密集烤房能源利用現狀及節能減排

瞿興　張峰閣　施學明

摘 要 密集烤房是進行煙葉烘烤的主要設備，該設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，不僅浪費資源，而且也對周邊環境造成了較為嚴重的污染。可見，當前密集烤房在能源利用方面存在明顯的問題。基于此，針對當前密集烤房能源利用現狀進行分析，并指出密集烤房能源利用中存在的主要問題，并提出對應研究。

關鍵詞 密集烤房;能源浪費;污染;節能減排

中圖分類號：TS43 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.24.076

密集烤房在進行煙葉烘烤時，需要消耗大量的能量，而隨著全球能源危機的來臨，可再生、經濟及循環利用能源理念的盛行，導致能源價格不斷上漲，烤房烤煙的成本也相應增長。我國屬于烤煙大國，但同時也是能源較為匱乏的國家，目前國內全年烤煙量早已超出150萬噸范圍，按照其煤炭消耗量統計，每年烘烤煙葉所需消耗的煤炭高達225萬～300萬噸。為此，有必要深入研究當前末級烤房能源利用情況，在此基礎上明確我國密集烤房能源利用的節能減排方向，這對于促進煙草行業發展、維護生態環境、實現低碳環保目標而言意義重大[1]。

1 密集烤房能源利用現狀

近年來，密集烤房成為國內煙葉烘烤設備的主流，其主要是通過強制通風熱風循環，在具體的能源利用上，主要有3個方面。1）燃燒熱能利用。目前國內的煙葉烘烤幾乎都是基于傳統煤和柴火為燃料來實現熱能的獲取，因此需要消耗大量的不可再生能源。在烤房設備方面，從早期的自然通風氣流上升式烤房轉變為如今的機械通風熱循環烤房，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換成熱能，以此為烤房提供充足的熱能。而電能在轉換方式上也存在較大的差異，如電阻、電弧、電子束、紅外線及感應等多種不同形式加熱，其中應用較多的是電阻和遠紅外線加熱。3）生物質能源利用。生物質燃料的應用，促使可使用能源的多樣化轉變，打破以往依賴傳統能源的情況，同時還能有效減少溫室氣體排放，在充分緩解環境壓力的同時，成為人們廣泛接受和認可的清潔能源類型。如今成功研究且轉換的生物質技術主要包括生物質固化成型、生物質熱解氣化、生物質液化等技術類型，其中以生物質熱解氣化應用較為廣泛[2]。

2 當前密集烤房能源利用中存在的問題

2.1 運用操作成本偏高

當前國內密集烤房在供熱設備的選用上仍以燃煤爐為主，主要是采用太陽能供熱煙葉烘烤所需的成本投資非常高，并且太陽能設備本身很容易受到天氣因素的直接影響，導致實際的煙葉烘烤過程不夠穩定，主要體現在加熱系統方面，很容易由此產生煙葉烘烤質量低下的情況。而最新選用生物質汽化爐設備則不但成本偏高，同時相應的技術要求更高，實際操作起來較為困難。而選用電烤房盡管具備較強的穩定性，但是所需投入的資金成本也相對偏高，是否能夠大范圍地推廣和使用，則主要取決于國內各煙區內電網的容量、供電穩定性及電量存儲量等。

2.2 熱能浪費及污染嚴重

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

2.3 技術不完善推廣困難

技術不完善具體指各種能源類型烤爐的技術研發不足，比如太陽能爐在進行煙葉烘烤過程中的節能效果最好，但很容易受到天氣的影響，從而致使烤房啟動的持續動能不足，并且太陽能在存儲方面存在一定的不足。生物質汽化爐操作要求高，生物質被稱為世界第四大消費能源，其能夠有效緩解當代社會環境污染及常規能源缺乏帶來的壓力，但這一能源類型在技術層面要求較高，如今所衍生的技術類型較多，且專業性較強。電烤爐所取得的效能最佳，且可選擇的電能轉換方式也有很多，然而對供電穩定性要求較高，一旦其供電受到影響，則必將中斷烘烤作業的持續進行[3]。

3 密集烤房能源在節能減排方向的利用

3.1 強化新能源開發及混合利用

結合當前我國密集烤房的發展現狀可知，煤作為主要燃料將要持續較長時間，但終將面臨枯竭，因此開發新型能源迫在眉睫。我國多數煙區都集中在農村地區，如秸稈、薪柴等生物質能屬于農村主要生活燃料，雖然如今農村對煤炭的使用率持續增長，但是新型生物質能也逐年增多。因此有學者結合現有的科學研究成果，由此展開深入研究，在此基礎上持續改善新能源缺陷，實現混合型能源的應用模式。混合型能源當然不止兩種，在往后混合能源應用模式必將成為主流，如其他的太陽能、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

要想切實提升烤房熱能利用率，1）需開發節能烤房，而這就需要從加熱設備上入手，加熱設備本身屬于烤房的一部分，其無法直接脫離烤房而獨立存在，相互間是一種相輔相成的關系。目前，國內所具備的供熱技術主要有燃煤分散供熱、燃煤蒸汽鍋爐供熱、煤氣化集中供氣、導熱油鍋爐供熱、生物質沸騰爐供熱等等。這些都可以用于密集烤房煙葉烘烤，在具體使用當中應對注意加熱設備必須符合烤房供熱要求，避免熱量浪費。2）應與烘烤工藝互為結合，在此基礎上科學合理地計算烤房所需熱量與散熱設備熱量間的關系，這樣才能實現供熱與實際情況相吻合，進而避免浪費情況的產生。

3）改善烤房的結構，要求應不斷深入對余熱充分利用的研究，以此來提升熱量的利用效率。當前已有采用納米功能材料涂刷內壁、改善其中各部件設計等多種舉措，如改善換熱器設計、裝煙設計、氣流平移式設計等等，均能夠有效降低能耗。

3.3 拓展節能烘烤工藝研發

重點在于對低耗烘烤工藝的深度摸索，要求能夠切實保障烘烤質量的同時，在此基礎上不斷降低烤煙所需要的熱量值。而針對節能烘烤工藝的研究，則不僅僅局限在對溫濕度的掌控，同時還需要做好成熟收取、合理裝煙密度、預變色、恒溫控制及變頻風機等技術，由此才能有效規范操作，減少無效能耗的產生。并且還需深度探索全新的烘烤工藝，比如結合煙葉的質量需求及烘烤的原理來融合多種不同的干燥方式，以此來達成優勢互補的效果。比如在前期階段通過熱風循環可滿足烤煙變黃期和定色期的需求，進而由此推動煙葉質量的提升。在后期階段，可采用其他的干燥方式來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。

4 結語

我國煙葉烘烤行業發展需求大，所采用的密集烤房能源利用問題一直阻礙著行業的發展。通過分析其發展現狀，明確其能源利用中存在的問題，提出了強化新能源開發及混合利用、大力提升烤房熱能利用率、拓展節能烘烤工藝研發的節能方向。在往后的發展中，研究的熱點將主要集中在烤房煙氣余熱回收系統及煙氣脫硫脫硝除塵裝置互為結合的技術內容，這樣才能逐步實現節能減排的目標。

參考文獻：

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

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

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

（責任編輯：劉昀）