新能源技術(shù)在煙葉生產(chǎn)中的使用分析

◎ 孫立奎

伴隨著我國相關(guān)煙草生產(chǎn)企業(yè)對煙葉產(chǎn)量種植區(qū)域日益聚集，烤煙房的搭建也逐漸密集化，因此所產(chǎn)生的自然環(huán)境污染狀況也愈發(fā)明顯，一般表現(xiàn)在作為燃料使用的焦炭燃燒所發(fā)出的海量顆粒及有毒有害氣體（特別是SO2），對烘烤房建筑群周圍農(nóng)牧生產(chǎn)和廣大人民群眾日常生活環(huán)境已經(jīng)產(chǎn)成了非常顯著的困擾。新能源技術(shù)很多，在火電鍋爐與工業(yè)鍋爐的應(yīng)用比較普遍，且在高溫的火電鍋爐與工業(yè)燃燒爐里使用的效果不錯，但在煙葉中低溫烘烤領(lǐng)域中，新能源解決方案使用案例不多，因此，本文挑選了空氣能源熱能泵與生化質(zhì)兩種類能源解決方案作為考察對象，并上述兩種新能源技術(shù)在相關(guān)煙草生產(chǎn)企業(yè)中烘烤煙葉作業(yè)過程中的使用進行了論證。

一、材質(zhì)和方案

1.實驗周期與區(qū)域。

無負載實驗、烘烤煙葉實驗在2015年在某地鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉烘烤場地實行。

2.試驗材質(zhì)。

（1）實驗烤煙房。

三個金屬材質(zhì)集中烤煙房，烤煙房外形尺寸是裝煙房（2.7×8）m，裝添三層煙葉，當中兩座烤煙房逐一被改建為空氣能源熱能泵烤煙房和生化質(zhì)微粒能源煙葉烘烤裝備烤煙房。

（2）實驗用煙葉。

種類是云南煙葉66，取材為中部及偏上部煙葉。

3.實驗規(guī)劃與方案。

（1）實驗規(guī)劃。

無負載實驗設(shè)計兩個處理，是TA為生化質(zhì)微粒能源烘烤煙葉裝備烤煙房，Ck1為燃煤密集烤房。煙葉烘烤試驗設(shè)3個處理，即T1為生物質(zhì)顆粒燃料烘烤設(shè)備烤房，T2為空氣源熱泵烤房，Ck2為燃煤密集烤房。

（2）實驗方案。

無負載實驗方案：添裝煙葉工作室溫度（40～45）℃，鍋爐鏜內(nèi)火力平穩(wěn)時，實行鍋爐鏜內(nèi)各種方位（距離頂爐10cm、距離頂爐20cm、鍋爐鏜內(nèi)中間部位）的溫度監(jiān)測與煙道廢氣偵測。煙葉烘烤試驗方法：記錄不同處理的耗煤量、耗電量及烤后煙葉外觀質(zhì)量、經(jīng)濟性狀、化學(xué)成分等內(nèi)容。通過對耗煤量、耗電量及煙葉烘烤效果等方面，用來對比新能源解決方案烤煙房的總體效果。

二、實驗結(jié)論與總結(jié)

1.無負載實驗。

（1）鍋爐鏜內(nèi)溫度波動。

從相關(guān)實驗結(jié)論能夠得出如下總結(jié)，烤煙房在無負載的狀況下，添裝烤煙室的溫度維持在（40～45）℃，生化質(zhì)微粒能源烘TA的鍋爐鏜內(nèi)溫度比Ck1高，其中距爐頂10cm位置的平均溫度高34.7℃，距爐頂20cm位置的平均溫度高57.3℃，爐膛中部的平均溫度高69.0℃，說明采用生物質(zhì)顆粒燃料烘烤設(shè)備能滿足煙葉烘烤的熱量需求，而且能量轉(zhuǎn)化效率與熱能利用效率非常高，燃燒熱效應(yīng)顯著。

（2）煙道排放廢氣成分。

從相關(guān)實驗結(jié)論能夠得出如下總結(jié)，在烤煙房無負載的狀況下，添裝烤煙室溫度維持在（40～45）℃，TA的碳元素與氧元素化合物、氮元素化合物與硫元素化合物的釋放量比Ck1少，當中SO2的釋放量大約下降1777.66mg/m3，下降了96%，由此可以證明生化質(zhì)微粒能源烘烤裝備烤煙房生化質(zhì)燃料可以約等于有毒有害氣體零排放；CO的排放量平均降低63.67mg/m3，降低了 63%，CO2的排放量平均升高了37.67mg/m3，升高了5.32%，說明生物質(zhì)燃料中含有的氧化物能促使燃燒充分；主體參數(shù)證明生化質(zhì)微粒燃料相較于焦炭能源利用率明顯提升。

2.烘烤煙葉實驗。

（1）烘烤煙葉進程中干球溫度情況

從相關(guān)實驗結(jié)論能夠得出如下總結(jié)，T1（生化質(zhì)微粒能源烘烤裝備烤煙房）和T2（空氣能源熱能泵）在煙葉烘烤進程中，火力比較容易控制，整個烘烤過程中，升溫穩(wěn)溫操作較易實現(xiàn)，Ck2（燃煤烤房）有不同程度的降溫現(xiàn)象。可能與設(shè)備供熱方式、控制精度算法，能源燃燒配比非常相關(guān)。

（2）烘烤以后煙葉外形品質(zhì)。

從相關(guān)實驗結(jié)論能夠得出如下總結(jié)，各種解決方案各不同部分烘烤以后煙葉的成熟程度、水分和色彩飽和度等外形品質(zhì)參數(shù)評級相同，采用新能源進行烘烤的烤后煙葉組織結(jié)構(gòu)更趨疏松，彈性較好，顏色更趨橘黃和飽和。

（3）烘烤以后煙葉的組成。

從相關(guān)實驗結(jié)論能夠得出如下總結(jié)，各種處置烘烤后中間與頂端煙葉的初始糖、煙堿、總氮、鉀、氯等一般組成部分沒有明顯分別。

三、結(jié)果和未來趨勢

1.結(jié)果。

（1）使用新能源解決方案實行烘烤煙葉有益于減少有毒有害氣體釋放，達到烘烤煙葉綠色低碳。空氣能熱泵烤房實現(xiàn)了零排放；生物質(zhì)燃料烘烤設(shè)備較燃煤烤房在氮化物、硫化物等的排放量平均降低96%。

（2）使用新能源解決方案實行烘烤煙葉有利于烘烤過程中的干球溫度控制，穩(wěn)溫性能與升溫性能顯著。

2.未來趨勢。

（1）空氣能源熱能泵是一種相對穩(wěn)定的解決方案，并且使用于煙葉行業(yè)已經(jīng)很多年，工藝水平日趨完善。達到了廢氣零釋放，干球溫度操控相對精確，有益于煙葉烘烤方案的切實采用，相關(guān)作業(yè)人員占燃煤烤煙房的25%。

（2）生化質(zhì)微粒能源烘烤裝備使用生化質(zhì)微粒為燃料，工藝水平相對穩(wěn)定。此類裝備自動化水平佳、可靠性高、穩(wěn)溫持續(xù)，有利于烘烤工藝的落實到位，有利于煙葉烤香；排放量較小，排放物主要為二氧化碳，有利于環(huán)保；操作簡單，易于掌握。