醇基燃料密集烤房煙葉烘烤減污降碳及其烘烤效果分析

摘要：【目的】探索醇基燃料烘烤煙葉的減污降碳效果及其對烤后煙葉質(zhì)量的影響，為煙葉烘烤節(jié)能降工、減污降碳和提質(zhì)增效提供參考?！痉椒ā恳钥緹熎贩N云煙87的下部葉、中部葉和上部葉為試驗材料，設(shè)置燃煤烤房（CK）和醇基燃料烤房（T處理），對比分析兩類密集烤房烘烤性能、能耗用工、烘烤過程中的碳排放強(qiáng)度及規(guī)律、廢氣排放和烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀?！窘Y(jié)果】T處理溫度偏差絕對值均值顯著低于CK（Plt;0.05，下同），控溫精度較好。兩類烤房鮮煙量、干煙量和鮮干比無顯著差異（Pgt;0.05），在燃料消耗量和耗電量方面差異顯著，且T處理烘烤下、中、上部葉的折合標(biāo)煤耗量較CK分別降低33.71%、36.01%和36.43%，同時系統(tǒng)熱效率均值較CK提高24.19%（絕對值）。煙葉烘烤過程中，T處理烘烤下、中、上部葉在碳排放峰值階段產(chǎn)生的直接碳排放量較CK分別降低42.92%、48.33%和45.68%，烘烤1 kg干煙產(chǎn)生的CO2排放量較CK分別降低35.41%、37.28%和37.11%。中部煙葉烘烤過程中，T處理在烘烤溫度38、48和68℃時的3種污染物（SO2、NOx、CO）平均排放量均顯著低于CK，其中NOx和CO的平均排放量較CK分別降低73.81%和96.50%，且T處理烘烤過程中極少產(chǎn)生SO2。T處理的干煙耗料和耗電成本顯著高于CK，但用工成本顯著低于CK，烘烤下、中、上部位煙葉的用工成本較CK分別減少87.27%、86.96%和86.11%。與CK相比，T處理烤后下、中、上部煙葉的均價分別提高1.14、1.89和1.64元/kg；中上等煙比例分別提高1.47%、8.54%和2.43%。【結(jié)論】相較于燃煤密集烤房，醇基燃料密集烤房在煙葉烘烤減污降碳、提質(zhì)增效方面具有明顯優(yōu)勢，在醇基產(chǎn)能豐富的地區(qū)適宜推廣。

關(guān)鍵詞：醇基燃料；煙葉烘烤；減污降碳；經(jīng)濟(jì)性狀

中圖分類號：S572.092文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：2095-1191（2024）10-2898-10

Pollution and carbon reduction and curing effect of tobacco curing in alcohol-based fuel bulk curing barn

HUANG Jin-rong1，CHENYi2，YANG Nan3，JI Xin-wei4，LUO Hui-long1，LIU Ji-yuan1，WEN Yong1，JIANG Yong-lei2*

（1College of Architecture and Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming，Yunnan650500，China；2Yunnan Academy of Tobacco Agriculture Sciences，Kunming，Yunnan 650300，China；3Chuxiong Company，Yunnan Tobacco Company，Chuxiong，Yunnan 675500，China；4HongheCompany，Yunnan Tobacco Company，Honghe，Yunnan 652400，China）

Abstract：【Objective】To explore the effects of alcohol-based fuel on reducing pollution and carbon of flue-cured to-bacco leaves and its influence on the quality of flue-cured tobacco leaves，and to provide reference for energy saving and cost reducing，pollution and carbon reduction，improving the quality and efficiency of tobacco leaf curing.【Method】The lower leaves，middle leaves and upper leaves of flue-cured tobacco variety Yunyan 87 were used as experimental mate-rials，and 2 types of bulk curing barns，coal-fired curing barn（CK）and alcohol-based bulk curing barn（T treatment），were set up to compare and analyze the curing performance，energy consumption and labor，carbon emission intensityand regularity during curing，exhaust gas emission and economic traits of flue-cured tobacco leaves.【Result】The average absolute value of bulk curing barn temperature deviation of T treatment was significantly lower than that in CK（rlt;0.05，the same below），and the temperature control accuracy was better.There were no significant differences in the quantity offresh weight of tobacco leaf，dry weight of bobacco leaf and ratio of fresh weight to dry weight between the 2 types of to‐bacco curing barns（rgt;0.05），and there were significant differences in fuel consumption and power consumption.Com‐pared with CK，the reduced standard coal consumption of lower，middle and upper leaves under T treatment was 33.71%，36.01%and 36.43%respectively.Meanwhile，the average thermal efficiency of the system was 24.19%higherthan that of CK（absolute value）.In the process of tobacco curing，the direct carbon emissions from the lower，middle and upper leavesofT treatment were reduced by 42.92%，48.33%and 45.68%respectively compared with CK at the peak carbon emission stage.The CO2 emissions from curing 1 kg dry tobacco leaves were 35.41%，37.28%and 37.11%lowerthan those of CK respectively.During the curing process of middle tobacco leaves，the average emissions of 3 pollutants（SO2，NOx and CO）in T treatment at the curing temperatures of 38，48 and 68℃were significantly lower than those of CK.The average emissions of NOx and CO were reduced by 73.81%and 96.50%respectively compared to CK，and SO2 was rarely produced in the curing process of T treatment.The cost of dry tobacco leaves and power consumption of T treat‐ment were significantly higher than those of CK，but the labor cost was significantly lower than that of CK，and the la‐bor cost of curing lower，middle and upper tobacco leaves was reduced by 87.27%，86.96%and 86.11%respectively compared with CK.Compared with CK，the average price of lower，middle and upper tobacco leaves after T treatment curing increased by 1.14，1.89 and 1.64 yuan/kg respectively.The proportions of middle and superior tobacco increased by 1.47%，8.54%and 2.43%respectively.【Conclusion】To sum up，the alcohol-based fuel bulk curing barn has obvious advantages over the coal-fired bulk curing barn in terms of pollution and carbon reduction，quality improvement and effi‐ciency increase，and is suitable for promotion in areas with abundant alcohol-based production capacity.

Key words：alcohol-based fuel；tobacco leaf curing；pollution and carbon reduction；economic traits

Foundation items：National Science Foundation of China（52166001）；Key Project of Yunnan Natural Science Foun‐dation（202401AS070104）；Yunnan Daguan Laboratory Key Project（YNDG202302YY04）；Science and Technology Plan Project of Yunnan Tobacco Company（DLYC2022005）

0引言

【研究意義】煙葉烘烤是烤煙生產(chǎn)過程中耗能較高的環(huán)節(jié)（詹軍等，2011），過去我國主要采用傳統(tǒng)燃煤密集烤房進(jìn)行煙葉烘烤（宋朝鵬等，2009）。燃煤燃燒供熱不穩(wěn)定，熱效率低，且燃燒過程中會產(chǎn)生煙霧顆粒、SO2、NOx等有害物質(zhì)，還排放出大量的CO2，嚴(yán)重危害大氣環(huán)境（韋忠等，2017；陳振國等，2021；Liu et al.，2023）。高能耗帶來的高污染與高排放不符合我國推行的節(jié)能降碳政策。同時，燃煤烤房烤煙期間需定期添加燃煤，加煤量受人為因素影響，且傳統(tǒng)加料方式易導(dǎo)致烤房內(nèi)部溫濕度不均衡，影響烤后煙葉質(zhì)量，給煙農(nóng)帶來較大經(jīng)濟(jì)損失（徐秀紅等，2008）。為響應(yīng)國家“雙碳”目標(biāo)，滿足現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)要求，積極推廣使用清潔能源如醇基燃料（徐成龍等，2015）、電能（張雨薇等，2019）、太陽能（Wang et al.，2020）等進(jìn)行煙葉烘烤已成為今后發(fā)展的重要方向。其中，醇基燃料是以低碳醇（甲醇、乙醇等）為主要成分的一種液體燃料，不含硫，具有抗爆性好、含氧量高等特點（姚春德和姚安仁，2023）；又因其制備原料來源廣、清潔衛(wèi)生，在常溫常壓下便于儲存、運(yùn)輸和使用，是目前最具有競爭力的新型清潔能源（馮向法，2006；Liu et al.，2024a）。因此，探索醇基燃料清潔能源應(yīng)用于煙葉烘烤，對煙草行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】采用醇基燃料烘烤煙葉在提高烤后煙葉品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)效益及減少烘烤能耗和污染物排放等方面的效果已得到廣泛認(rèn)可（許躍奇等，2018；楊楠等，2018；趙浩賓等，2021）。段美珍和蔡海林（2013）通過甲醇與燃煤烤房的對比試驗，發(fā)現(xiàn)甲醇供熱式烤房自動化程度高，節(jié)省勞動用工，烤后上等煙比例大幅提高，綜合效益高于燃煤烤房。Zhan等（2015）、高強(qiáng)等（2016）、王川等（2017）研究表明，醇基燃料熱慣性小，對溫濕度控制更精準(zhǔn)，供熱效果好，使用醇基燃料烘烤煙葉能提高烤后煙葉外觀質(zhì)量，增加煙農(nóng)收益，同時減少污染排放，實現(xiàn)了煙葉在烘烤過程中提質(zhì)增效的目的。郭大仰等（2016）結(jié)果表明，與燃煤烤房相比，醇基燃料烤房在能耗量與用工數(shù)方面具有明顯優(yōu)勢，且燃燒排除污染物較少，在烘烤過程中醇基燃燒排放污染物（除CO2）較褐煤減少2655.40 mg/L。王建安等（2017）通過對輕油燃燒機(jī)進(jìn)行改裝，研發(fā)了一種醇基燃料烘烤設(shè)備，結(jié)果表明醇基燃料密集烤房的控溫精確度高、系統(tǒng)熱效率高、烤后煙葉外觀質(zhì)量好，但烘烤成本略高于燃煤烤房。劉兆宇等（2021）研究表明，采用醇基燃料烘烤煙葉的單位干煙成品燃料消耗量及排放的煙氣污染物NOx和CO濃度均遠(yuǎn)低于生物質(zhì)顆粒和燃煤，節(jié)能減排效果明顯。孔永平等（2022）研究表明，與燃煤烤房相比，醇基燃料密集烤房燃料消耗量低，烘烤效果較好，烤后煙葉干物質(zhì)損失減少，煙葉經(jīng)濟(jì)價值提升，均價提高2.40元/kg。【本研究切入點】目前，關(guān)于醇基燃料烤房在提質(zhì)增效和節(jié)能減排等方面的文獻(xiàn)報道較多，但針對醇基燃料烤房在烘烤過程中的CO2排放強(qiáng)度及規(guī)律研究尚不多見?！緮M解決的關(guān)鍵問題】通過醇基燃料烤房與燃煤烤房的對比研究，探討兩類烤房能耗用工、CO2和污染物排放量及烤后煙葉質(zhì)量的差異，為煙葉烘烤節(jié)能降工、減污降碳和提質(zhì)增效提供參考。

1材料與方法

1.1試驗地點及材料

試驗于2022年7—9月在云南省開遠(yuǎn)市普惠合作社進(jìn)行，烤煙品種為云煙87。選取規(guī)范化連片煙田中成熟度一致的下部葉（自下往上第5～7位葉）、中部葉（自下往上第9～11位葉）和上部葉（自下往上第14～16位葉），在相同時間內(nèi)完成采收、夾煙和裝煙，并同時點火烘烤。所用烤房為云南省常用的8 m 4層烤房，所有煙葉均采用煙竿編制，每座烤房裝煙430竿。醇基燃料為甲醇液體，由云南解化清潔能源開發(fā)有限公司解化化工分公司生產(chǎn)；煤炭為開遠(yuǎn)市小龍?zhí)睹旱V提供的原煤。主要儀器設(shè)備：嶗應(yīng)3012H型煙塵氣快速測試儀、嶗應(yīng)3071型智能煙氣采樣器（青島嶗山應(yīng)用技術(shù)研究所）；722S型可見分光光度計（上海精密科學(xué)儀器有限公司）。

1.2試驗設(shè)計

試驗選取兩類烤房：燃煤烤房（對照，CK）和醇基燃料烤房（T處理），所用密集烤房規(guī)格為8 m×2.7 m×3.5 m，4層2倉。對普通燃煤密集烤房進(jìn)行改造，配接外置甲醇燃燒機(jī)（圖1）；兩類烤房烘烤過程除燃料與供熱方式不同外，其余烤房條件均相同。每類烤房分別進(jìn)行下、中、上部煙葉的烘烤試驗，每類烤房處理各部位煙葉設(shè)3次重復(fù)。烘烤工藝采用云南省廣泛使用的“六步三關(guān)”烘烤工藝（圖2），每座烤房設(shè)置20竿煙葉作為供試樣品，裝煙時稱取每竿樣品鮮重并掛牌標(biāo)識。在烘烤過程中，逐階段記錄耗電量和燃料消耗量，待烘烤結(jié)束后稱取干煙質(zhì)量，計算鮮干比及每千克干煙的成本。

1.3測定項目及方法

1.3.1烤房烘烤性能在烤房中部安裝溫度傳感器（圖1-A），測試兩類烤房空載條件下的升溫情況。參考孔永平等（2022）的方法，分別在38℃（變黃前期）、42℃（變黃后期）、48℃（定色中期）和54℃（定色后期）時，每隔10min記錄烤房設(shè)定溫度和實測溫度的差值，連續(xù)測定6次，計算烤房內(nèi)部溫度偏差絕對值均值。本研究采用云南省主推的“六步三關(guān)”烘烤工藝進(jìn)行測量計算，因此定色后期溫度采用54℃。

TAVG=TTsi|

式中，TAVG為烤房內(nèi)部溫度偏差均值（℃），Tm（i）為設(shè)定溫度（℃），Tsi為實測溫度（℃）。

1.3.2烘烤能耗對比及系統(tǒng)熱效率統(tǒng)計兩類烤房從點火直至烘烤結(jié)束后的燃料消耗量和耗電量，記錄各烤房的鮮煙和干煙質(zhì)量，計算不同燃料烤房烘烤各部位煙葉的折合標(biāo)煤耗量和系統(tǒng)熱效率?？痉肯到y(tǒng)熱效率計算公式如下：

η（%）=×100

式中，η為系統(tǒng)熱效率；m 1為鮮煙量（kg）；m2為干煙量（kg）；cw為烘烤過程中煙葉失水耗能常數(shù)，其值為2.6×103 kJ/kg（宮長榮和潘建斌，2003）；M為燃料消耗量（kg）；Q為燃料熱值（kJ/kg）。

1.3.3碳排放核算統(tǒng)計兩類烤房在變黃前期（38℃）、變黃中期（40℃）、變黃后期（42℃）、定色前期（46℃）、定色中期（48℃）、定色后期（54℃）、干筋前期（60℃）和干筋后期（68℃）各烘烤階段的耗電量及燃料消耗量。根據(jù)《IPCC 2006年國家溫室氣體清單指南2019修訂版》（Intergovernmental Panel on Climate Change，2019）規(guī)定，碳排放分為直接碳排放、間接碳排放及碳匯。本研究的碳排放核算部分為煙葉烘烤過程中的燃料消耗排放和電力消耗排放，即直接碳排放和間接碳排放，對于碳匯考慮不計。采用碳排放因子法計算碳排放量（徐沁穎，2023），計算公式如下：

Mbm=ki×Mi+ke×Wei

EM，CO2=Mbm×EFbm

式中，Mbm為標(biāo)煤耗量（kg），ki為燃料折算標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)（kgce/kg），Mi為燃料消耗量（kg），ke為電力折算標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)kgce/（kW·h），Wei為耗電量（kW·h），EM，CO2為CO2排放量（kg），EFbm為標(biāo)煤碳排放因子（kg CO2/kgce）。標(biāo)準(zhǔn)煤折算系數(shù)和碳排放因子遵循《IPCC 2006國家溫室氣體清單指南》（Intergovern-mental Panel on Climate Change，2006）以及GB/T 2589—2020《綜合能耗計算通則》，原煤折算標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)取0.7143 kgce/kg，電力折算標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)取0.4040 kgce/（kW·h）；本研究所用醇基液體燃料主要為甲醇，按低位發(fā)熱量折算標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)取0.6794 kgce/kg，標(biāo)煤碳排放因子取2.493 kg CO2/kgce。

1.3.4煙囪廢氣檢測兩類烤房分別在38℃（變黃前期）、48℃（定色中期）和68℃（干筋后期）穩(wěn)溫2 h后進(jìn)行廢氣檢測，檢測位置選取煙囪上煙氣排放氣流平穩(wěn)處，煙道面積為0.04 m2，結(jié)果取3次檢測數(shù)據(jù)的平均值。利用嶗應(yīng)3012H型煙塵氣快速測試儀，采用定點位電解法測定廢氣SO2、NOx和CO（國家環(huán)境保護(hù)總局和《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》編委會，2003）；通過嶗應(yīng)3071型智能煙氣采樣器采集煙囪廢氣，采用變色酸比色法檢測甲醇（國家環(huán)境保護(hù)總局和《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》編委會，2003），參照GB/T 15516—1995《空氣質(zhì)量甲醛的測定乙酰丙酮分光光度法》檢測甲醛，2種廢氣均使用722S型可見分光光度計進(jìn)行測定。

1.3.5能耗與用工成本烘烤成本包括干煙能耗成本和干煙用工成本。干煙能耗成本=耗能量×單價/干煙質(zhì)量；干煙用工成本=用工成本/干煙質(zhì)量；凈均價=均價-干煙能耗成本-干煙用工成本。

1.3.6烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀根據(jù)GB 2635—1992《烤煙》對烤后各部位煙葉進(jìn)行分級，統(tǒng)計煙葉等級比例，并參考當(dāng)?shù)乜緹熓召弮r格確定均價。

1.4統(tǒng)計分析

利用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，Origin 2018制圖。采用SPSS 24.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，通過正態(tài)分布檢驗和F檢驗數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布及方差同質(zhì)性；利用獨立樣本t檢驗研究兩類烤房處理不同部位煙葉性狀之間的差異。

2結(jié)果與分析

2.1不同燃料烤房穩(wěn)溫性能比較

由表1可知，T處理的溫度偏差絕對值控制在0.32～0.38℃，而CK的溫度波動較大，溫度偏差絕對值在0.91～1.35℃。在4個關(guān)鍵穩(wěn)溫點下，T處理的溫度偏差絕對值均值顯著低于CK（rlt;0.05，下同）。

2.2不同燃料烤房烘烤能耗及系統(tǒng)熱效率比較

由表2可知，兩類烤房的鮮煙量、干煙量和鮮干比均無顯著差異（rgt;0.05），而在烘烤能耗方面存在顯著差異。在燃料消耗量方面，CK顯著高于T處理；在耗電量方面，T處理顯著高于CK。具體來看，T處理烘烤各部位煙葉的折合標(biāo)煤耗量均顯著低于CK，其中下部葉的折合標(biāo)煤耗量較CK降低33.71%，中部葉較CK降低36.01%，上部葉較CK降低36.43%。T處理烘烤各部位煙葉的系統(tǒng)熱效率均顯著高于CK，其中系統(tǒng)熱效率均值較CK提高24.19%（絕對值）。

2.3不同燃料烤房碳排放對比分析結(jié)果

2.3.1不同燃料烤房各烘烤階段CO2排放量對比由圖3可知，兩類烤房烘烤下、中、上部葉產(chǎn)生的CO2排放量均呈先升高后降低的變化趨勢，且CK在各關(guān)鍵烘烤階段的直接碳排放量均高于T處理，而間接碳排放量均低于T處理。由圖3-A和圖3-B可知，兩類烤房烘烤下部葉和中部葉時產(chǎn)生的直接碳排放量在定色中期達(dá)峰值，且2個處理間差值最大；在碳排放峰值階段，T處理烘烤下部葉和中部葉產(chǎn)生的直接碳排放量較CK分別減少151.68和194.01 kg，降幅分別為42.92%和48.33%；就間接碳排放量而言，在定色中期，T處理烘烤下部葉和中部葉產(chǎn)生的間接碳排放量分別是CK的1.44和1.72倍。由圖3-C可知，兩類烤房烘烤上部葉產(chǎn)生的直接和間接碳排放量在定色后期均達(dá)峰值，此時T處理烘烤上部葉產(chǎn)生的直接碳排放量較CK減少184.79 kg，降幅達(dá)45.68%，產(chǎn)生的間接碳排放量是CK的1.57倍。

2.3.2不同燃料烤房烘烤煙葉單位產(chǎn)品CO2排放量對比由圖4可知，兩類烤房烘烤各部位單位產(chǎn)品（1 kg干煙葉）碳排放量表現(xiàn)為下部葉gt;中部葉gt;上部葉，且兩類烤房處理同一部位煙葉的單位產(chǎn)品碳排放量存在顯著差異；其中，T處理烘烤1kg下部干煙葉產(chǎn)生的碳排放量較CK減少1.53 kg，降幅為35.41%；中部干煙葉較CK減少1.51 kg，降幅為37.28%；上部干煙葉較CK減少1.31 kg，降幅為37.11%。

2.4不同燃料烤房煙囪廢氣對比分析結(jié)果

由表3可知，T處理在烘烤溫度38、48和68℃時的3種污染物（SO2、NOx、CO）平均排放量均顯著低于CK；3個溫度點下T處理的NOx平均排放量較CK降低102.73 mg/m3，降幅為73.81%，CO的平均排放量較CK降低1253.46 mg/m3，降幅為96.50%，且T處理烘烤過程中極少產(chǎn)生SO2。此外，T處理烘烤過程中會產(chǎn)生少量的甲醛和甲醇。

2.5不同燃料烤房烘烤成本分析結(jié)果

由表4可知，T處理烘烤1kg干煙耗料和耗電成本均顯著高于CK。從用工成本來看，T處理烘烤各部位煙葉所需費(fèi)用均顯著低于CK，下、中、上部葉干煙用工成本較CK分別降低87.27%、86.96%和86.11%。就干煙烘烤成本而言，受燃料價格因素和耗電量的影響，T處理烘烤各部位干煙烘烤成本均顯著高于CK；從烤后干煙凈均價來看，T處理烤后各部位干煙凈均價均顯著高于CK，下、中、上部葉干煙凈均價較CK分別提高0.42、1.26和1.04元/kg。

2.6不同燃料烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀分析結(jié)果

由表5可知，CK與T處理烤后中部葉之間的不同等級煙葉比例及均價達(dá)顯著差異水平；其中，T處理烤后上等煙比例和中上等煙比例較CK分別提高20.19%和8.54%，下等煙比例較CK降低23.88%，均價較CK提高1.89元/kg。與CK相比，T處理烤后下部葉和上部葉的中上等煙比例分別提高1.47%和2.43%，均價分別提高1.14和1.64元/kg。

3討論

本研究結(jié)果表明，與燃煤烤房相比，醇基燃料密集烤房節(jié)省燃料耗量、提高系統(tǒng)熱效率，且烤房內(nèi)部溫度偏差小，穩(wěn)溫性能好。這是由于醇基燃料熱值高，熱慣性小，且醇基采用氣化燃燒機(jī)燃燒，可實現(xiàn)燃料燃燒過程的精準(zhǔn)控制，避免燃料的無效燃燒，提高燃料的利用率（冀新威等，2023）。同時，醇基燃料烤房采用自動化加料系統(tǒng)，減少了勞動強(qiáng)度，所需人工成本明顯低于燃煤烤房。但受燃料價格和用電量的影響，就1kg干煙烘烤成本而言，醇基燃料烘烤煙葉的成本高于燃煤（王建安等，2017；李崢等，2018）。

實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，關(guān)鍵在于推動能源清潔低碳安全高效利用，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)以技術(shù)替代資源的大背景下，利用新型清潔能源替代傳統(tǒng)燃煤實現(xiàn)烤煙低碳環(huán)保、節(jié)能減排是目前農(nóng)業(yè)干燥領(lǐng)域重要的研究課題（王建安，2018；武圣江等，2022）。本研究結(jié)果表明，使用醇基燃料烘烤煙葉能有效降低溫室氣體CO2以及大氣污染物SO2、NOx、CO的排放量。與燃煤烤房相比，醇基燃料烤房在各烘烤階段的直接碳排放量均低于燃煤烤房，且各階段烘烤的CO2排放量變化趨勢較平緩，波動較小，與醇基燃料熱值高、燃燒充分且煙葉烘烤過程中熱量損失小密切相關(guān)（Ren etal.，2023）；但受設(shè)備用電量的影響，醇基燃料烤房各烘烤階段的間接碳排放量均高于燃煤烤房。在定色期，兩類烤房的CO2排放達(dá)峰值。在整個烘烤階段的定色中期，煙葉的脫水量達(dá)最大值，烤房內(nèi)部熱負(fù)荷最高，燃料消耗量最大，是導(dǎo)致CO2排放量在定色期達(dá)峰值的主要原因（姚曜和祝健，2017；李志國，2021）。在整個烘烤周期下，醇基燃料燃燒廢氣中的3種大氣污染物總排放量顯著降低，與醇基的理化特性及烤房所采用氣化燃燒方式燃燒充分有關(guān)；醇基燃料燃燒產(chǎn)生的主要產(chǎn)物是水和CO2，與燃煤燃燒產(chǎn)生大量的煙塵、SO2、NOx、CO等污染氣體具有明顯區(qū)別（Liu et al.，2024b）。此外，甲醛和甲醇在醇基燃料烤房中被檢測出來，但二者含量遠(yuǎn)低于甲醛職業(yè)接觸限值（0.5 mg/m3）和甲醇職業(yè)接觸限值（25 mg/m3）（漢鋒等，2018），以及GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中甲醛的最大允許排放濃度（30 mg/m3）和甲醇的最大允許排放濃度（220 mg/m3）。我國作為全球最大的甲醇生產(chǎn)國，年產(chǎn)量和產(chǎn)能均穩(wěn)居世界之首（姚春德和姚安仁，2023），推廣醇基燃料用于煙葉烘烤對我國如期實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要現(xiàn)實意義。

本研究結(jié)果還表明，在烤后煙葉提質(zhì)增效方面，醇基燃料烤房烤后煙葉質(zhì)量明顯優(yōu)于燃煤密集烤房。使用醇基燃料烘烤的煙葉均價、上等煙比例等指標(biāo)均高于燃煤烘烤，主要由于在烘烤過程中，燃煤燃燒有滯后性，且燃煤烤房需人工加料，新添加的燃煤在短時間內(nèi)燃燒慢，升溫慢，燃煤燃燒產(chǎn)生的熱量難以控制（徐秀紅等，2008）。醇基燃料熱慣性較小，在烘烤過程中對溫度的控制精度高，更加符合烘烤工藝的要求，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，與王川等（2017）研究得出醇基燃料密集烤房控溫精準(zhǔn)，滿足煙葉烘烤要求的結(jié)果相似。本研究中醇基燃料烤房烤后煙葉鮮干比略優(yōu)于燃煤烤房，與汪華國等（2021）研究發(fā)現(xiàn)一定濃度的CO2能縮短烘烤時間，減少煙葉干物質(zhì)消耗，并能提升煙葉質(zhì)量的結(jié)果相似。醇基燃料的生產(chǎn)原料來源廣泛，易制取，且醇基燃料烤房改造方法簡便，建造成本低，僅需在原有密集烤房上添加外接甲醇燃燒機(jī)和控制儀。但醇基燃料在使用環(huán)節(jié)存在一定的安全隱患，且醇基燃燒會產(chǎn)生一定量的甲醇、甲醛等有害氣體。因此，在醇基燃料使用過程中，需采取相應(yīng)的防護(hù)措施，避免甲醇等有害氣體對人體造成危害。

4結(jié)論

醇基燃料密集烤房穩(wěn)溫性能好，系統(tǒng)熱效率高，烘烤用工成本低，烘烤過程中產(chǎn)生的溫室氣體和大氣污染物排放量少，并能保證烤后煙葉質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益，在醇基產(chǎn)能豐富的地區(qū)適宜推廣。

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（責(zé)任編輯羅麗）