瞿興　張峰閣　施學(xué)明

摘 要 密集烤房是進(jìn)行煙葉烘烤的主要設(shè)備，該設(shè)備本身燃燒效率偏低，且烤房煙霧排放損失的煙氣熱居高不下，大量的烘烤煙氣余熱直接排放到大氣中，不僅浪費(fèi)資源，而且也對(duì)周邊環(huán)境造成了較為嚴(yán)重的污染。可見(jiàn)，當(dāng)前密集烤房在能源利用方面存在明顯的問(wèn)題。基于此，針對(duì)當(dāng)前密集烤房能源利用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并指出密集烤房能源利用中存在的主要問(wèn)題，并提出對(duì)應(yīng)研究。

關(guān)鍵詞 密集烤房;能源浪費(fèi);污染;節(jié)能減排

中圖分類號(hào)：TS43 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.24.076

密集烤房在進(jìn)行煙葉烘烤時(shí)，需要消耗大量的能量，而隨著全球能源危機(jī)的來(lái)臨，可再生、經(jīng)濟(jì)及循環(huán)利用能源理念的盛行，導(dǎo)致能源價(jià)格不斷上漲，烤房烤煙的成本也相應(yīng)增長(zhǎng)。我國(guó)屬于烤煙大國(guó)，但同時(shí)也是能源較為匱乏的國(guó)家，目前國(guó)內(nèi)全年烤煙量早已超出150萬(wàn)噸范圍，按照其煤炭消耗量統(tǒng)計(jì)，每年烘烤煙葉所需消耗的煤炭高達(dá)225萬(wàn)～300萬(wàn)噸。為此，有必要深入研究當(dāng)前末級(jí)烤房能源利用情況，在此基礎(chǔ)上明確我國(guó)密集烤房能源利用的節(jié)能減排方向，這對(duì)于促進(jìn)煙草行業(yè)發(fā)展、維護(hù)生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保目標(biāo)而言意義重大[1]。

1 密集烤房能源利用現(xiàn)狀

近年來(lái)，密集烤房成為國(guó)內(nèi)煙葉烘烤設(shè)備的主流，其主要是通過(guò)強(qiáng)制通風(fēng)熱風(fēng)循環(huán)，在具體的能源利用上，主要有3個(gè)方面。1）燃燒熱能利用。目前國(guó)內(nèi)的煙葉烘烤幾乎都是基于傳統(tǒng)煤和柴火為燃料來(lái)實(shí)現(xiàn)熱能的獲取，因此需要消耗大量的不可再生能源。在烤房設(shè)備方面，從早期的自然通風(fēng)氣流上升式烤房轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃竦臋C(jī)械通風(fēng)熱循環(huán)烤房，依然采用的是以煤為主要燃料。2）電加熱能源利用。電加熱具體是將電能轉(zhuǎn)換成熱能，以此為烤房提供充足的熱能。而電能在轉(zhuǎn)換方式上也存在較大的差異，如電阻、電弧、電子束、紅外線及感應(yīng)等多種不同形式加熱，其中應(yīng)用較多的是電阻和遠(yuǎn)紅外線加熱。3）生物質(zhì)能源利用。生物質(zhì)燃料的應(yīng)用，促使可使用能源的多樣化轉(zhuǎn)變，打破以往依賴傳統(tǒng)能源的情況，同時(shí)還能有效減少溫室氣體排放，在充分緩解環(huán)境壓力的同時(shí)，成為人們廣泛接受和認(rèn)可的清潔能源類型。如今成功研究且轉(zhuǎn)換的生物質(zhì)技術(shù)主要包括生物質(zhì)固化成型、生物質(zhì)熱解氣化、生物質(zhì)液化等技術(shù)類型，其中以生物質(zhì)熱解氣化應(yīng)用較為廣泛[2]。

2 當(dāng)前密集烤房能源利用中存在的問(wèn)題

2.1 運(yùn)用操作成本偏高

當(dāng)前國(guó)內(nèi)密集烤房在供熱設(shè)備的選用上仍以燃煤爐為主，主要是采用太陽(yáng)能供熱煙葉烘烤所需的成本投資非常高，并且太陽(yáng)能設(shè)備本身很容易受到天氣因素的直接影響，導(dǎo)致實(shí)際的煙葉烘烤過(guò)程不夠穩(wěn)定，主要體現(xiàn)在加熱系統(tǒng)方面，很容易由此產(chǎn)生煙葉烘烤質(zhì)量低下的情況。而最新選用生物質(zhì)汽化爐設(shè)備則不但成本偏高，同時(shí)相應(yīng)的技術(shù)要求更高，實(shí)際操作起來(lái)較為困難。而選用電烤房盡管具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性，但是所需投入的資金成本也相對(duì)偏高，是否能夠大范圍地推廣和使用，則主要取決于國(guó)內(nèi)各煙區(qū)內(nèi)電網(wǎng)的容量、供電穩(wěn)定性及電量存儲(chǔ)量等。

2.2 熱能浪費(fèi)及污染嚴(yán)重

主要是由于密集烤房能源利用率嚴(yán)重偏低，加熱系統(tǒng)的有效能耗偏低，即便選用一個(gè)全新且良好密封的密集烤房，其對(duì)熱能的利用率也不超過(guò)60%。并且在實(shí)際烘烤過(guò)程中，烤煙中的大半熱量都將以不同的方式散發(fā)而難以獲得有效利用，從而致使密集烤房的烘烤能耗持續(xù)偏高。巨量的無(wú)效熱損失直接導(dǎo)致了嚴(yán)重偏高的能源消耗，其中無(wú)效能耗具體包括燃料燃燒不完全損失、熱風(fēng)維護(hù)結(jié)構(gòu)及滲漏熱損失、煙氣、排濕熱損失等。熱能浪費(fèi)損耗只是其中一方面問(wèn)題，另一方面則是在環(huán)境污染方面，密集烤房的煙葉烘烤作業(yè)中，煤炭及生物質(zhì)能源燃燒將釋放大量的有害、有毒物質(zhì)（CO、CO2、SO2、H2S），這些有毒物質(zhì)的持續(xù)排放，直接對(duì)周邊環(huán)境造成較為嚴(yán)重的污染。

2.3 技術(shù)不完善推廣困難

技術(shù)不完善具體指各種能源類型烤爐的技術(shù)研發(fā)不足，比如太陽(yáng)能爐在進(jìn)行煙葉烘烤過(guò)程中的節(jié)能效果最好，但很容易受到天氣的影響，從而致使烤房啟動(dòng)的持續(xù)動(dòng)能不足，并且太陽(yáng)能在存儲(chǔ)方面存在一定的不足。生物質(zhì)汽化爐操作要求高，生物質(zhì)被稱為世界第四大消費(fèi)能源，其能夠有效緩解當(dāng)代社會(huì)環(huán)境污染及常規(guī)能源缺乏帶來(lái)的壓力，但這一能源類型在技術(shù)層面要求較高，如今所衍生的技術(shù)類型較多，且專業(yè)性較強(qiáng)。電烤爐所取得的效能最佳，且可選擇的電能轉(zhuǎn)換方式也有很多，然而對(duì)供電穩(wěn)定性要求較高，一旦其供電受到影響，則必將中斷烘烤作業(yè)的持續(xù)進(jìn)行[3]。

3 密集烤房能源在節(jié)能減排方向的利用

3.1 強(qiáng)化新能源開(kāi)發(fā)及混合利用

結(jié)合當(dāng)前我國(guó)密集烤房的發(fā)展現(xiàn)狀可知，煤作為主要燃料將要持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間，但終將面臨枯竭，因此開(kāi)發(fā)新型能源迫在眉睫。我國(guó)多數(shù)煙區(qū)都集中在農(nóng)村地區(qū)，如秸稈、薪柴等生物質(zhì)能屬于農(nóng)村主要生活燃料，雖然如今農(nóng)村對(duì)煤炭的使用率持續(xù)增長(zhǎng)，但是新型生物質(zhì)能也逐年增多。因此有學(xué)者結(jié)合現(xiàn)有的科學(xué)研究成果，由此展開(kāi)深入研究，在此基礎(chǔ)上持續(xù)改善新能源缺陷，實(shí)現(xiàn)混合型能源的應(yīng)用模式?；旌闲湍茉串?dāng)然不止兩種，在往后混合能源應(yīng)用模式必將成為主流，如其他的太陽(yáng)能、電能等均可納入其中，由此形成一體化的智能密集烤房。

3.2 大力提升烤房熱能利用率

要想切實(shí)提升烤房熱能利用率，1）需開(kāi)發(fā)節(jié)能烤房，而這就需要從加熱設(shè)備上入手，加熱設(shè)備本身屬于烤房的一部分，其無(wú)法直接脫離烤房而獨(dú)立存在，相互間是一種相輔相成的關(guān)系。目前，國(guó)內(nèi)所具備的供熱技術(shù)主要有燃煤分散供熱、燃煤蒸汽鍋爐供熱、煤氣化集中供氣、導(dǎo)熱油鍋爐供熱、生物質(zhì)沸騰爐供熱等等。這些都可以用于密集烤房煙葉烘烤，在具體使用當(dāng)中應(yīng)對(duì)注意加熱設(shè)備必須符合烤房供熱要求，避免熱量浪費(fèi)。2）應(yīng)與烘烤工藝互為結(jié)合，在此基礎(chǔ)上科學(xué)合理地計(jì)算烤房所需熱量與散熱設(shè)備熱量間的關(guān)系，這樣才能實(shí)現(xiàn)供熱與實(shí)際情況相吻合，進(jìn)而避免浪費(fèi)情況的產(chǎn)生。

3）改善烤房的結(jié)構(gòu)，要求應(yīng)不斷深入對(duì)余熱充分利用的研究，以此來(lái)提升熱量的利用效率。當(dāng)前已有采用納米功能材料涂刷內(nèi)壁、改善其中各部件設(shè)計(jì)等多種舉措，如改善換熱器設(shè)計(jì)、裝煙設(shè)計(jì)、氣流平移式設(shè)計(jì)等等，均能夠有效降低能耗。

3.3 拓展節(jié)能烘烤工藝研發(fā)

重點(diǎn)在于對(duì)低耗烘烤工藝的深度摸索，要求能夠切實(shí)保障烘烤質(zhì)量的同時(shí)，在此基礎(chǔ)上不斷降低烤煙所需要的熱量值。而針對(duì)節(jié)能烘烤工藝的研究，則不僅僅局限在對(duì)溫濕度的掌控，同時(shí)還需要做好成熟收取、合理裝煙密度、預(yù)變色、恒溫控制及變頻風(fēng)機(jī)等技術(shù)，由此才能有效規(guī)范操作，減少無(wú)效能耗的產(chǎn)生。并且還需深度探索全新的烘烤工藝，比如結(jié)合煙葉的質(zhì)量需求及烘烤的原理來(lái)融合多種不同的干燥方式，以此來(lái)達(dá)成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的效果。比如在前期階段通過(guò)熱風(fēng)循環(huán)可滿足烤煙變黃期和定色期的需求，進(jìn)而由此推動(dòng)煙葉質(zhì)量的提升。在后期階段，可采用其他的干燥方式來(lái)促使干筋期迅速失水干燥，從而有效避免熱量的流失及浪費(fèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)煙葉烘烤行業(yè)發(fā)展需求大，所采用的密集烤房能源利用問(wèn)題一直阻礙著行業(yè)的發(fā)展。通過(guò)分析其發(fā)展現(xiàn)狀，明確其能源利用中存在的問(wèn)題，提出了強(qiáng)化新能源開(kāi)發(fā)及混合利用、大力提升烤房熱能利用率、拓展節(jié)能烘烤工藝研發(fā)的節(jié)能方向。在往后的發(fā)展中，研究的熱點(diǎn)將主要集中在烤房煙氣余熱回收系統(tǒng)及煙氣脫硫脫硝除塵裝置互為結(jié)合的技術(shù)內(nèi)容，這樣才能逐步實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 祖慶學(xué)，曹本福，李碧寬，等.密集烤房余熱共享在煙葉烘烤中的應(yīng)用研究[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，57（22）：96-100.

[2] 高強(qiáng)，彭世彪，彭興福.新能源烤房與大型密集烤房烘烤對(duì)比效果研究[J].江西農(nóng)業(yè)，2018（18）：48-49，60.

[3] 陳慶山，李建華，孫曉偉，等.熱管熱風(fēng)爐在密集型烤房中的應(yīng)用研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，46（18）：176-178，222.

（責(zé)任編輯：劉昀）