新型能源在烟叶烘烤中应用前景和效果分析

　　摘 要：为探究烟叶烘烤中经济性和实用性较强的新型能源，对生物质颗粒供热烤房、甲醇燃料烤房和空气源热泵烤房在建造成本、用工和能耗成本以及烘烤过程中稳温性能、烤后烟叶经济效益方面同燃煤烤房进行对比研究。结果表明，3种型能源中生物质颗粒应用前景最好，空气源热泵烤房烘烤过程中自动化程度最高、烤后烟叶经济效益最好，可较好地实现温度的精准控制；新型能源烤房在节能、减排、增质方面均有不同程度提升，但降本效果不明显。
　　关键词：新型能源；烘烤成本；烘烤性能；经济效益
　　中图分类号：S572 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.01.016
　　Abstract：To explore the new energy source for more economical and practical of tobacco baking， the construction cost， labor and energy cost， stability during baking， and economic benefits of flue cured tobacco leaves were studied with different baking room， including the biomass granule heating， the roast room， the methanol fuel baking room and the air source heat pump barn. The results showed that biomass particles had the best application prospects in the three types of energy sources. The degree of automation was the highest in the baking process of the air source heat pump barn， and the economic benefits of the cured tobacco leaves were the best， and it could achieve better precision control of temperature. New energy baking room in energy saving， emission reduction， quality enhancement had varying degrees， but the effect was not obvious.
　　Key words：new energy；baking cost；baking properties；economic benefits
　　目前，我國烟叶烘烤是以消耗大量的不可再生能源为代价而进行的烟叶生产过程，煤炭能耗高，每千克干烟叶耗煤量一般为1.5～2.0 kg，利用效率只有30%左右[1]，且燃烧释放大量的有害物质对环境会造成严重污染。研究表明，使用煤炭进行烟叶烘烤，每千克烟叶会导致煤炭产生0.009 4 kg NOx，0.013 2 kg SO2和4.302 kg CO2[2]，随着全球对于燃料需求的不断增长，烟叶烘烤所用成本不断上升。近年来，我国烤烟生产组织形式趋向规模化种植，烤房集中程度不断提升，烟叶生产与节能环保之间的矛盾日益突出[3-5]。我国政府工作报告中多处提及低碳和新能源，要努力建设资源节约型、环境友好型、低碳导向型社会，实现我国经济社会又好又快发展[6-7]。因此，在烟叶烘烤中注入新型能源和技术以实现增质降本、节能减排，对实现我国烟草行业可持续发展具有重要意义。
　　本研究主要针对郴州烟区烟叶烘烤中使用的生物质颗粒供热烤房、甲醇燃料烤房和空气源热泵烤房与普通燃煤烤房进行综合对比试验，旨在筛选出最适合烟叶烘烤的新型能源，为今后新型能源烤房的应用与改进奠定基础。
　　1 材料和方法
　　1.1 试验材料
　　供试烟草品种为云烟87。
　　烘烤工厂烤房建造为密集烤房群模式，新型能源烤房在普通燃煤烤房基础上进行改造，4种能源类型烤房均为气流下降式，装烟室模式为2路3层设计，规格为2.7 m×8.0 m×3.4 m，烘烤能力1.20 ～1.32 hm2。
　　1.2 试验设计
　　试验于2017年7月在郴州市桂阳县曾家村烟叶烘烤工厂进行。试验田土壤为水稻土，土壤肥力中等，前茬作物为水稻。烟草种植行距120 cm，株距50 cm，打顶后株高为110～120 cm。田间管理按优质烤烟栽培生产技术规范进行，选取上部叶（14～16叶位）于充分成熟后采收，进行烘烤。根据烤房供热能源类型不同设置4个处理：CK，燃煤烤房；T1，生物质颗粒供热烤房；T2，甲醇燃料烤房；T3，热泵能源烤房。每个处理烤房进行3次上部叶烘烤试验，烟叶烘烤过程中按3段式烘烤工艺相关要求对温湿度进行调整。
　　1.3 测定项目及方法
　　不同能源烤房建造成本由郴州市烟草公司提供；烘烤用工费用集中统计后按单个烤房进行折算；耗电量统计为停火时电表读数减去点火时电表读数；燃料用量为每炉次烘烤结束后对烘烤过程中单次加入煤炭、生物质颗粒或甲醇质量进行累计；3次烟叶烘烤数据统计后取各项指标平均值进行分析。烤后烟叶质量等级评定标准采用国家技术监督局烤烟GB 2635—92分级标准进行。
　　烘烤过程中统计38，42，48，52 ℃这4个关键稳温点不同能源类型烤房干球温度的变化情况；空载试验时将试验烤房所有门窗关闭，同时点火并将循环风机档位调至高速，将目标温度都设定为65 ℃，记录烤房内升温至38，42，48，52，60，65 ℃这6个温度节点时所用时间。

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