节能烘烤试验及烤房节能措施优化研究

《节能烘烤试验及烤房节能措施优化研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、重庆大学硕士学位论文1绪论1绪论1.1研究背景能源是维系人类生存与发展的基本保障，也是维持社会经济发展的引擎和动力，随着社会和经济的快速发展和进步，常规能源的消耗状况日益严峻，世界范围内的能源危机愈演愈烈，能源价格也随之不断攀升，导致烟叶烘烤生产成本逐年增加，严重阻碍了我国烤烟生产的可持续发展。目前我国最主要的烟叶烘烤燃料是煤炭，但其热能利用率较低，全新且密封良好的密集烤房热能利用率也仅约[1]70%。我国每年烤烟年产量约150万吨，每烘烤1kg干烟理论耗标煤0.8kg，实[2]际则需要1.5~2.0kg标煤，因此烤烟年耗标煤225万~300万吨。在此形

2、势下，及时更新烘烤工艺，规范烘烤燃煤操作，提高烟叶烘烤能效，对提高其经济社会效[3]益具有重要的意义。重庆市作为全国重点产烟地区，烟草种植已成为部分乡镇的支柱产业，也是重庆市重点发展的优势产业。随着烟叶种植规模的不断扩大，传统烘烤方式由于存在温湿度控制不当、加煤操作不规范等问题，已成为烟草生产规模化和现代化发展的障碍。烤烟煤炭的用量直接影响烟农的投入成本及其种烟收入，传统烟农[4]烤烟单位质量干烟耗煤量高，煤炭燃烧效率和烤房热效率较低，污染气体排放情况严重。利用节能技术及管理手段提高煤炭的利用率，不仅能够节约资源、减轻环境污染，还拓展了烟农创收途径，优化

3、了烟叶种植的产业结构，进而促进烟草产业的良性发展，在促进烟农降本增收、烤烟企业增效等方面起到重要作用。烟叶烘烤是一个大量耗能的过程，使用密集烤房烤烟作业时，通风排湿过程[5]导致热量大量散失。此外，燃煤过程还会释放粉尘、硫化物等有害物质及固体废[6]弃物，造成了较严重的资源浪费和环境污染情况，煤炭未燃烧完全时，资源浪费和环境污染情况更为严重，提高煤炭燃烧效率已势在必行。因此，降低烟叶烘烤过程中的煤炭消耗，提高能源利用效率，并确保烟叶烘烤质量，已成为烟叶烘烤[7]能源利用研究的主要任务。1.2国内外研究现状1.2.1密集烤房烟叶烘烤的研究现状20世纪90年

4、代以来我国烟叶烘烤设备与技术均实现较快发展，我国密集烤房的结构和工艺优化已经日趋完善，目前密集烤房建造和应用过程的关键技术问题已基本解决，密集烤房在高效性、耐用性和经济性方面均得到提高，密集型烤房已[8]成为中国烤烟烘烤设备的发展方向。烟叶田间的生产管理也更加科学化和现代1重庆大学硕士学位论文1绪论化，对烟叶成熟度的认知和把握也更趋合理，这为烟叶烘烤节能打下了良好的基础。烤房及其设备的改革和发展也步入了快速发展的阶段，普通烤房改密集型烤房在生产实践中得到了大力推广，与密集型烤房配套的蜂窝煤火炉、立式火炉、温湿度自控设备和金属换热器得到广泛应用，提高了烤房

5、的热能利用率，实现了良好的节能效果。生物质和太阳能等新型能源以及红外线涂料也在一些烟区用于[9-10]烘烤作业，不仅提高了烟叶的烘烤质量，而且还减少了大量的化石能源消耗。目前我国大多数普通烤房烤烟耗煤为1kg干烟2.3~3.0kg，而密集型烤房耗煤量[11]则一般约为1.5~2.0kg，单位干烟耗煤量与发达国家相比还有较大差距。烤房热能利用率较低、烟农烤烟操作不规范与分散化经营管理是导致我国烟叶烘烤能效较低的主要因素，但近年来也有较大改进，主要包括：①烘烤工艺的改进为了便于实现机械化及自动化控制，美国和日本均采用阶梯分段式升温和稳温的控温程序进行烘烤。2

6、0世纪50年代之前，我国烟叶烘烤作业基本停留在依赖经验的初级阶段;20世纪50年代末之后，我国开始推广和普及使用干湿球温度计;20世纪80年代之后，我国烤烟生产技术有了较快的发展，分别建立了五段式、六段式、七段式以及双低工艺等烘烤工艺模式;20世纪90年代以后，为了实现同国际[12-13]先进烘烤工艺接轨，国内学者提出并确立了烟叶三段式烘烤工艺，不仅使烟[14-16]叶烘烤质量实现了大幅度的提升，而且还大大减少了烘烤耗能。在此基础之上，通过对烤房及其相关设备的改进，我国的烤烟能效实现大幅度提升。同时烟草科技工作者们对烘烤工艺不断进行新的探索，总结出了晾黄

7、烘烤法、堆黄烘烤[17-19]法、均质烟叶调制法和去主脉烘烤法等特殊的烘烤方法，这些工艺方法虽然实现了节能效果，但均对烟叶的质量产生一定影响，尚不能完全替代实现烤烟复杂生理变化的烤房内烘烤调制过程。[20]2012年重庆烟科所在全行业首次提出“三段六步式”烘烤工艺，烤出的烟叶上中等烟比例得到了提高，青杂烟比例有效降低，烟叶的外观质量、化学成分协调性、评吸及香气质量均优于传统工艺烤出的烟叶，随着烘烤工艺的不断改进，[21]已经基本解决了密集烤房烘烤烟叶黄而不香的难题。烟草烘烤工艺的研究日渐成熟，取得了明显的进步，但在节能降耗方面的科学研究仍旧偏少，急需加强

8、。②烤房及设备的改进20世纪70年代之前，受我国烟叶种植规模的限制，烤烟生产普遍