丽江烟区生物质烤房燃料颗粒配方的筛选

摘要 为探索生物质颗粒燃料在丽江烟区的高效应用，利用区域内产量较大且稳定、便于收集的低成本烟秆作为主料，设计不同辅料的丽江烟区生物质颗粒燃料配方，对烤烟品种K326进行烘烤，通过比较不同燃料的成本与经济效益、燃烧性能、污染物排放以及烟叶烘烤的外观品质和烘烤曲线，旨在筛选出优质的生物质燃料配方。结果表明，生物质燃料烤房在节约成本、经济效益增收、燃烧性能、烟叶外观品质和烘烤曲线时间上，均优于传统燃煤烤房；其中“75%烤烟秆+25%锯末”和“50%烤烟秆+50%锯末”配比的综合效果较好，有利于烟叶风味物质积累；此外，生物质燃料排放的SO 2和颗粒污染物低于传统燃煤，排放的NO  n 较高于传统燃煤。初步筛选出适合生物质烤房的燃料配方，并进一步证明生物质烤房优于传统燃煤烤房，对后续改进生物质烤房和优化生物质燃料配方提供了积极的参考意义。

关键词 生物质燃料；经济效益；燃烧性能；污染物排放；烘烤曲线

中图分类号 TS 44  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2025）01-0168-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.01.035

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Screening of Fuel Pellet Formulations in Biomass Grills in Lijiang Tobacco-growing Area

HE Biao，HE Xue-jia，HE Qiang et al

（Yunnan Tobacco Company Lijiang City Company，Lijiang，Yunnan 674100）

Abstract To explore the efficient application of biomass pellet fuel in Lijiang tobacco growing areas，using low-cost tobacco sticks with large and stable yield and easy collection in this region as the main material，designing different auxiliary materials for biomass pellet fuel formulas in Liji，the aim is to screen out high-quality biomass fuel formulas.The results showed that the biomass fueled barn had better cost saving，economic benefits，combustion performance，appearance quality of tobacco leaves and baking curve time than the traditional coal-fueled barn.Among them，the “75% tobacco stick and 25% sawdust” and “50% tobacco stick and 50% sawdust” had better comprehensive effects，which was beneficial for the accumulation of flavor substances in tobacco leaves.In addition，the emissions of SO 2 and particulate pollutants from biomass fuel were lower than those of traditional coal，while the emissions of NO  n  were higher than those of traditional coal.This study preliminarily screened out suitable fuel formulas for biomass-fueled barn，and further proved that biomass-fueled barn was superior to traditional coal-fueled barn.This provides positive reference for further improving biomass-fueled barn and optimizing biomass fuel formulas.

Abstract Biomass fuel;Economic benefits;Combustion performance;Pollutant emissions;Baking curve

作者简介 贺彪 （1975—），男，云南丽江人，农艺师，从事烟草栽培技术研究。*通信作者，农艺师，从事烟草栽培技术研究。

烟叶烘烤是烤烟生产的重要环节，该过程需要投入大量劳动力和燃料。在美国，烤烟生产燃料费用大概占生产烤烟成本的25%，我国需要投入大致相当的燃料费用。当前能源日趋紧张，燃料价格长期不断上涨，燃料成本的升高进一步制约了烟草的产量^［1］。2009年11月，国家烟草局印发了国烟办综〔2009〕 418号文件，确定了密集型烤房连排建设方式，使我国密集型烤房建设水平和烟叶烘烤应用技术水平大幅度提高^［2］。密集型烤房作为现代烟草农业发展的重要基础设施和烟叶生产基础设施建设的重要内容，成为全国各烟区烟叶烘烤的应用主体。当前，新型标准密集烤房已成为烤烟加工主要设备，且以烤房群的形式规划建设，供热还以燃煤为主，烟叶烘烤季节煤炭燃烧集中释放的烟尘、碳氧化合物、硫化物和氢氧化物造成烤房群周围环境较大污染，随着国家环境保护“十三五”规划对煤炭使用逐步限制，改变烟叶烘烤以煤炭做燃料供热的方式也势在必行^［3］。

生物质能作为绿色低碳清洁可再生能源已得到广泛认可，替代县域及农村燃煤供热具有得天独厚的优势^［4］。利用生物质能源烘烤烟叶，达到减少污染、保证烟叶烘烤质量，降本增效，是近年来烟叶烘烤能源替代应用的主要探索方向^［5］。生物质颗粒是一种在常温条件下利用压棍和环模对粉碎后的生物质秸秆、林业废弃物等原料进行冷态致密成型加工的可再生能源，原料的密度一般为0.10～0.13 t/m3，成型后的颗粒密度1.1～1.3 t/m3，方便储存、运输，而且大大改善了生物质的燃烧性能^［6］。与煤炭相比，生物质燃料可循环利用，属可再生能源、易得且来源广泛，可减少SO 2、CO 2、NO  X 等的排放，减少污染^［7］。我国是烤烟生产大国，又是能源匮乏的国家，但我国的生物质能源储备十分丰富，因此调整能源结构，利用生物质颗粒能源是必然选择。生物质颗粒能源的开发利用不仅有利于降低烤烟生产投入，增加烟农收入，而且充分响应国家倡导的走可持续发展道路政策，降低环境污染，为低碳环保的现代烟草农业建设提供保障。但目前，生物质配方各有不同，各地气候环境以及生物质性能不一致，限制了生物质燃料的推广，不同的配方往往会产生较大的差异，其在烤烟烘烤过程中能发挥的作用也长短不接，因此，因地制宜，探究适宜各大烟区的优质生物质燃料配方将为烟区烤烟生产提质增效做出重大贡献。

丽江作为特色优质烟区，密集型烤房众多，2019年以后持续开展生物质燃料颗粒烘烤设备推广，加大生物质燃料颗粒烘烤设备的改造建设力度，目前全市已经建设改造820多台生物质燃料颗粒烘烤设备，年推广超过800 hm2烤烟生物质烘烤，累计推广超过3 333 hm2的生物质燃料颗粒烘烤面积，覆盖全市四县一区，该研究通过分析多个生物质燃料配方，结合丽江市自身实际情况，筛选出经济适用、节能环保的生物质燃料配方，以期为下一步大范围推广应用生物质燃料提供理论依据，进而推动烘烤向清洁可持续健康发展。

1 材料与方法

供试材料为统一管理、烟叶成熟落黄一致、鲜烟叶素质相同的烤烟品种K326的上、中、下３个部位的烟叶；供试能源以烤烟秆、麦秆和锯末作为主要原料，设计不同燃料配方，加工出不同的生物质颗粒燃料。

1.1 试验地点及设备

烤房和生物质原料主要选取试验地点在云南省丽江市玉龙县黎明乡（27°07′N，90°50′E），位于玉龙县金沙江河谷特色优质烟叶产区中心地带，属于亚热带高原河谷气候，主要有河谷区、半山区、高寒山区3类地形，海拔1 800～4 513 m。采用由云南佳叶工贸有限公司生产的气流下降式卧式密集型烤房专用全自动生物质燃料颗粒燃烧机，具有自动精准控温功能，受外界气温变化因素的影响小；可自动进料，并与烤房控制箱连接，按照控制器所设定的温度曲线自动进行火力控制，实现烟叶烘烤的自动烧火目标。

1.2 试验设计

试验处理分别为100%用烤烟秆加工（T1）、75%烤烟秆+25%麦秆（T2）、50%烤烟秆+50%麦秆（T3）、75%烟秆+25%锯末（T4）、50%烟秆+50%锯末（T5）、密集型燃煤（CK）。选取长势均匀一致的烟田，待烟叶正常成熟落黄后采收，并全部采用烟夹编烟。各烤房装烟秆数基本相同，并都按K326烟叶烘烤技术标准进行烘烤。每个处理的烤房选取等级为C3F的烤后烟叶各2 kg，用于效果指标的测定。另选取15夹具有位置代表性的烟夹进行标记，用于经济性状统计分析。

1.3 成本及经济效益调查

工人成本、燃料成本、烤房数量、烟叶种植面积、烤烟秆回收价格等通过走访、网络查询等方式获得。

1.4 外观品质感官评价

烟叶烘烤后，通过肉眼观察叶面色泽、纹理，嗅闻叶片味道，以及触摸叶片质感的方式进行评定。

1.5 燃烧性能测定

燃料燃烧性能委托云南省佳叶工贸有限公司送至云南省煤炭产品质量监督检验站进行专业检测，参照国标GB/T 212—2008《煤的工业分析方法》，采用 SDTGA—2000 型工业分析仪测定生物质燃料和燃煤的空气干燥基水分（Mad）、挥发分（Vdaf）、空气干燥基氢元素（Had）、全水分（Mt）、全硫（Stad）、结焦率（Ad+Fcd）和燃烧值（AVG），每个样品测量 3 次取平均值。

1.6 污染物排放检测

委托云南省能源技术中心，依据GB/T 15316—2009《节能监测技术通则》、GB/T 3486—1993《评价企业合理用热技术导则》、GB/T 15371—2009《燃煤工业锅炉节能监测》，分别对不同能源密集烤房整个烘烤过程的排放进行监测。

1.7 烘烤曲线设定 烘烤曲线设定参见表1。

1.8 数据分析 试验数据处理、方差分析和作图采用Microsoft Excel和SPSS 21.0软件完成。

2 结果与分析

2.1 成本与经济效益

截至2023年9月，燃煤销售价格约为900元/t，而生物质燃料销售价格为850元/t，参考以煤代柴的政策补贴200元/t，燃料成本降低50元/t；传统燃煤烤房的用工量是生物质烤房的2.5倍，按工人工资以100元/d计算，生物质烤房工人成本降低了60%（表2）。虽然生物质烤房的中等及上中等烟叶质量比传统燃煤烤房略高，但烘烤后的整体烟叶质量高于传统燃煤烤房，故而均价也比传统燃煤烤房高0.49元/kg（表3）。

2.2 烤烟外观品质分析

由图1～3可知，从外观质量来看，生物质燃料烘烤的烟叶外观质量接近，且整体外观质量比传统燃料烘烤的烟叶较清爽干净，烤坏的烟叶较少，上等烟比例也较高。