新能源技术在烟叶生产中的使用分析
2020-03-02孙立奎
◎ 孙立奎
伴随着我国相关烟草生产企业对烟叶产量种植区域日益聚集，烤烟房的搭建也逐渐密集化，因此所产生的自然环境污染状况也愈发明显，一般表现在作为燃料使用的焦炭燃烧所发出的海量颗粒及有毒有害气体（特别是SO2），对烘烤房建筑群周围农牧生产和广大人民群众日常生活环境已经产成了非常显著的困扰。新能源技术很多，在火电锅炉与工业锅炉的应用比较普遍，且在高温的火电锅炉与工业燃烧炉里使用的效果不错，但在烟叶中低温烘烤领域中，新能源解决方案使用案例不多，因此，本文挑选了空气能源热能泵与生化质两种类能源解决方案作为考察对象，并上述两种新能源技术在相关烟草生产企业中烘烤烟叶作业过程中的使用进行了论证。
一、材质和方案
1.实验周期与区域。
无负载实验、烘烤烟叶实验在2015年在某地乡镇烟叶烘烤场地实行。
2.试验材质。
（1）实验烤烟房。
三个金属材质集中烤烟房，烤烟房外形尺寸是装烟房（2.7×8）m，装添三层烟叶，当中两座烤烟房逐一被改建为空气能源热能泵烤烟房和生化质微粒能源烟叶烘烤装备烤烟房。
（2）实验用烟叶。
种类是云南烟叶66，取材为中部及偏上部烟叶。
3.实验规划与方案。
（1）实验规划。
无负载实验设计两个处理，是TA为生化质微粒能源烘烤烟叶装备烤烟房，Ck1为燃煤密集烤房。烟叶烘烤试验设3个处理，即T1为生物质颗粒燃料烘烤设备烤房，T2为空气源热泵烤房，Ck2为燃煤密集烤房。
（2）实验方案。
无负载实验方案：添装烟叶工作室温度（40～45）℃，锅炉镗内火力平稳时，实行锅炉镗内各种方位（距离顶炉10cm、距离顶炉20cm、锅炉镗内中间部位）的温度监测与烟道废气侦测。烟叶烘烤试验方法：记录不同处理的耗煤量、耗电量及烤后烟叶外观质量、经济性状、化学成分等内容。通过对耗煤量、耗电量及烟叶烘烤效果等方面，用来对比新能源解决方案烤烟房的总体效果。
二、实验结论与总结
1.无负载实验。
（1）锅炉镗内温度波动。
从相关实验结论能够得出如下总结，烤烟房在无负载的状况下，添装烤烟室的温度维持在（40～45）℃，生化质微粒能源烘TA的锅炉镗内温度比Ck1高，其中距炉顶10cm位置的平均温度高34.7℃，距炉顶20cm位置的平均温度高57.3℃，炉膛中部的平均温度高69.0℃，说明采用生物质颗粒燃料烘烤设备能满足烟叶烘烤的热量需求，而且能量转化效率与热能利用效率非常高，燃烧热效应显著。
（2）烟道排放废气成分。
从相关实验结论能够得出如下总结，在烤烟房无负载的状况下，添装烤烟室温度维持在（40～45）℃，TA的碳元素与氧元素化合物、氮元素化合物与硫元素化合物的释放量比Ck1少，当中SO2的释放量大约下降1777.66mg/m3，下降了96%，由此可以证明生化质微粒能源烘烤装备烤烟房生化质燃料可以约等于有毒有害气体零排放；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%，说明生物质燃料中含有的氧化物能促使燃烧充分；主体参数证明生化质微粒燃料相较于焦炭能源利用率明显提升。
2.烘烤烟叶实验。
（1）烘烤烟叶进程中干球温度情况
从相关实验结论能够得出如下总结，T1（生化质微粒能源烘烤装备烤烟房）和T2（空气能源热能泵）在烟叶烘烤进程中，火力比较容易控制，整个烘烤过程中，升温稳温操作较易实现，Ck2（燃煤烤房）有不同程度的降温现象。可能与设备供热方式、控制精度算法，能源燃烧配比非常相关。
（2）烘烤以后烟叶外形品质。
从相关实验结论能够得出如下总结，各种解决方案各不同部分烘烤以后烟叶的成熟程度、水分和色彩饱和度等外形品质参数评级相同，采用新能源进行烘烤的烤后烟叶组织结构更趋疏松，弹性较好，颜色更趋橘黄和饱和。
（3）烘烤以后烟叶的组成。
从相关实验结论能够得出如下总结，各种处置烘烤后中间与顶端烟叶的初始糖、烟碱、总氮、钾、氯等一般组成部分没有明显分别。
三、结果和未来趋势
1.结果。
（1）使用新能源解决方案实行烘烤烟叶有益于减少有毒有害气体释放，达到烘烤烟叶绿色低碳。空气能热泵烤房实现了零排放；生物质燃料烘烤设备较燃煤烤房在氮化物、硫化物等的排放量平均降低96%。
（2）使用新能源解决方案实行烘烤烟叶有利于烘烤过程中的干球温度控制，稳温性能与升温性能显著。
2.未来趋势。
（1）空气能源热能泵是一种相对稳定的解决方案，并且使用于烟叶行业已经很多年，工艺水平日趋完善。达到了废气零释放，干球温度操控相对精确，有益于烟叶烘烤方案的切实采用，相关作业人员占燃煤烤烟房的25%。
（2）生化质微粒能源烘烤装备使用生化质微粒为燃料，工艺水平相对稳定。此类装备自动化水平佳、可靠性高、稳温持续，有利于烘烤工艺的落实到位，有利于烟叶烤香；排放量较小，排放物主要为二氧化碳，有利于环保；操作简单，易于掌握。
