生物質(zhì)能源在新疆水果烘干中的應(yīng)用

木合塔爾·米吉提

摘要 水果烘干是能耗需求大、污染系數(shù)高的作業(yè)。生物質(zhì)能源作為一種低碳環(huán)保的可再生能源，在新疆水果烘干中有巨大的應(yīng)用潛力。該文計(jì)算了2014年新疆主要農(nóng)作物秸稈所含能量，分析了其在水果烘干中節(jié)能減排的前景，指出應(yīng)充分發(fā)揮生物質(zhì)燃料低成本、低污染特點(diǎn)，開發(fā)研制生物質(zhì)熱風(fēng)爐。提倡研發(fā)以沼氣、稻殼煤氣等豐富生物質(zhì)燃?xì)庾鳛闅庠吹乃娓煞浚龠M(jìn)新疆生物質(zhì)能源在水果烘干中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 水果烘干；生物質(zhì)能源；熱風(fēng)爐；新疆

中圖分類號 TS255.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）03-0233-02

Abstract Fruit drying is the work with high energy consumption and high pollution coefficient.Biomass energy is a kind of renewable energy with low carbon and environmental protection，it has great application potential in Xinjiang fruit drying.This paper calculated energy contents of main crops straw of Xinjiang in 2014，analyzed the prospect of energy saving and emission reduction in fruit drying，pointed out that should make full use of biomass fuels with low cost，low pollution characteristics，develop biomass hot blast stove.At the same time，promoted to develop fruit drying room which taking methane，rice husk gas as source，in order to promote the application of biomass energy in fruit drying.

Key words fruit drying；biomass energy；hot blast stove；Xinjiang

新疆維吾爾自治區(qū)是我國最大的水果和干果生產(chǎn)區(qū)域，2014年新疆水果種植面積達(dá)到9.51萬hm2，水果總產(chǎn)量已超過858.61萬t，其中葡萄產(chǎn)量231.61萬t，紅棗產(chǎn)量257.46萬t、杏產(chǎn)量128.16萬t，這些水果通過熱風(fēng)干燥設(shè)備制成干果，大大提高了當(dāng)?shù)毓r(nóng)的收入[1]。隨著國家購機(jī)補(bǔ)貼政策的實(shí)施和補(bǔ)貼力度的增加，目前新疆各地區(qū)（特別是南疆地區(qū)）水果烘干從人工晾曬為主逐漸轉(zhuǎn)為熱風(fēng)烘干房烘干為主。水果烘干是林果業(yè)生產(chǎn)中的高耗能作業(yè)，近幾年熱風(fēng)烘干房烘干方式達(dá)到了一定的規(guī)模，而烘干房熱風(fēng)烘干主要熱源是煤，熱效率低，能源消耗大。水果加工率按30%計(jì)算[1]，每年機(jī)械化干燥的水果約有257.83萬t。研究資料表明，每干燥1 t農(nóng)副產(chǎn)品需耗標(biāo)準(zhǔn)煤0.08 t[2]，

僅水果烘干一項(xiàng)就需耗用標(biāo)準(zhǔn)煤20.63萬t左右，且隨著水果機(jī)械化干燥需求的進(jìn)一步增大，耗煤量還會不斷增加。同時，水果烘干也是高污染作業(yè)，按照目前我國化石能源的污染物排放系數(shù)[3]，消耗20.63 萬t標(biāo)準(zhǔn)煤會排放CO2約55萬t、SO2 0.20萬t、NOX 0.25萬t和煙塵0.05萬t，這些污染物一般直接排入大氣，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染[4]。

當(dāng)前，我國正面臨能源緊缺與環(huán)境污染的雙重壓力，在此背景下，如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的水果烘干已成為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要議題。因此，選擇與研發(fā)新型高效清潔的水果烘干能源燃料已迫在眉睫。

1 生物質(zhì)能源簡述

生物質(zhì)包括木材及森林工業(yè)廢物、農(nóng)業(yè)廢物、城市及工業(yè)有機(jī)廢物、水生植物、畜禽廢物及能源作物等多種形式的有機(jī)物質(zhì)。生物質(zhì)能源則指利用上述生物質(zhì)作為原料生產(chǎn)出的各種形式的能源，其來源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固、液、氣態(tài)燃料。利用生物質(zhì)能可以減少人類對大氣的污染，減少碳排放，使廢物再次循環(huán)利用。新疆維吾爾自治區(qū)生物質(zhì)能源資源豐富，發(fā)展前景廣闊，在國家補(bǔ)貼政策的扶持下，生物質(zhì)能源用在水果烘干中具有深遠(yuǎn)意義。

生物質(zhì)能作為煤炭和石油的替代能源，具有以下幾個方面的典型特征：一是可再生性。生物質(zhì)能由于通過植物的光合作用，不僅資源豐富，而且可以循環(huán)利用。二是低污染性。生物質(zhì)能CO2凈排放量近似為0，可有效減輕溫室效應(yīng)。三是廣泛分布性。生物質(zhì)能分布空間巨大，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源使用。四是可存儲性與替代性。生物質(zhì)能是有機(jī)資源，可以對于資源本身或其液體或氣體燃料產(chǎn)品進(jìn)行存儲?；谏鲜鎏攸c(diǎn)，生物質(zhì)能今后發(fā)展空間巨大，在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面其比煤炭等化石燃料具有更大的優(yōu)越性，可為緩解地球環(huán)境壓力做出突出貢獻(xiàn)。

2 新疆水果烘干燃料使用現(xiàn)狀

新疆水果的干制最初主要以自然晾曬為主，其受天氣因素的影響較大，如果遭遇陰雨連綿天氣，則會有大量爛果、霉變等情況發(fā)生，且在晾曬過程中容易受到沙塵或微生物污染，在一定程度上存在食品安全隱患。為了加快水果的制干速度，提高干果質(zhì)量，減少污染，新疆各水果主要產(chǎn)區(qū)紛紛建起了以煤為燃料的熱風(fēng)烘干房。雖然熱風(fēng)烘干房形式多種多樣，但烘干原理基本相同。目前，在新疆水果熱風(fēng)烘干房廣泛使用燃煤熱風(fēng)爐。從表1可看出，燃煤熱風(fēng)爐存在熱效率不高、設(shè)備投資大、使用壽命短、污染程度大等缺點(diǎn)。針對燃煤價(jià)格的不斷高漲以及國家對生態(tài)環(huán)境問題特別重視，在這種情況下，改造水果熱風(fēng)烘干房原有的燃煤熱風(fēng)爐為成本低、環(huán)保且無污染和在新疆燃料來源廣的生物質(zhì)熱風(fēng)爐，真正能做到節(jié)能、環(huán)保、高效益和安全。在節(jié)能減排及經(jīng)濟(jì)性上，生物質(zhì)熱風(fēng)爐比燃煤、燃油熱風(fēng)爐更具優(yōu)勢。

3 新疆生物質(zhì)能源資源

生物質(zhì)能源的資源來源非常廣泛，主要包括農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源、林業(yè)生物質(zhì)資源、 城市有機(jī)垃圾資源等。新疆是一個農(nóng)業(yè)大區(qū)，有豐富的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源。根據(jù)《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒2015》發(fā)布的作物產(chǎn)量，本文對新疆維吾爾自治區(qū)2014年農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源（即農(nóng)作物秸稈資源）進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算得出了新疆維吾爾自治區(qū)2014年秸稈所能提供的能量為1 691 290.84萬t標(biāo)準(zhǔn)煤（表2）。

4 前景與展望

隨著新疆水果種植面積的不斷增加，水果加工需求量的增大，以煤為主要能源的水果烘房數(shù)量越來越多，所面臨的節(jié)能減排壓力更加迫切。新疆生物質(zhì)能源相當(dāng)豐富，用生物質(zhì)燃料為水果烘干提供熱源有廣闊的應(yīng)用前景，同時也是一條可持續(xù)發(fā)展之路。雖然很多果農(nóng)和政府部門意識到生物質(zhì)能源在水果烘干上運(yùn) 用的重要性，但現(xiàn)有技術(shù)落后，科研創(chuàng)新不夠，同時缺乏相關(guān)的政策、法規(guī)做政策指導(dǎo)，新疆生物質(zhì)能源烘干水果還有很長的路要走。要充分發(fā)揮生物質(zhì)燃料低成本、低污染的特點(diǎn)，加強(qiáng)燃農(nóng)作物秸稈熱風(fēng)爐的研究，換用更加高效的換熱器，在減排的同時提高熱效率。加強(qiáng)以沼氣、稻殼煤氣等豐富生物質(zhì)燃?xì)庾鳛闅庠?，研發(fā)各種規(guī)格的生物質(zhì)燃?xì)馑娓煞?，促進(jìn)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的發(fā)展[6]。

5 參考文獻(xiàn)

[1] 劉小龍，史建新，沈衛(wèi)強(qiáng)，等.利用太陽能集熱器-熱泵組合干燥設(shè)備進(jìn)行杏干燥[J].新疆農(nóng)機(jī)化，2015（1）：11-13.

[2] 李立敦，黃建明.太陽能干燥在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的可行性及應(yīng)用實(shí)例[J].能源工程，2008（1）：36-39.

[3] 國網(wǎng)能源研究院.2012中國節(jié)能節(jié)電分析報(bào)告[M].北京：中國電力出版社，2012.

[4] 邸坤，李杰.中國糧食干燥節(jié)能減排新技術(shù)與新設(shè)備[J].糧食與飼料工業(yè)，2011（12）：16-21.

[5] 張百良.生物質(zhì)成型燃料技術(shù)與工程化[M].北京：科學(xué)技術(shù)出版社，2012：61-73.

[6] 江梅.簡易水果烘干設(shè)備[J].世界熱帶農(nóng)業(yè)信息，1994（12）：17.