王一++杨应伟++施国涛++蔡洪城++杨学全
摘要 生物质燃料是一种新型高效清洁燃料,介绍了景谷县烟叶烘烤燃料使用现状,分析了开发利用生物质固体燃料的应用前景,并针对存在的问题提出了相应的发展对策。
关键词 生物质固体燃料;烟叶;烘烤;现状;前景;云南景谷
中图分类号 S572;S216 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)05-0243-02
Abstract The biomass solid fuel is a new high efficience and clean fuel.Its utilization status in tobacco flue-curing of Jinggu County was introduced.The application prospect of biomass solid fuel was analyzed,and in view of the existing problems,countermeasures were proposed for further development.
Key words biomass solid fuel;tobacco leaf;curing;status;prospect;Jinggu Yunnan
生物质固化燃料是将作物秸秆、稻壳、木屑等农林废弃物粉碎后送入成型器械中,在外力作用下压缩成需要的形状,然后作为燃料直接燃烧,也可进一步加工形成生物炭[1]。生物质固体燃料的主要形状有块状、棒状或者颗粒状等[2]。生物质固体燃料具有体积小、容重大、贮运方便,易于实现产业化生产和大规模使用;热效率高;使用方便,对现有燃烧设备包括锅炉、炉灶等经简单改造即可使用;容易点火;燃烧时无有害气体,不污染环境;工艺和设备简单,易于加工和销售;属可再生能源,原料取之不尽,用之不竭等特点[1,3]。
1 景谷县烟叶烘烤燃料使用情况
景谷县位于云南省普洱市中部偏西,地处东经100°02′~101°07′、北纬22°49′~23°52′,总面积7 550 km2,人均占有土地2.67 hm2,人口密度38人/km2。有热区面积48.8万hm2,占总面积的64.6%,北回归线从县城附近通过,总地势由北向南倾斜,最高海拔2 920 m,最低海拔600 m,典型的南亚热带地区。由于生态环境良好、土地资源丰富、光热水气条件优越,适合烤烟种植,烟叶清香型风格特征较明显,具有香气绵长、透发、明快,留香时间较长,饱满丰富感较好,烟气较为柔和等特点,具有较高的使用价值,深受省内外卷烟工业企业的喜爱。目前,烤烟已成为景谷县重要的农业经济作物之一,成为财政收入的重要来源和烟农脱贫致富的重要途径。2016年景谷县烟叶种植面积4 546.67 hm2,收购烟叶1.075万t,全县烟叶烘烤燃料以煤炭为主,按照1 kg干烟叶耗煤量1.5~2.0 kg[4]计算,景谷县2016年的烟叶烘烤用煤达到16 125~21 500 t,在烟叶烘烤中大量使用燃烧煤炭释放出的烟尘、SO2、NOX、Hg、F等对大气环境造成污染[5]。
2 生物质固体燃料应用现状
2.1 生物质固化成型设备研发现状
生物质固化成型技术根据不同加工工艺可以分为热成型工艺、常温成型工艺、碳化成型工艺等几种类型;根据成型压缩机工作原理不同,可将固化成型技术分为螺旋挤压成型、活塞冲压成型和环模滚压技术[6]。我国在生物质固化成型设备上也进行了较多的研究,王青宇等[7]設计了斜盘柱塞式生物质燃料成型机,可以完成连续出料,为生物质颗粒成型提供了一种新思路。张喜瑞等[8]设计了星轮式内外锥辊固体燃料平模成型机,整机工作过程中噪音低,经济效益与生态效益明显,为热带地区固体燃料成型机的发展与推广提供了参考。目前,我国生物质固体成型设备的生产和应用已实现商业化,可以满足生物质燃料固化成型加工需求。
2.2 生物质固体燃料在烟叶烘烤中的应用现状
20世纪90年代,叶经纬等[9]在烟叶烘烤上研制了生物质气化燃烧炉,使用这种生物质气化燃烧炉能源利用率提高了50%以上,同时优质烟叶的比例也有所提高。张聪辉等[10]研究表明,使用烟杆压块的生物质燃料部分代替煤炭,可以满足烟叶烘烤的需求,并且烘烤成本比使用煤炭更低。徐成龙等[11]通过对比不同能源类型密集烤房在烘烤成本、经济效益及烤房温度控制方面的烘烤效果,认为使用生物质燃料的燃烧机烤房改造方便、空气污染小、节能环保,是最具推广价值的烤房。
3 应用前景分析
景谷县为云南省第二大林业县,全县林地总面积为595 862.4 hm2,活立木蓄积48 324 350.0 m3,每年森林采伐量约1 537 300.0 m3;全县农作物平均种植面积40 385.9 hm2,粮食平均产量为467 425.2 t,具备开发生物质燃料的潜力。路 飞等[12]研究表明,景谷县生物质理论资源量高达1 355 647.3 t,资源优势较为明显,可以加工成生物质固体燃料,满足全县烟叶烘烤需要。2014年,普洱市申报的国家绿色经济实验示范区获得国家发改委批复,为普洱市的发展提供了巨大的机遇,目前全市已开展多个生物质能源项目[13]。景谷县在烟叶烘烤中,创新烟叶烘烤模式,推广使用生物质固体燃料,降低烟叶烘烤能耗,减少主要污染物的排放,改善环境质量,符合普洱“生态立市,绿色发展”的发展需求。
4 存在的问题
4.1 认识不到位
目前,烟叶烘烤主要以燃煤作为原料,烘烤设备较为成熟且烘烤工艺较为完善;使用生物质固体燃料,可降低烟叶烘烤污染、维护农村生态环境、促进烟叶烘烤可持续发展等优势,但尚未引起广泛关注。
4.2 配套不完善,投入成本高
开发生物质固体燃料前期投入高,不确定因素较多,风险较大,收益难以控制。目前,景谷县尚无生物质固体燃料加工企业,生物质固体燃料产业配套不完善,燃料使用成本高。将传统烤房改造成生物质燃料烤房需对原有设备进行改造更换,短期内难以大量推广。
4.3 缺乏政策支持
生物质固体燃料在烟叶烘烤中具有良好的社会效益,但政府、烟草行业对生物质固体燃料的生产、传统烤房的改造等未制定明确的扶持措施和奖励办法,没有形成加工使用生物质固体燃料的长效机制。
5 对策
5.1 加强宣传力度,树立可持续发展理念
大力宣传使用生物质固体燃料在节能减排、农林废弃物循环利用、减工降本、提质增效方面的积极作用,让全社会都充分认识到使用生物质固体燃料所具有的良好的经济效益、社会效益和生态效益,为全面推进使用生物质固体燃料营造良好的舆论氛围。
5.2 开发利用生物质固体燃料,提高绿色生态烘烤能力
景谷县林产工业较为发达,农林废弃物资源丰富,目前国内生物质固体成型燃料技术和设备已较为成熟,可就地规划建设生物质固体燃料生产基地,就地消化农林废弃物,保护环境卫生,实现绿色烘烤。
5.3 加大政策和資金扶持,调动参与积极性
在生物质固体燃料生产、废弃物回收、烤房设备改造利用等方面出台相应的扶持和补贴政策,提高社会和烟农参与使用生物质固体燃料的积极性和主动性。
6 参考文献
[1] 王庆和,孙勇.我国生物质燃料固化成型设备研究现状[J].农机化研究,2011(3):211-214.
[2] 李泉临,秦大东.秸秆固化成型燃料开发利用初探[J].可再生能源,2008(5):116-118.
[3] 邱凌,甘雪峰.生物质能利用现状与固化技术应用前景[J].实用能源,1990(3):21-23.
[4] 王卫锋,陈江华,宋朝鹏,等.密集烤房研究进展[J].中国烟草科学,2005,26(3):12-14.
[5] 严金英,郑重,于国峰,等.燃煤烟气多污染物一体化控制技术研究进展[J].热力发电,2011,29(8):9-13.
[6] 周冯,罗向东,秦国辉,等.浅谈生物质燃料因化成型技术[J].应用能源技术,2016(8):54-55.
[7] 王青宇,蓝保桢,俞洋,等.斜盘柱塞式生物质燃料成型机的设计[J].木材加工机械,2014(3):48-50.
[8] 张喜瑞,甘声豹,李粤,等.星轮式内外锥辊固体燃料平模成型机研制与实验[J].农业工程学报,2014,30(22):11-19.
[9] 叶经纬,江淑琴,高大勇.生物质能在烤烟生产中的应用技术[J].新能源,1991,13(6):35-39.
[10] 张聪辉,赵宇,苏家恩,等.清洁能源部分代替煤炭在密集烤房中应用技术研究[J].安徽农业科学,2015,43(4):304-305.
[11] 徐成龙,苏家恩,张聪辉,等.不同能源类型密集烤房烘烤效果对比研究[J].安徽农业学,2015,43(2):264-266.
[12] 路飞,朱丽艳,戴明,等.生物质发电工程资源分析与评价研究[J].林业建设,2011(6):43-48.
[13] 孙蕊,黄元波,郑云武,等.普洱市发展生物质固体燃料产业的前景与对策[J].山东林业科技,2014(2):123-126.