烟草在线专稿　　能源和环境是当今人类面临的两大问题，影响着人类社会发展的进程和未来。生物质资源是地球上再生资源的核心组成部分，生物质资源的利用，可以有效缓解能源压力，减少环境污染以及资源浪费等问题^[1]。就目前烟秆开发利用的技术现状而言，烟秆成型燃烧技术是最为现实有效的方式之一^[2]。烟秆成型燃料很大程度提高了生物质能源的利用效率，可部分代替煤炭在烤烟过程中的使用，对降低烟叶生产成本，实现烟叶生产可持续发展，树立烟草公司形象等具有重要的现实意义。

　　0　引言

　　国外生物质成型燃料开发工作始于20世纪。1948年日本申报了利用木屑为原料采用螺旋挤压方法生产棒状成型燃料的第1个专利，60年代成立了成型燃料行业协会。70年代初，美国研究开发了环模挤压式颗粒成型机，并在国内形成大量生产。瑞土、瑞典、西欧等发达国家先后开发研究了冲压式成型机、辊模挤压式颗粒成型机。其中已有120多年历史的世界著名饲料机械生产企业——德国卡尔公司（Kahl）生产的动辊式平模制粒机，不仅能生产中低密度的颗粒饲料，而且还能生产较优高密度的颗粒燃料，成品产量大、能耗低而且质量好，在欧洲和东南亚国家使用较为广泛。如今，固化成型燃烧在日本、欧、美等地已经商品化，在丹麦的一座叫阿文多的发电厂，还利用木屑压缩颗粒来发电。1985年日本平均每户家庭消耗成型燃料达750kg。1985年美国生产成型燃料达2×106 t以上。

　　亚洲一些国家（泰国、印度、韩国等）在20世纪80年代已建了不少生物质固化、炭化专业生产厂，并研制出相应的燃烧设备^[3]。我国的生物质成型技术开始于“七五”期间（1986-1990），现已达到工业化生产规模^[4]。辽宁省能源研究所研制的颗粒成型机，南京林产化工研究所研制的多功能成型机，陕西省武功县轻工机械厂研制的螺旋推进式秸秆成型机，河南农业大学机电工程学院研制的活塞式液压成型机，在国内都已形成了产业化^[5-7]。从20世纪90年代开始，我国部分省市能源部门、乡镇企业及个体生产者积极引进生物质成型技术，创办生产企业，全国先后40多个中小型企业开展了这方面的工作，并进行了产业化生产，形成了良好势头^[8-11]。

　　烟秆作为烟草种植加工的副产物，是生物质能源的重要组成部分之一。尽管生物质成型燃料开发在如火如荼的进行着，关于烤烟秸秆压缩成型燃料的研发、推广却相对滞后，目前，很多烟叶产区的烟秆被随意堆弃在田间地头或进行简单焚烧处理，不仅浪费了资源、污染环境，而且其浸出液所携带的病毒会污染土壤。本文通过对烟秆压缩成型用于烤烟潜力和优势的阐述，并提出了可能存在的问题以及解决途径，以期推动烤烟秸秆成型技术的研发，推进烟秆压缩成型燃料在烤烟烘烤中的应用。

　　1 烟秆压缩成型燃料的潜力

　　固体生物质成型燃料是利用致密成型技术将松散的、没有一定形状的生物质加工成容易储藏和方便使用的生物质颗粒或棒状、块状燃料，其密度可达0.8-1.35g /cm3，体积压缩比为 7-10 倍，具有体积小、容量大、热值高、燃烧火力旺、原料普遍易取、可再生等特性，燃烧过程中排渣少、烟尘和二氧化硫含量低、对环境污染小，是易于进行商品化生产和销售的可再生能源。不仅可以改善生物质的燃烧品质和燃烧性能，而且可以有效解决秸秆焚烧造成的污染问题^[12-14]。

　　烟草是我国重要经济作物之一，烟叶生产的主要目的是为卷烟工业企业提供原料，烟秆作为烟草种植和加工的副产物，曾作被农户当做燃料。近年来，随着农村经济的发展和农民生活水平的提高，农村的生活用能逐渐转向煤炭、液化石油气、天然气（煤气）等高品位能源从而导致烟秆等农作物秸秆的过剩。烟秆的化学组成见表1，主要有纤维、半纤维素和木质素，所占的比重分别为42.9%、29.8%和21%，其化学组成与优质燃料木材相似，具备做成压缩燃料的内在条件。

表1 烟秆成分分析（湿基）

　　2 烟秆压缩成型燃料的优势

　　烟叶收获后留下的烟秆、烟根可能是病株残体，携带有病原菌、病毒等，若丢弃在烟田，将极大程度地增加了第二年烟田病虫害的发生几率。因此，生产中禁止烟秆机械还田，必须及时清理出烟田。

　　成型燃料的燃烧与分散的生物质相比具有以下优点^[15]：

　　成型燃料的密度远远大于原生物质，其结构与组织特征决定了挥发分的逸出速
度与传热速度都大大降低，挥发分逸出速度变缓，燃烧速度适中，能够使挥发分放出的热量及时传递给受热面。

　　挥发分燃烧所需要的氧气与外界扩散的氧气能够很好地匹配，挥发分能够充分燃尽，又不过多的加入空气，减少了大量的气体不完全燃烧损失与排烟热损失。

　　挥发分燃烧后,剩余的焦炭骨架结构紧密，像型煤焦炭骨架一样，运动的气流不能使骨架解体悬浮，这时炭的燃烧所需要的氧与静态渗透扩散的氧相当，从而减少了固体不完全燃烧与排烟热损失，燃烧时间明显延长，燃烧相对稳定。

　　研究表明，生物质经固化以后，由于体积减少，密度增大，提高其运输和贮存能力，改善生物质燃烧性能，燃烧效率平均提高 20%，同时扩大了应用范围，可以取代煤、燃气等作为民用燃料进行炊事、取暖等，也可用于工业锅炉的燃料。

　　3 烟秆成型燃料代替煤炭做烤房热源的可行性

　　据统计，每公顷烟草收获后能产生烟秆2250-3000 kg[16]，作为烟草生产大国， 我国年产烟秆约150万吨。每烤1公斤干烟叶需要耗标煤1.2 kg，1 公斤烟秆的低位热值按标煤热值的一半计算，每烤一公斤烟叶需要压缩烟秆2.4 kg，大约 2.4 亩烟田的烟秆加工成压缩燃料，基本可以满足一亩烟叶的烘烤需要。仅使用烟秆加工生物质燃料不足以供应烤烟需要。

　　鉴于以上推论，可采用烟秆与当地其它秸秆按一定比例混合使用，为改善燃烧特性、提高燃料热值，可再加入一定比例的木材或者煤粉，加工成专供烤房使用的压缩燃料。比如在西南烟区、华中烟区等烟稻轮作的地区可以考虑将烟秆-水稻秆-木材/煤粉按一定比例加工成压缩燃料；而在黄淮烟区等麦秸秆丰富的烟区，则使用小麦秸秆代替水稻秸秆。这样不仅能满足烤烟对能源的大量需求，节约了成本；还充分利用了农村大量废弃的秸秆，防止其污染环境，从而达到经济效益、社会效益、生态效益的多赢，同时，采用不用物料进行配比，有利于保持生物质成型燃料性状的稳定、有利于燃料的持续供应。

　　烟秆成型燃料代替煤炭做烤房燃料有这些优点：烟秆成型燃料的采集与利用成本远低于化石能源。烟秆成型燃料中氮、硫与灰份含量较低，在燃烧过程中产生的氮氧化物、硫氧化物与灰尘等有害物质远低于煤炭，是一种清洁燃料^[17]。生物质可以持续生长，形成周期短，属于可再生能源、资源丰富，可以保证能源的持续利用[17 ]。

　　4 问题与展望

　　烟秆生物质成型化用于烤烟的实施推广需要改进成型设备、调整烤房供热系统。现有成型设备存在设备能耗高、运行不平稳、成本高等问题[18]。要真正实现烟秆成型燃料供应烤烟需要，应尽快研发和改进成型设备，提升烟秆固化成型技术装备水平，降低烟秆成型成本。由于烟秆成型燃料与煤炭的燃烧特性不同，建议通过调整燃烧室和辅助供风系统的参数，为烟秆成型燃料提供适宜的燃烧环境。

　　烟秆生物质成型化用于烤烟的实施推广必须有烟草公司的高度重视。烤烟种植的特点是具有分散性，而秸秆原料价格在很大程度上又取决于其运输成本[19]，因此，必须考虑烟秆、其它秸秆的收集半径。该技术要得到推广，需要烟草公司必须做好布局规划，比如2-5个基地单元设置一个加工点，同时出台相关扶持政策。

　　烟秆生物质成型化用于烤烟的实施推广需要国家政策的支持。该项技术符合中国能源、环保及建设节约型社会的要求。生物质成型燃料燃烧后的灰尘及其它指标的排放均比煤低，可实现CO2、SO2降排，减少温室效应，是保护生态环境、减少雾霾现象的有效途径，环保效益突出。中国政府应调整扶持政策，支持有创新能力的大型企业投入这项产业，鼓励农机行业的生产和技术单位参加收集、贮存、加工成型、燃烧利用等环节的生产和创新活动，寻求技术上的创新和突破。

　　参考文献

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