清洁能源替代燃煤在密集烤房烘烤中的应用研究进展

　　摘要：燃煤烘烤存在供热不稳定、有害气体排放量大、成本较高、操作难度和劳动强度大等问题，以清洁能源为燃料替代燃煤开展密集烤房烟叶烘烤是实现烤烟可持续发展的必由之路。本文阐述了电热泵、天然气、生物质燃料等环保清洁能源替代燃煤在密集烤房烟叶烘烤调制上的研究应用，对上述三种清洁能源加热密集烤房的特点、存在的问题和发展前景作进一步分析探讨，提出推进清洁能源用于烤烟烘烤调制的建议，以期为清洁能源替代燃煤在烤烟密集烤房的推广应用提供参考。
　　Abstract： Many problems are related to unsteadily heat supply， large amount of harmful gas emission， high cost of burning coal， operation difficulty and labor intensity. Therefore， application of clean energy as a fuel instead of using coal in the bulk curing barn for flue-cured tobacco is the only way to achieve sustainable development. Clean energies in the form of electric heating pump， natural gas， biomass fuel are discussed in this study. The characteristic， existing problems and development prospects of the above three clean energy used in the bulk curing barn were further elaborated. Moreover， promoting clean energy application was also proposed to provide and popularize the clean energy in bulk curing barn.
　　关键词：清洁能源；烤烟；密集烤房；烘烤
　　Key words： clean energy；flue- cured；intensive roast house；bake
　　中图分类号：TK6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）03-0188-03
　　0 引言
　　随着农业种植结构的调整，烤烟规模化种植、专业化烘烤成为我国烤烟生产发展的新趋势，密集烤房作为专业化烘烤的重要组成部分，近年来已成为我国烟叶烘烤设备的发展方向。然而，目前密集烤房均以燃煤作为主要供热能源，存在较多问题：一是烘烤成本较高。每公斤干烟叶烘烤的燃料成本为2.5元左右，人工成本约为1元，烘烤成本占烟叶生产成本近30%，严重影响烟农的种烟收益；二是操作难度和劳动强度大。煤燃烧具有延迟性、滞后性等特点，很难实现精确升温，且温湿度控制不准确。另外，需要人工加煤，加煤频率高，劳动强度大，稍有不慎，就会造成升温过快、掉温，烤青、烤坏烟叶现象普遍；三是对大气环境污染大。燃煤燃烧后会释放大量的CO2、CO、NOX、SO2和粉尘等污染物，对大气污染及环境恶化存在潜在危险。据测算，一个20座规模的烤房群，整个烘烤季节排放烟尘4～5t，CO2 1.6～2.2 t[1]。燃煤烘烤存在的無效能耗过高、供热不稳定、有害气体大量排放等问题，同时导致的烟叶生产成本难控、烘烤损失较大、大气环境污染严重等这一系列问题，已成为制约烟叶生产绿色长效发展的重要因素，也引起了各级政府及烟草行业的高度重视。
　　清洁能源是指对生态环境低污染或者无污染的能源，不仅包括能源本身的清洁性，还包含生产能源体系的清洁性。我国清洁能源包括清洁煤技术、太阳能、水能、风能、生物质能、地热能、潮汐能、核能和氢能等[2]。随着人们环保意识的增强，亟待开发新的清洁能源替代燃煤用于密集烤房烟叶烘烤。世界上烤烟生产先进的国家，包括美国、加拿大等，普遍以燃油或天然气为能源进行密集烘烤[3-4]。自20世纪90年代起，我国相继开展了利用生物质燃料、电热泵、天然气等清洁能源进行密集烘烤的试验研究，但绝大多数研究仅仅利用一座或者几座烤房对烟叶一两个部位进行烘烤对比试验，缺少利用密集烤房群对整个烤季的烟叶进行烘烤试验，更鲜有大面积推广应用的报道。从可持续发展的角度来看，发展利用如太阳能、生物质能、电能等清洁可再生新能源替代燃煤将是今后密集烤房实现节能减排目标的重要举措，是今后密集烤房烟叶烘烤的发展趋势。本文总结分析生物质燃料、电热泵、天然气这三种清洁能源加热密集烤房烘烤的特点、存在的问题及应用前景，并从加强烤烟清洁能源研发和完善清洁能源技术服务体系等方面提出推进我国清洁能源发展的建议，以期推进清洁能源在密集烤房烟叶烘烤中推广应用。
　　1 热泵加热密集烤房
　　热泵是通过冷凝器内的制冷剂冷凝释放热量供热的一种节能装置，主要由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器四大部件组成。
　　根据低温热源不同分为空气源热泵、地源热泵和水源热泵，一般密集烤房利用的是最经济方便的空气源热泵。热泵吸收空气中的热量进入烤房加热室内，热空气通过烟层后返回烤房加热室进行循环，不但可以节约燃料，还可以完全消除污染物的排放。
　　近年来，国内不少烟叶主产区尝试将热泵节能技术应用于密集烘烤，特别是福建、河南、云南在热泵用于烟叶烘烤中进行了较多研究，且取得了一定成效。潘建斌等[5]对热泵型烟叶自控密集烤房与普通燃煤烤房的性能及所烤烟叶的品质进行了对比试验，结果表明，热泵型烤房可显著降低燃料消耗，提高烟叶烘烤品质，降低烘烤成本。2012年玉溪市烟草公司利用热泵集成供热密集烘烤与燃煤烘烤对比，结果表明每公斤干烟叶耗电3度左右，烘烤成本1.5元，与燃煤烘烤相比成本得到了降低，减少了加煤环节用工，用电控制稳定，烘烤过程中温度波动较少，不会出现燃煤烘烤中因为加煤量多少导致的升温过猛或降温问题，有助于提高和稳定烟叶烘烤质量，得到了烟农、烟草科技人员的普遍认可。

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