付忠杰 張富軍 譚青濤

（1山東臨沂煙草有限公司莒南分公司，山東莒南 276600；2山東臨沂煙草有限公司，山東臨沂 276003）

目前煙葉烘烤的主要燃料是煤炭，隨著碳達峰時間臨近，煙葉烘烤急需尋找替代熱源。實踐發(fā)現(xiàn)，可以利用烤煙秸稈、廢棄煙葉、作物秸稈、樹葉、樹枝等生物質(zhì)作為煤炭替代能源。為深入貫徹落實煙草行業(yè)對煙葉生產(chǎn)綠色、生態(tài)、特色、優(yōu)質(zhì)、安全的工作要求，解決煤炭烘烤污染重、成本高等問題，實現(xiàn)煙草秸稈的資源化利用，達到以煙養(yǎng)煙目標(biāo)[1]，開展了可移動煙草秸稈催化燃燒設(shè)備研發(fā)工作。該試驗在設(shè)備供風(fēng)方式和保溫等方面進行改進，燃料充分燃燒，滿足煙葉烘烤需求。通過可移動煙草秸稈催化燃燒設(shè)備的研發(fā)及應(yīng)用，取得了顯著的效益。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗設(shè)備所用燃料主要是粉碎的煙草秸稈、樹皮、樹枝、棉稈、花生殼、鋸末、煤炭等。

1.2 試驗方法

1.2.1 可移動煙草秸稈催化燃燒設(shè)備設(shè)計?？梢苿訜煵萁斩挻呋紵O(shè)備由燃燒爐、集裝箱兩大部分組成，具體構(gòu)造見圖1。

燃燒爐采用“燃燒室二次催化燃燒”原理，設(shè)計獨特的二次燃燒室結(jié)構(gòu)，將初次燃燒室內(nèi)未燃盡的煙塵送入二次燃燒室催化再燃，能夠有效提高熱值利用率，顯著減少煙塵產(chǎn)生和有害氣體排放（圖2）。

1.2.2 可移動煙草秸稈催化燃燒設(shè)備的性能和效益。從性能指標(biāo)以及效益指標(biāo)方面比較可移動煙草秸稈催化燃燒設(shè)備與普通燃煤立式爐的區(qū)別。

2 結(jié)果與分析

2.1 性能

通過1年的研發(fā)和推廣應(yīng)用，可移動煙草秸稈催化燃燒爐具有以下幾方面性能。①燃料來源。可移動煙草秸稈催化燃燒設(shè)備主要以粉碎的煙草秸稈為燃料，也可以使用粉碎的樹皮、樹枝、棉稈或者花生殼、鋸末、煤炭等，解決了傳統(tǒng)燃燒爐原料單一問題。②熱值利用率。設(shè)備爐體采用二次催化燃燒結(jié)構(gòu)，熱值利用率達到93%，而傳統(tǒng)燃煤爐的熱值利用率一般為78%～85%，熱值利用率顯著提高。推廣數(shù)據(jù)顯示，可實現(xiàn)上年度0.08 hm2煙草秸稈、烘烤本年度0.07 hm2煙葉的燃料需求。③清潔無污染。可移動煙草秸稈催化燃燒爐研發(fā)成功后，由第三方專業(yè)機構(gòu)對環(huán)保指標(biāo)進行檢測，結(jié)果見表1?？芍?，可移動煙草秸稈催化燃燒爐在廢氣和煙塵排放方面顯著優(yōu)于普通燃煤立式爐，更符合環(huán)保要求。④設(shè)備可移動。設(shè)備使用廢舊冷藏集裝箱作房體，烤房容量與普通烤房差異不大，且可根據(jù)煙葉布局調(diào)整進行遷移，改變了傳統(tǒng)烤房無法移動的缺點，實現(xiàn)了資源有效調(diào)配利用[2]，節(jié)約了重復(fù)建設(shè)成本。⑤保溫性能好。設(shè)備配套的集裝箱用厚65 mm聚氨酯夾芯板制成，防腐性能好，強度高，壽命可達30年，導(dǎo)熱系數(shù)≤0.020，絕熱性能是普通磚混墻體的30倍，保溫保濕性能好。

表1 不同設(shè)備煙塵排放物檢測結(jié)果

2.2 效益

2.2.1 經(jīng)濟效益。2020年，試驗安裝可移動煙草秸稈催化設(shè)備10座，承擔(dān)面積13.3 hm2。7月20日開始裝爐，9月2日烘烤結(jié)束，共烘烤52爐次，累計節(jié)約0.51萬元?？竞鬅熑~色度和油分較普通烤房明顯提高，上等煙比例提高2.6%，收入58 729.2元/hm2（不含補貼），比全縣單位面積收入57 440.4元/hm2高1 288.8元/hm2；公斤干煙耗煙草秸稈2.38 kg左右。

設(shè)備使用不同燃料成本見表2?？梢?，使用煙草秸稈的成本最低，符合煙農(nóng)生產(chǎn)需求。同等條件下，以燃燒煤炭和生物質(zhì)壓塊的燃燒爐為對照，對煙葉烘烤成本（不含人工）進行比較可知，配套可移動煙草秸稈催化燃燒爐的烤房烘烤成本明顯低于其他烤房。

表2 不同類型燃料應(yīng)用成本對比

2.2.2 生態(tài)效益。一是設(shè)備擺脫了對煤炭的依賴，探索出了秸稈資源化利用路子，燃料就地取材，加快了新舊動能轉(zhuǎn)換；二是設(shè)備主要以煙草秸稈為燃料，顯著提高了煙農(nóng)及時拔除、收集秸稈的積極性，在一定程度上減少了因秸稈拔除過晚造成的土壤養(yǎng)分過度消耗；三是及時拔除煙草秸稈，有利于減少病蟲害的田間越冬寄主，降低次年病蟲害發(fā)生概率。

2.2.3 社會效益。一是解決了煙草秸稈和其他作物秸稈收獲后私存亂放帶來的環(huán)境污染和火災(zāi)隱患問題，符合美麗鄉(xiāng)村建設(shè)要求；二是有效降低了煙葉烘烤季節(jié)的煙塵和二氧化硫排放，社會反響好。

3 結(jié)論與討論

綜上所述，使用可移動煙草秸稈催化燃燒設(shè)備，取得了顯著的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益。一方面，節(jié)約了成本，提高了烤后煙葉色度、油分以及上等煙比例[3-4]；另一方面，探索出了秸稈資源化利用路子，減少了煙田次年病蟲害發(fā)生概率，降低了煙葉烘烤季節(jié)的煙塵和二氧化硫排放量，減輕了環(huán)境污染。

根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H，應(yīng)高點定位、提前謀劃，從燃料儲備、綠色防控、精準(zhǔn)烘烤、灰分還田等方面進一步強化措施，著力推進環(huán)境友好型煙葉烘烤。①燃料儲備。采用3種方式儲備燃料。一是針對小戶，在供給煙草秸稈催化燃燒爐的同時，配套相應(yīng)的煙秸粉碎機，引導(dǎo)煙農(nóng)自己收集自家煙秸、自己粉碎，自給自足。二是針對大戶和烘烤工場，建立固定的秸稈粉碎場所，免費為煙農(nóng)提供來料加工服務(wù)，粉碎的秸稈同樣滿足自己來年使用需求。三是針對專業(yè)化烘烤工場，一方面收購煙農(nóng)的秸稈，專業(yè)收集、統(tǒng)籌使用，另一方面讓煙農(nóng)交售秸稈充抵烘烤費用；同時，改進粉碎機械，探索降低秸稈沙土率方法，減少燃燒結(jié)焦現(xiàn)象發(fā)生。②綠色防控。將可移動煙草秸稈催化設(shè)備烘烤和綠色防控相結(jié)合，積極引導(dǎo)煙農(nóng)及時拔除煙草秸稈，清除病株殘體并將其清理出煙田，有效減少初侵染源；結(jié)合拔稈適時冬耕將煙田土地翻曬，減少土壤中越冬病蟲，減少農(nóng)藥使用，提高煙葉安全性。③精準(zhǔn)烘烤。積極探索配套使用方法，采取精準(zhǔn)技術(shù)培訓(xùn)，實現(xiàn)煙葉固柔增香。加強烘烤技術(shù)培訓(xùn)，提高技術(shù)員的綜合能力。根據(jù)品種特性、煙田長勢和烤房特點等因素，制定不同烤煙方案，保證煙葉烤軟烤香。④灰分還田。煙秸燃燒后能產(chǎn)生5%～8%的灰分，其富含多種微量元素[5-6]，是傳統(tǒng)的煙田肥料。在烘烤期間及時將灰分收集起來，用于煙田肥料，變廢為寶，能有效增加土壤肥力，為下一季煙苗生長提供綠色肥料，減少煙農(nóng)投入，促進煙葉生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。