密集烤房能源利用现状及节能减排

瞿兴　张峰阁　施学明

摘 要 密集烤房是进行烟叶烘烤的主要设备，该设备本身燃烧效率偏低，且烤房烟雾排放损失的烟气热居高不下，大量的烘烤烟气余热直接排放到大气中，不仅浪费资源，而且也对周边环境造成了较为严重的污染。可见，当前密集烤房在能源利用方面存在明显的问题。基于此，针对当前密集烤房能源利用现状进行分析，并指出密集烤房能源利用中存在的主要问题，并提出对应研究。

关键词 密集烤房;能源浪费;污染;节能减排

中图分类号：TS43 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.24.076

密集烤房在进行烟叶烘烤时，需要消耗大量的能量，而随着全球能源危机的来临，可再生、经济及循环利用能源理念的盛行，导致能源价格不断上涨，烤房烤烟的成本也相应增长。我国属于烤烟大国，但同时也是能源较为匮乏的国家，目前国内全年烤烟量早已超出150万吨范围，按照其煤炭消耗量统计，每年烘烤烟叶所需消耗的煤炭高达225万～300万吨。为此，有必要深入研究当前末级烤房能源利用情况，在此基础上明确我国密集烤房能源利用的节能减排方向，这对于促进烟草行业发展、维护生态环境、实现低碳环保目标而言意义重大[1]。

1 密集烤房能源利用现状

近年来，密集烤房成为国内烟叶烘烤设备的主流，其主要是通过强制通风热风循环，在具体的能源利用上，主要有3个方面。1）燃烧热能利用。目前国内的烟叶烘烤几乎都是基于传统煤和柴火为燃料来实现热能的获取，因此需要消耗大量的不可再生能源。在烤房设备方面，从早期的自然通风气流上升式烤房转变为如今的机械通风热循环烤房，依然采用的是以煤为主要燃料。2）电加热能源利用。电加热具体是将电能转换成热能，以此为烤房提供充足的热能。而电能在转换方式上也存在较大的差异，如电阻、电弧、电子束、红外线及感应等多种不同形式加热，其中应用较多的是电阻和远红外线加热。3）生物质能源利用。生物质燃料的应用，促使可使用能源的多样化转变，打破以往依赖传统能源的情况，同时还能有效减少温室气体排放，在充分缓解环境压力的同时，成为人们广泛接受和认可的清洁能源类型。如今成功研究且转换的生物质技术主要包括生物质固化成型、生物质热解气化、生物质液化等技术类型，其中以生物质热解气化应用较为广泛[2]。

2 当前密集烤房能源利用中存在的问题

2.1 运用操作成本偏高

当前国内密集烤房在供热设备的选用上仍以燃煤炉为主，主要是采用太阳能供热烟叶烘烤所需的成本投资非常高，并且太阳能设备本身很容易受到天气因素的直接影响，导致实际的烟叶烘烤过程不够稳定，主要体现在加热系统方面，很容易由此产生烟叶烘烤质量低下的情况。而最新选用生物质汽化炉设备则不但成本偏高，同时相应的技术要求更高，实际操作起来较为困难。而选用电烤房尽管具备较强的稳定性，但是所需投入的资金成本也相对偏高，是否能够大范围地推广和使用，则主要取决于国内各烟区内电网的容量、供电稳定性及电量存储量等。

2.2 热能浪费及污染严重

主要是由于密集烤房能源利用率严重偏低，加热系统的有效能耗偏低，即便选用一个全新且良好密封的密集烤房，其对热能的利用率也不超过60%。并且在实际烘烤过程中，烤烟中的大半热量都将以不同的方式散发而难以获得有效利用，从而致使密集烤房的烘烤能耗持续偏高。巨量的无效热损失直接导致了严重偏高的能源消耗，其中无效能耗具体包括燃料燃烧不完全损失、热风维护结构及渗漏热损失、烟气、排湿热损失等。热能浪费损耗只是其中一方面问题，另一方面则是在环境污染方面，密集烤房的烟叶烘烤作业中，煤炭及生物质能源燃烧将释放大量的有害、有毒物质（CO、CO2、SO2、H2S），这些有毒物质的持续排放，直接对周边环境造成较为严重的污染。

2.3 技术不完善推广困难

技术不完善具体指各种能源类型烤炉的技术研发不足，比如太阳能炉在进行烟叶烘烤过程中的节能效果最好，但很容易受到天气的影响，从而致使烤房启动的持续动能不足，并且太阳能在存储方面存在一定的不足。生物质汽化炉操作要求高，生物质被称为世界第四大消费能源，其能够有效缓解当代社会环境污染及常规能源缺乏带来的压力，但这一能源类型在技术层面要求较高，如今所衍生的技术类型较多，且专业性较强。电烤炉所取得的效能最佳，且可选择的电能转换方式也有很多，然而对供电稳定性要求较高，一旦其供电受到影响，则必将中断烘烤作业的持续进行[3]。

3 密集烤房能源在节能减排方向的利用

3.1 强化新能源开发及混合利用

结合当前我国密集烤房的发展现状可知，煤作为主要燃料将要持续较长时间，但终将面临枯竭，因此开发新型能源迫在眉睫。我国多数烟区都集中在农村地区，如秸秆、薪柴等生物质能属于农村主要生活燃料，虽然如今农村对煤炭的使用率持续增长，但是新型生物质能也逐年增多。因此有学者结合现有的科学研究成果，由此展开深入研究，在此基础上持续改善新能源缺陷，实现混合型能源的应用模式。混合型能源当然不止两种，在往后混合能源应用模式必将成为主流，如其他的太阳能、电能等均可纳入其中，由此形成一体化的智能密集烤房。

3.2 大力提升烤房热能利用率

要想切实提升烤房热能利用率，1）需开发节能烤房，而这就需要从加热设备上入手，加热设备本身属于烤房的一部分，其无法直接脱离烤房而独立存在，相互间是一种相辅相成的关系。目前，国内所具备的供热技术主要有燃煤分散供热、燃煤蒸汽锅炉供热、煤气化集中供气、导热油锅炉供热、生物质沸腾炉供热等等。这些都可以用于密集烤房烟叶烘烤，在具体使用当中应对注意加热设备必须符合烤房供热要求，避免热量浪费。2）应与烘烤工艺互为结合，在此基础上科学合理地计算烤房所需热量与散热设备热量间的关系，这样才能实现供热与实际情况相吻合，进而避免浪费情况的产生。

3）改善烤房的结构，要求应不断深入对余热充分利用的研究，以此来提升热量的利用效率。当前已有采用纳米功能材料涂刷内壁、改善其中各部件设计等多种举措，如改善换热器设计、装烟设计、气流平移式设计等等，均能够有效降低能耗。

3.3 拓展节能烘烤工艺研发

重点在于对低耗烘烤工艺的深度摸索，要求能够切实保障烘烤质量的同时，在此基础上不断降低烤烟所需要的热量值。而针对节能烘烤工艺的研究，则不仅仅局限在对温湿度的掌控，同时还需要做好成熟收取、合理装烟密度、预变色、恒温控制及变频风机等技术，由此才能有效规范操作，减少无效能耗的产生。并且还需深度探索全新的烘烤工艺，比如结合烟叶的质量需求及烘烤的原理来融合多种不同的干燥方式，以此来达成优势互补的效果。比如在前期阶段通过热风循环可满足烤烟变黄期和定色期的需求，进而由此推动烟叶质量的提升。在后期阶段，可采用其他的干燥方式来促使干筋期迅速失水干燥，从而有效避免热量的流失及浪费。

4 结语

我国烟叶烘烤行业发展需求大，所采用的密集烤房能源利用问题一直阻碍着行业的发展。通过分析其发展现状，明确其能源利用中存在的问题，提出了强化新能源开发及混合利用、大力提升烤房热能利用率、拓展節能烘烤工艺研发的节能方向。在往后的发展中，研究的热点将主要集中在烤房烟气余热回收系统及烟气脱硫脱硝除尘装置互为结合的技术内容，这样才能逐步实现节能减排的目标。

参考文献：

[1] 祖庆学，曹本福，李碧宽，等.密集烤房余热共享在烟叶烘烤中的应用研究[J].湖北农业科学，2018，57（22）：96-100.

[2] 高强，彭世彪，彭兴福.新能源烤房与大型密集烤房烘烤对比效果研究[J].江西农业，2018（18）：48-49，60.

[3] 陈庆山，李建华，孙晓伟，等.热管热风炉在密集型烤房中的应用研究[J].安徽农业科学，2018，46（18）：176-178，222.

（责任编辑：刘昀）