47. [9]黄毅.食用菌栽培[M].北京:高等教育出版社,2008。 [10]李爱军.试析循环经济的发展 [期刊论文] -山东纺织经济2005(06) [11]黄建成,刘成荣,林虬.白金针菇工厂化生产工艺研究[J].福建农业学报,2007,22(4):393-396. [12]孙建民.发展循环经济走可持续发展之路 [期刊论文] -天中学刊2005(04) [13]向军.中国发展循环经济的现实分析和对策建议 [期刊论文] -经济师2006(04) [14]葛立,吴静.绿色环保碗成形工艺的研究及模具设计[J].模具技术,2003,(4):39-41. 华中科技大学文华学院毕业论文 [15]李学锋.塑料模设计及制造[M].北京:机械工业出版社,2006。 [16]刘永春.陇东地区玉米秆制取糠醛研究[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2004年03期 [17]黄宝祥.谷壳利用现状综述[J];现代农业科技;2007年06期 [18]吴正舜,吴创之,郑舜鹏,马隆隆.MW级谷壳气化发电的操作特性研究[J];电站系统工程;2004年01期 [19]赵林波.异氰酸脂胶谷壳板生产工艺实验[J];东北林业大学学报;2001年02期 [20]方卫红，李晓琴.谷壳制活性炭的研究;江西省化学工业研究所 35