生物質(zhì)壓塊燃料在煙葉烘烤中的應(yīng)用效果

張峰閣　施學(xué)明　瞿興

摘 要 通過對煙草烘烤所需的生物質(zhì)壓塊燃料和燃煤燃料兩種燃料的性質(zhì)、能耗和成本進(jìn)行深入探究，發(fā)現(xiàn)在煙葉烘烤中采用生物質(zhì)壓塊燃料，能提升煙草的品質(zhì)和煙草企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，減小能源匱乏對企業(yè)發(fā)展帶來的影響。

關(guān)鍵詞 生物質(zhì)壓塊燃料;燃煤燃料;煙葉烘烤效益

中圖分類號：TS44 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.21.093

傳統(tǒng)的煙草烘烤一般采用煤炭來進(jìn)行，這樣不僅會破壞生態(tài)環(huán)境，還會讓珍貴的煤炭能源銳減，再加上煤炭的可燃性無法控制，導(dǎo)致煙草企業(yè)不能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

生物質(zhì)壓塊燃料是一種體積小、成本低、密度高、可燃性強(qiáng)、易于儲存和運輸、具有高揮發(fā)性的固體燃料，是一種清潔能源，廣泛運用于各個行業(yè)，如取暖、鍋爐、生物質(zhì)發(fā)電廠和物質(zhì)烘烤等，能代替很多珍貴的或燃燒性不穩(wěn)定的燃料，如不可再生能源煤。生物質(zhì)壓塊燃料能夠在燃燒中穩(wěn)定控制，通過使用專門的燃燒設(shè)備，可以將其優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，為企業(yè)創(chuàng)造極大的經(jīng)濟(jì)效益，對緩解當(dāng)今國際能源危機(jī)與生態(tài)環(huán)境的污染形勢都起到極為重要的作用。

1 材料與方法

1.1 烘烤條件

將采收的煙草進(jìn)行分配，用人工的方式將同種品質(zhì)、同部位、同一成熟度的煙葉綁在竹竿上，并掛在相應(yīng)的煙架上，然后在氣流上升式密集烤箱中進(jìn)行烘烤。

1.2 烘烤材料

供試燃料以木屑為主原料，并在其中添加輔助化工原料，如秸稈、玉米、水稻和廢棄物等。用攪拌機(jī)對這些材料進(jìn)行合理攪拌后，再用壓塊成型機(jī)對攪拌好的材料進(jìn)行壓制，形成體積約為2 cm3的生物質(zhì)壓塊燃料。

供試煙葉是當(dāng)?shù)刂髟云贩NK326;供試煙田土壤肥沃，移栽期相同，采用大田生產(chǎn)管理規(guī)范，煙草田的長勢、長相相同。當(dāng)煙田中的煙葉成熟時，選用成熟度一致的上部煙葉，進(jìn)行相關(guān)試驗工作，并保證供試煙葉在同一天內(nèi)采摘與加工，從而保證煙葉加工均勻。煙葉烘烤結(jié)束后，讓其自然回潮進(jìn)行煙葉質(zhì)量評價。

供試烤房內(nèi)的設(shè)備滿足國家煙草標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，其中供試烤箱選擇氣流上升式密集烤箱;燃燒爐選擇當(dāng)今煙葉烘烤行業(yè)中比較先進(jìn)的、能自動添加燃料的生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)。

1.3 試驗方法

1.3.1 環(huán)境條件監(jiān)測

烘烤技術(shù)以“三段式”烘烤工藝為基準(zhǔn)，烤房的環(huán)境與溫濕度應(yīng)有專門的人員進(jìn)行檢測與記錄，并在烤房內(nèi)的供熱墻上安裝傳感器，實時檢測烤房中的溫濕度，并借助計算機(jī)軟件根據(jù)數(shù)據(jù)制作圖表。

1.3.2 成本估算

詳細(xì)記錄煙草烘烤中所需要的燃料，包括燃料種類和使用量，并統(tǒng)計烤房燃料的使用數(shù)據(jù)，根據(jù)市場上燃料的價值來估算煙葉烘烤所需要的成本，估算時需要統(tǒng)計烤房用電量，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐挠秒妰r格來計算烤房的用電成本。

1.3.3 采樣

隨機(jī)抽取烤房中距離隔熱墻6 m處的三個棚進(jìn)行煙草采樣，記錄煙葉的數(shù)量、烤房的總竿數(shù)及煙葉烘烤結(jié)束所需要的時間;同時記錄鮮煙、干煙的凈重，以此來計算煙草烘烤過程中所需要消耗的燃料。烘烤后的煙葉由專業(yè)人員按照GB 2635-1992《烤煙》對煙葉進(jìn)行分級，并對煙葉的質(zhì)量進(jìn)行分析與統(tǒng)計，如青煙、青黃煙和雜色煙三種煙葉所占的比例[1]。

2 結(jié)果與分析

2.1 烤房溫度變化

深入研究使用生物質(zhì)壓塊燃料與燃煤燃料的烤房內(nèi)燃料種類對烤房溫度的影響，檢查烘烤中烤房溫度是否出現(xiàn)突發(fā)性升溫或降溫現(xiàn)象。結(jié)果表明，使用燃煤燃料，烤房內(nèi)溫度會比生物質(zhì)壓塊燃料低2～3 ℃，如果烤房內(nèi)的燃料與空氣都十分充足，燃煤燃料烤房的溫度就會快速升溫，導(dǎo)致溫度不穩(wěn)定，這是煙草烘烤中出現(xiàn)的常見問題。烘烤煙草時應(yīng)充分了解所使用燃料的性質(zhì)，因為不同燃料性質(zhì)不同，所需要的燃料量與燃燒成本也不盡相同。如燃煤燃料烘烤要比生物質(zhì)壓塊燃料烘烤節(jié)省半天左右的時間，但生物質(zhì)壓塊燃料能保證煙草中某些物質(zhì)得到充分轉(zhuǎn)化，從而提升煙葉的質(zhì)量。

2.2 煙葉烘烤能耗及成本分析

燃燒能耗決定燃燒成本，將兩種燃料進(jìn)行綜合對比，可以發(fā)現(xiàn)兩者的區(qū)別和優(yōu)缺點。由表1可知，與燃煤燃料相比，每生產(chǎn)1 kg干煙，生物質(zhì)壓塊燃料的燃料消耗量與煙草成本都相對較少，耗電量較高，但從整體分析還是生物質(zhì)壓塊燃料在煙葉烘烤中更節(jié)省能耗與成本。

2.3 烘烤后煙葉等級比例

綜合分析，使用生物質(zhì)壓塊燃料的烤房比使用燃煤燃料的烤房煙葉整體質(zhì)量要高，見表2。呈現(xiàn)這樣的效果主要是因為生物質(zhì)壓塊燃料烤房在整體烘烤中溫度比較穩(wěn)定，沒有溫度突然增高或降低的情況出現(xiàn)[2]。

3 結(jié)論與討論

煤炭作為一種不可再生能源，雖然燃燒性比較強(qiáng)，但在煙草烘烤中會產(chǎn)生大量二氧化硫。二氧化硫是一種無色的反應(yīng)性氣體，不僅會破壞人體的呼吸系統(tǒng)功能，威脅到周圍施工人員與周邊居住人員的身心安全，還會污染大氣環(huán)境，因此并不適合在煙草企業(yè)長期使用。生物質(zhì)壓塊燃料的主要生產(chǎn)原料為木屑，并添加各種可燃性物質(zhì)，可以充分利用廢棄物，成本較低，具有清潔環(huán)保、燃燒溫度穩(wěn)定可控、可燃性強(qiáng)等優(yōu)點，可以為煙草行業(yè)帶來豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。使用生物質(zhì)壓塊燃料不僅能節(jié)省燃料成本，提高煙草品質(zhì)，還能緩解當(dāng)今社會所面臨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問題，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

生物質(zhì)壓塊燃料的熱值與燃燒效率比較高，在煙葉烘烤中用量較少，綜合來看比煤炭烘烤所使用的能耗與成本低。此外，生物質(zhì)壓塊燃料的供熱比較穩(wěn)定，使烤房中的溫濕度都處于較平穩(wěn)狀態(tài)，得到的煙草質(zhì)量較高[3]。

4 結(jié)語

生物質(zhì)壓塊燃料烘烤煙葉時能合理管控烤房溫度，并具有成本低、可燃性強(qiáng)、清潔環(huán)保和保證煙草烘烤質(zhì)量等優(yōu)點，能為煙草企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益，并減少日常生產(chǎn)對環(huán)境的破壞。但燃料的添加需要一定的技術(shù)，必須保證工作人員對燃料全面了解，通過準(zhǔn)確計算燃燒時長來添加燃料，這對于一些傳統(tǒng)煙草企業(yè)而言具有一定的挑戰(zhàn)性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 倪克平，甄煥菊.生物質(zhì)壓塊燃料在煙葉烘烤中的應(yīng)用效果[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2015（11）：63，80.

[2] 譚方利，樊士軍，董艷輝，等.生物質(zhì)壓塊燃料及煤炭燃料在煙葉烘烤中的應(yīng)用效果對比研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014（10）：201.

[3] 茍文濤，王曉劍，鐘俊周，等.不同配方生物質(zhì)燃料物理特性與燃燒特性研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018（24）：177-181.

（責(zé)任編輯：劉昀）