jinnianlai,youyumeitanzhangjia,yuanmeijiqizhipinzhiliangdilie,daozhikaoyanchengbenshangshenghezhiliangxiajiang,zhongyanxiaoyidiyuliangshi,jidadiyingxiangleyannongzhongyandejijixing。2005年,在烤煙生產中進行了“秸稈壓塊”替代煤炭烤煙的試驗。
1、“秸稈壓塊”技術介紹
“秸稈壓塊”是指以農林固體廢棄物為原料,經粉碎加壓,增密成型的新型固體燃料,其密度為1.0~1.2t/m3,一般(稻殼除外)熱值在15880-17550kj/kg之間,灰分在5%左右,含硫量在5‰以下,揮發份約70%,固定碳為18%~20%。
“秸稈壓塊”燃燒既具有氣體燃料的燃燒特性,又具有固體燃料的燃燒特性。它在200℃溫度下揮發份開始析出,在300~350℃有氧氣氛中開始支鏈燃燒,其時燃燒生成熱較低(亦稱為冷焰燃燒)。當與二次空氣相遇時,揮發份進行二次燃燒,釋放出大量熱能,其火力強度達1100℃左右。
“秸稈壓塊”中的固定炭在500 cc的條件才開始著火燃燒,在合理配風的條件下(空氣過剩係數在1.1~1,3之間),其火力強度亦可達1100℃。
2實驗材料
2.1秸稈壓塊
2.1.1 玉米秸稈壓塊 玉米秸稈經粉碎增壓致密成型,密度為1.1t/m3,熱值為16000kj/kg,揮發份約70%,固定炭20%,灰分5%,硫1.1‰,加工成本300元/t,銷售價350元/t。
2.1.2稻殼秸稈壓塊稻殼擠壓成型,密度為1.2 t/m3,熱值為12540kl/kg,揮發份約58%,固定碳18%,灰分20%,硫小於1%,其加工成本為250元/t,銷售價為300元/t。
2.2蜂窩煤球
19孔125型(當地產),熱值約14630 kjkg。每塊重量1.25 kg(其中淨煤約Ot875kg),售價0.45元/塊。
3實驗方法
整個實驗分空載和有負荷兩個階段進行。
3.1“秸稈壓塊”在AH密集型烤房上與蜂窩煤球進行空載燃燒對比試驗
試驗於2005年4月18日在利辛縣柴胡農場進行。選擇兩座結構完全相同的密集烤房,分別裝入62.5 kg玉米秸稈壓塊和∮125 mm.19孔的蜂窩煤球,
采用上點火方式點火,試驗持續l2 h。試驗過程中,通過調節進風口調節風門和觀察孔二次進風量,控製“壓塊”燃速度和燃燒爐內的溫度,進而調節烤房內的溫度。
3.2“秸稈壓塊”替代煤炭在非標準的AH密集烤房上進行烤煙負荷對比試驗
試驗於2005年7月6日在利辛縣程集鄉進行,烘烤下部煙葉,於變黃期和幹筋期進行對比試驗。試驗烤房為兩座非標準的密集型烤房,裝煙240杆,懸浮式燃燒爐,未設觀察孔。烤房通風係統並列配備三台小型軸流風機,采用等截麵變風速上送下回式循環通風供熱係統。
3.3“玉米秸稈壓塊”在AH密集烤房上烤煙試驗
試驗於2005年8月13日在利辛縣柴胡農場進行,烘烤上部煙葉。
3.4秸稈壓塊和煤燃料烘烤煙葉的內在品質分析
3 ,4.1樣品煙的製備 分別將兩種烘烤方法的煙葉按標準要求切絲,然後將煙絲放人烘箱內,於30℃一40℃下平衡24 h後卷製成卷煙小樣。
3 .4.2煙葉常規化學分析 按煙草行業標準方法測定煙葉中的總糖、還原糖、總氮、煙堿,計算蛋白質、糖堿比、施木克值,2次重複。
3 .4.3評吸方法按國家標準組織評吸。
4結果與分析
4.1“秸稈壓塊”與蜂窩煤球在AH密集烤房上進行空載燃燒對比試驗
試驗結果見表l,“秸稈壓塊”具有著火溫度低,點火容易,升溫速度快,火力強度高等特性;在AH型燃燒爐內燃燒可控性強,溫度調節靈敏度高;采用“頂火反燒”技術和科學配風,合理操作可較長時間持續燃燒。
4.2“秸稈壓塊”替代煤炭在非標準的AH烤房上進行烤煙負荷對比試驗
4.2.1不同燃料的用量及成本 19孔煤球共用636個,單價0.45元/塊,折合人民幣286.2元,烤後於煙共計228 kg,每千克幹煙的燃料成本為1.256元。
稻殼壓塊共用812 kg,單價0.30元/kg,折合人民幣243.6元,烤後幹煙共計235.2 kg,每千克幹煙的燃料成本1.036元。
每千克幹煙節約成本0.22,元。一炕烤煙(240杆)可節約燃料費用54.6元。
4.2.2升溫效果l9孔煤球,引火後需要3,5h才能看到火茁;而采用壓縮稻殼燃料,煤球引火後隻需要0.5 h就能看到火苗,采用明火引火後即刻就能看到壓縮秸稈燃燒,可見壓縮秸稈升溫速度遠遠快於煤球升溫速度。
4,2.3燃燒特性 壓縮秸稈起火快,燃燒迅速,但燃燒時問短,適宜在下筋期使用。
4.2.4操作難易程度 定色期每加入一次煤球,可維持所須溫度12 h左右;每加入一次稻殼壓塊,隻可維持所須溫度5h左右,可見,使用壓縮秸稈勞動強度大大增加。
4.3“玉米秸稈壓塊”在AH密集烤房上烤煙試驗
試驗烤房共裝煙354杆,烤幹煙326 kg,共用“玉米秸稈壓塊”360kg,點火煤球24塊,烤煙燃料成本為0.4804元/kg。對比的燃煤烤房裝嫻380杆,烤幹煙350 kg,共耗煤球640塊,烤煙燃料成本為0.7314元/kg。兩者相比,使用秸稈壓塊烤煙每千克幹煙可降低燃料成本0.251元,一炕幹煙350 kg可節約燃料費87,85元。使用玉米秸稈壓塊在定色期烤煙,一次裝料,可連續燃燒9h,可見勞動量增加有限。
4.4“秸稈壓塊”在AH密集烤房上的應用
4.4.1“秸稈壓塊”的“點火”與燃燒 “秸稈壓塊”為高揮發性的有機固體燃料,宜采用“上點火”“頂火返燒”技術。將“秸稈壓塊”先裝入懸浮爐的燃料筐內,再將燃著的點火煤球置於“壓塊”上部。燃燒的點火煤球以輻射和傳導的方式將熱能傳遞給靠近的“秸稈壓塊”,當“壓塊”表麵溫度達200℃shi,huifafenkaishixichu,zaishangshengguochengzhongyudaobumiandegaowendianhuomeiqiu,jikezhehuojinxingdiwenranshao。tuoquzhiliandetanqinghuahewuyuguanchakongjinrudeercifengxiangyulijijinxingmenglieranshao,shifangchudaliangreneng。reyanqitongguoxuanfulushangdehuanreqijiangrenengyiduiliufangshi(風扇強迫通風)傳遞給烤房內的煙葉及圍爐結構。
4.4.2 “秸稈壓塊”在懸浮爐內的燃燒控製 由“壓塊”燃燒操作可知,隻要控製好一次風(懸浮爐下部進風口)和二次風(觀察孔進風)就可以靈活控製“秸稈壓塊”燃燒速度和燃燒溫度。例如,將一、二次風門調節閥全部打開,就能實現快速升溫;若需控製升溫速度,隻要調節一次風門開啟度,就可調節“壓塊”中的揮發份析出速度,從而達到控製揮發份的析出量和單位時間的發熱量;若要完全停止供熱,隻要徹底關閉1、2次風門調節閥即可。
4.4.3對AH密集烤房的幾點要求
(1)需設2次進風口(觀察孔可當作2次進風口使用),且1、2次進風口需裝有密閉性能較好的調節閥門;
(2)懸浮爐的密閉門必須密閉不漏煙; (3)懸浮爐的排氣煙囪要有足夠高度,使懸浮爐在
微負壓狀態下運行;
(4)炕房牆體要有足夠的保溫性能,應盡量減少牆體散熱損失;
(5)烤房排氣孔要有封閉可控製的密閉門。
4.5 煙葉化學成分分析
據中國科學技術大學煙草與健康研究中心檢測,煙葉化學成分分析見表2。可見:jingjieganranshaohongkaodeyanye,qizongtanghehaiyuantanghanlianggaoyumeiranliaohongkaodeyanye,qiezongtangyuhaiyuantangdechazhixiaoyumeiranliaohongkaodeyanye,zheduitigaoyanyeneizaipinzhi、改善吸味品質起重要作用;另ling外wai,經jing秸jie稈gan燃ran燒shao烘hong烤kao的de煙yan葉ye,蛋dan白bai質zhi含han量liang低di,說shuo明ming大da分fen子zi物wu質zhi在zai調tiao製zhi過guo程cheng中zhong得de以yi充chong分fen分fen解jie,而er其qi施shi木mu克ke值zhi和he糖tang堿jian比bi均jun較jiao高gao,則ze顯xian示shi煙yan葉ye化hua學xue成cheng分fen較jiao協xie調tiao。
4.6煙葉內在質量評吸
中國科學技術大學煙草與健康研究中心組織評吸,評吸結果見表3。可知:采用煤燃料烘烤和秸稈燃料烘烤對煙葉的內在品質有一定的影響。從第二批樣品煙葉(J-2)laikan,jieganranliaohongkaodeyanye,qixiangqizhihaoyumeiranliao,qiexiangqiliangjiaoyunzu,yuweimingxiangaishan,cijixingjianxiao,zaqijianqing,pingxijieguozuihao。jieguoxianshi:采用秸稈燃料烘烤煙葉,其煙葉的內在品質得以提高。
綜合而言:
1、采用秸稈燃料烘烤,能降低煙葉中含氮化合物(包括總氮、蛋白質)含量和提高煙葉中總糖、還原糖的作用。說明秸稈燃料烘烤有利於改善煙葉化學成分的擲調性。
2、采用秸稈燃料燃燒,有降低煙氣刺激性、減輕雜氣和改善雜味的趨勢,說明秸稈燃料有利於提高煙葉的內在品質。
5、討論
通過我們的試驗發現:“秸稈壓塊”替代煤炭及其製品在AH密集烤房烤煙是完全可行的,可以進行擴大試驗示範;“秸稈壓塊”點火容易,升溫快,火力強,溫度調節靈敏度高,可以滿足烤煙工藝要求;“秸稈壓塊”烤煙能夠降低烤煙成本;秸稈燃料烘烤,能提高煙葉中總糖、還原糖含量,有降低煙氣刺激性,減輕雜氣和改善餘味的趨勢,有利於提高煙葉內在品質。
從壓縮秸稈原料來源來看,即使不用玉米、水稻、小麥等秸稈,而充分利用煙葉秸稈,0.067hm2煙葉的秸稈就可以保證同等麵積煙葉的烘烤燃料。據中國科學技術大學熱科學和能源工程係李業發教授於2005年10月20日主持的對亳州煙區送檢煙葉秸稈的測定結果,煙葉秸稈低位發熱量為16128 kj/kg,與玉米秸稈相近,遠高於稻殼,接近楊術枝條。按目前全國規範種植密度,0.067 hm2田塊種植煙葉1200株左右,一株煙杆按0.2g計算,0.067 hm2田塊可提供240 kg左右煙杆,壓塊後按每千克幹煙耗壓縮秸稈1.1 kg計算,秸稈加工過程中的損耗率按20%計算,則可烘烤煙葉174 kg,而一般煙田的產量不會超過這一數值,所以,充分利用煙田秸稈可以滿足煙葉烘烤的需要。
按照目前安徽煙葉生產水平和市場煤炭價格狀況,產幹煙葉2062.5 kg/hm2(1875—2250 kg/hm2),需煤炭275 kg(以500元/T計),加工成蜂窩煤262塊(∮12.5 cm,重1.05 kg),計2062.5元/hm2;需秸稈壓塊206.25 kg(以400元/t計),1237.5元/hm2,降低成本825元/hm2。以此測算,若在安徽(現每年種植烤煙2萬hm2)進行推廣應用,可為煙農節支1650萬元,為國家節約煤炭10餘萬t。同時,如以每0.067 hm2產200~ 250 kg煙秸稈收購加工成壓塊,以0.2元/kg計,則可讓全省煙農增收1800萬元,另外,應用秸稈壓塊還具有環保等諸多社會效應,富通新能源生產銷售的秸稈顆粒機、秸稈壓塊機是養殖戶們生產生物質顆粒燃料最佳的選擇。



