近年來，由于煤炭漲價，原煤及其制品質(zhì)量低劣，導(dǎo)致烤煙成本上升和質(zhì)量下降，種煙效益低于糧食，極大地影響了煙農(nóng)種煙的積極性。2005年，在烤煙生產(chǎn)中進行了“秸稈壓塊”替代煤炭烤煙的試驗。
1、“秸稈壓塊”技術(shù)介紹
“秸稈壓塊”是指以農(nóng)林固體廢棄物為原料，經(jīng)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(fā)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?lián)]發(fā)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(fā)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（空氣過剩系數(shù)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(jīng)粉碎增壓致密成型，密度為1.1t/m3，熱值為16000kj/kg，揮發(fā)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(fā)份約58%，固定碳18%，灰分20%，硫小于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?shù)禺a(chǎn)），熱值約14630 kjkg。每塊重量1.25 kg(其中凈煤約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
試驗于2005年4月18日在利辛縣柴胡農(nóng)場進行。選擇兩座結(jié)構(gòu)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(xù)l2 h。試驗過程中，通過調(diào)節(jié)進風口調(diào)節(jié)風門和觀察孔二次進風量，控制“壓塊”燃速度和燃燒爐內(nèi)的溫度，進而調(diào)節(jié)烤房內(nèi)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
試驗于2005年7月6日在利辛縣程集鄉(xiāng)進行，烘烤下部煙葉，于變黃期和干筋期進行對比試驗。試驗烤房為兩座非標準的密集型烤房，裝煙240桿，懸浮式燃燒爐，未設(shè)觀察孔。烤房通風系統(tǒng)并列配備三臺小型軸流風機，采用等截面變風速上送下回式循環(huán)通風供熱系統(tǒng)。
3.3“玉米秸稈壓塊”在AH密集烤房上烤煙試驗
試驗于2005年8月13日在利辛縣柴胡農(nóng)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(nèi)在品質(zhì)分析
3 ,4.1樣品煙的制備 分別將兩種烘烤方法的煙葉按標準要求切絲，然后將煙絲放人烘箱內(nèi)，于30℃一40℃下平衡24 h后卷制成卷煙小樣。
3 .4.2煙葉常規(guī)化學(xué)分析 按煙草行業(yè)標準方法測定煙葉中的總糖、還原糖、總氮、煙堿，計算蛋白質(zhì)、糖堿比、施木克值，2次重復(fù)。
3 .4.3評吸方法按國家標準組織評吸。
4結(jié)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(jié)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(nèi)燃燒可控性強，溫度調(diào)節(jié)靈敏度高；采用“頂火反燒”技術(shù)和科學(xué)配風，合理操作可較長時間持續(xù)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，烤后于煙共計228 kg，每千克干煙的燃料成本為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，烤后干煙共計235.2 kg，每千克干煙的燃料成本1.036元。
每千克干煙節(jié)約成本0.22,元。一炕烤煙(240桿)可節(jié)約燃料費用54.6元。
4.2.2升溫效果l9孔煤球，引火后需要3，5h才能看到火茁；而采用壓縮稻殼燃料，煤球引火后只需要0.5 h就能看到火苗，采用明火引火后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于煤球升溫速度。
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，只可維持所須溫度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桿，烤干煙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桿，烤干煙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干煙可降低燃料成本0.251元，一炕干煙350 kg可節(jié)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(xù)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(yīng)用
4.4.1“秸稈壓塊”的“點火”與燃燒 “秸稈壓塊”為高揮發(fā)性的有機固體燃料，宜采用“上點火”“頂火返燒”技術(shù)。將“秸稈壓塊”先裝入懸浮爐的燃料筐內(nèi)，再將燃著的點火煤球置于“壓塊”上部。燃燒的點火煤球以輻射和傳導(dǎo)的方式將熱能傳遞給靠近的“秸稈壓塊”，當“壓塊”表面溫度達200℃時，揮發(fā)份開始析出，在上升過程中遇到卜面的高溫點火煤球，即刻著火進行低溫燃燒。脫去支鏈的碳氫化合物與觀察孔進入的二次風相遇立即進行猛烈燃燒，釋放出大量熱能。熱煙氣通過懸浮爐上的換熱器將熱能以對流方式（風扇強迫通風）傳遞給烤房內(nèi)的煙葉及圍爐結(jié)構(gòu)。
4.4.2 “秸稈壓塊”在懸浮爐內(nèi)的燃燒控制 由“壓塊”燃燒操作可知，只要控制好一次風（懸浮爐下部進風口）和二次風（觀察孔進風）就可以靈活控制“秸稈壓塊”燃燒速度和燃燒溫度。例如，將一、二次風門調(diào)節(jié)閥全部打開，就能實現(xiàn)快速升溫；若需控制升溫速度，只要調(diào)節(jié)一次風門開啟度，就可調(diào)節(jié)“壓塊”中的揮發(fā)份析出速度，從而達到控制揮發(fā)份的析出量和單位時間的發(fā)熱量；若要完全停止供熱，只要徹底關(guān)閉１、2次風門調(diào)節(jié)閥即可。
4.4.3對AH密集烤房的幾點要求
(1)需設(shè)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(diào)節(jié)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(tài)下運行；
(4)炕房墻體要有足夠的保溫性能，應(yīng)盡量減少墻體散熱損失；
(5)烤房排氣孔要有封閉可控制的密閉門。
4.5 煙葉化學(xué)成分分析
據(jù)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)煙草與健康研究中心檢測，煙葉化學(xué)成分分析見表2。可見：經(jīng)秸稈燃燒烘烤的煙葉，其總糖和還原糖含量高于煤燃料烘烤的煙葉，且總糖與還原糖的差值小于煤燃料烘烤的煙葉，這對提高煙葉內(nèi)在品質(zhì)、改善吸味品質(zhì)起重要作用；另外，經(jīng)秸稈燃燒烘烤的煙葉，蛋白質(zhì)含量低，說明大分子物質(zhì)在調(diào)制過程中得以充分分解，而其施木克值和糖堿比均較高，則顯示煙葉化學(xué)成分較協(xié)調(diào)。
4.6煙葉內(nèi)在質(zhì)量評吸
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)煙草與健康研究中心組織評吸，評吸結(jié)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(nèi)在品質(zhì)有一定的影響。從第二批樣品煙葉（J-2）來看，秸稈燃料烘烤的煙葉，其香氣質(zhì)好于煤燃料，且香氣量較允足，余味明顯改善，刺激性減小，雜氣減輕，評吸結(jié)果最好。結(jié)果顯示：采用秸稈燃料烘烤煙葉，其煙葉的內(nèi)在品質(zhì)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(zhì)）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于改善煙葉化學(xué)成分的擲調(diào)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，說明秸稈燃料有利于提高煙葉的內(nèi)在品質(zhì)。
5、討論
通過我們的試驗發(fā)現(xiàn)：“秸稈壓塊”替代煤炭及其制品在AH密集烤房烤煙是完全可行的，可以進行擴大試驗示范；“秸稈壓塊”點火容易，升溫快，火力強，溫度調(diào)節(jié)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，減輕雜氣和改善余味的趨勢，有利于提高煙葉內(nèi)在品質(zhì)。
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面積煙葉的烘烤燃料。據(jù)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)熱科學(xué)和能源工程系李業(yè)發(fā)教授于2005年10月20日主持的對亳州煙區(qū)送檢煙葉秸稈的測定結(jié)果，煙葉秸稈低位發(fā)熱量為16128 kj/kg，與玉米秸稈相近，遠高于稻殼，接近楊術(shù)枝條。按目前全國規(guī)范種植密度，0.067 hm2田塊種植煙葉1200株左右，一株煙桿按0.2g計算，0.067 hm2田塊可提供240 kg左右煙桿，壓塊后按每千克干煙耗壓縮秸稈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(chǎn)量不會超過這一數(shù)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(chǎn)水平和市場煤炭價格狀況，產(chǎn)干煙葉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(xiàn)每年種植烤煙2萬hm2）進行推廣應(yīng)用，可為煙農(nóng)節(jié)支1650萬元，為國家節(jié)約煤炭10余萬t。同時，如以每0.067 hm2產(chǎn)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(nóng)增收1800萬元，另外，應(yīng)用秸稈壓塊還具有環(huán)保等諸多社會效應(yīng)，富通新能源生產(chǎn)銷售的秸稈顆粒機、秸稈壓塊機是養(yǎng)殖戶們生產(chǎn)生物質(zhì)顆粒燃料最佳的選擇。
