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材料科学与工程学院 毕业论文开题报告 秸秆资源的开发及利用探索研究 Development and use of straw resources exploration and research 学生学号 学生姓名 张伟旭 专业班级 材化1002 指导教师 教 授 联合指导教师 张福胜 教 授 完成日期 2014.3.15 吉 林 化 工 学 院 Jilin Institute of Chemical Technology 课题的必要性及意义 我国作为农业大国，耕地面积超过18亿亩，每年因农业生产产生大量的农作物秸秆，秸秆资源非常丰富，年产量可达7亿吨[1,2]。农村占有大部分秸秆资源，但由于部分地方经济发展缓慢以及农作物分布比较分散，农村的秸秆利用率很低，主要是还是直接燃烧、供牲畜食用或者被丢弃，造成了资源浪费[2,5]。由于直接燃烧会产生大量的二氧化碳、粉尘等，长此以往会对的空气质量和大气造成直接影响，并且直接燃烧让资源没有得到充分利用。秸秆的利用问题是关系到资源、环境以及农业的可持续发展的重大问题[]。 图1-1 焚烧秸秆污染环境 图1-2玉米秸秆被丢弃至河道 产业革命至今，200多年来人类文明的发展主要依赖无节制地开发利用煤、石油、天然气等化石燃料资源以及水、土地、生物质等自然资源。化石燃料的燃烧利用导致全球性的气候变化，己成为人类共识，其中温室气体效应是人类面临的最大环境问题，正深刻影响着21世纪全球的发展。 鉴于能源和环境问题己成为全球关注的焦点，随着化石能源的日益枯竭和环境问题的日趋严重，开发洁净的可再生能源已成了紧迫的课题。微生物发酵法生产燃料乙醇作为一种可再生能源，己经引起了人们的高度重视。将乙醇与汽油按一定比例混成的乙醇汽油，不仅能减少能源消耗，而且能有效降低尾气污染，推广和使用对于解决能源危机和环境污染具有重要的意义。 对我国这样一个人口众多、资源相对不足、生态环境承载力弱、能源利用率低的国家来说，发展生物质能源等可再生能源更是不二选择。现阶段，国内外燃料乙醇的大规模生产都是以糖质和淀粉质农作物如甘蔗、糖蜜、木薯、玉米为原料。在我国，则主要以玉米、陈化的小麦和稻谷为原料。 据有关报道一般常见秸秆，其纤维素含量约为30％40%，半纤维素的含量在25％到35％另外还有一定量的木质素[]，此外秸秆也有很高的热能价值，营养价值等。当前的一些秸秆利用技术存在着产品质量不稳定、原料利用率低、环境污染等问题，难 以高值化利用量大、面广且具可再生性的秸秆资源。实际上，秸秆资源的高值化利用，对于解决我国秸秆焚烧、“三农”问题和作为促进农业可持续发展的重要工业原料具有现实意义，并对我国未来能源、材料、发酵、乃至整个化工业的发展具有战略性的影响[2]。 2.农作物秸秆资源概述 2.1农作物秸秆资源的内涵 2.1.1秸秆的定义 《辞海》[7]解释：秸：农作物的茎杆。如麦秸、豆秸。杆：禾本科植物的茎。 《现代汉语词典》[7]解释：秸秆是农作物脱粒后剩下的茎。 《百度百科》[8]中秸秆定义是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分。 《农作物秸秆资源调查与评价技术规范》[9]中给出了 “秸秆”明确的定义，它是指“农业生产过程中，收获了稻谷、小麦、玉米等农作物籽粒后，残留的不能食用的茎、叶等农作物副产品，不包括农作物地下部分”。 图2-1玉米秸秆 图2-2小麦秸秆 图2-3甘薯藤蔓 图2-4芝麻油料 2.1.2资源的定义 《辞海》[7]认为：“资源是资财的来源，一国或一定地区内拥有的财力、物力、人力等物质要素的总称。”从词义上看，中文里最早对“资源”解释为“资财之源，一般指天然的财源”。英文里的“资源” 一词为resource，它是由re和source组成，前缀re含有“再”的意思，source表示来源。 由于人们的研究领域和研宄角度的差别，对资源概念的理解也不同。通常对资源的理解有广义和狭义之分。广义的资源是指在一定的技术经济条件下，现实或可预见的将来能作为人类生产和生活所需要的一切物质的和非物质的要素。在自然界及人类社会中，有用物质即资源，无用物质即非资源。它包括阳光、空气、水、土壤等一切人类需要的自然物和房屋、设备、生产资料性商品等以人类劳动产品形式出现的一切有用的物质，还包括社会经济资源及知识信息资源。从资源的广义定义上，资源是动态的，它依赖于人的成就和行