节能烘烤试验及烤房节能措施优化研究

摘要

我国最主要的烟叶烘烤燃料是煤炭，随着能源危机燃煤价格攀升，烟草生产成本逐年增加，而密集型烤房烘烤作业时燃煤操作不规范，导致烤烟作业煤耗高、燃烧效率和热能利用率较低。此外，由于燃煤效率较低而伴随产生污染气体排放，严重影响烟草生产的可持续发展。重庆市彭水县作为全市重点产烟区，烤烟生产已成为其优势产业，然而彭水烤烟生产存在耗能较大、燃煤成本较高、污染排放严重等问题，亟需改善和解决。
　　本文首先对烤烟用煤开展工业成分和热值分析，提出节能加煤操作规范，做出烟叶烘烤用煤示范，对烤烟试验的节能效益进行了评估。而后利用热重法研究烟草秸秆、煤渣以及煤炭掺混燃烧，分析不同掺混比的燃烧失重特性，并与煤炭单独燃烧进行对比，确定出综合燃烧效果较优的掺混比例。此外，针对密集型气流下降式烤房，对其通风方式进行模拟研究，分析烤房不同进风口布置对内部温度分布和空气流动的影响，提高热能利用率。
　　节能研究结果表明：（1）烟农烤烟作业存在燃煤操作不规范，煤耗较高、燃烧不充分、污染排放严重等问题。与烟农烘烤相比，现场烘烤试验干烟耗煤量降低，上等烟比例增加，烤房热效率和燃烧效率有所提高，具有较高的经济和环境效益。（2）彭水烟区保家、龙射等站点所用煤炭热值较高，鹿角、润溪以及小厂等站点煤炭热值较低，试验渣样有再次利用价值。烤烟作业前应按实际需求进行燃煤配置并对煤料进行处理，干筋与定色期宜添加细碎的高热值煤料，变黄期用块状的低热值煤料。（3）随着秸秆掺混比增加，最大燃烧速率增加，着火温度降低，但不利于维持持续燃烧，因此不宜过高比例（M≥80％）添加。掺混煤渣后混合物燃烧强度降低，应少量添加（φ?10%）为宜。复合燃料秸秆掺混比（M=40%）、煤渣掺混比（φ=10%），其与煤炭相比具有较低的成本价格。（4）传统气流下降式烤房温度分布不均，装烟室下层中后部区域对流换热较差，对此提出进风口交错通风布置方式，使下层风向后侧偏转和流动，后侧中下层烟叶间通道的流速增加，强化了后侧烟叶的排湿和换热过程。

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主要符号表

1 绪 论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容

2 现场烘烤试验及分析

2.1 试验设备及准备工作

2.2 现场烘烤试验

2.3 试验数据和结果分析

2.4 燃烧效率和热效率计算分析

2.5 本章小结

3 煤样分析及节能措施

3.1 煤样工业成分和热值分析

3.2 烘烤过程的节能措施

3.3 烘烤过程的用煤示范

3.4 节能烘烤的经济及环境效益评估

3.5 本章小结

4 煤与秸秆及煤渣的混烧实验研究

4.1 实验仪器和材料

4.2 实验条件和步骤

4.3 煤与秸秆及煤渣的燃烧特性分析

4.4 煤与秸秆的混烧结果分析

4.5 煤与煤渣的混烧结果分析

4.6 复合燃料经济效益分析

4.7 本章小结

5 烤房气流通风方式的数值研究

5.1 物理模型

5.2 数学模型

5.3 网格的划分

5.4 边界条件及数值求解

5.5 结果与讨论

5.6 本章小结

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 后续研究工作展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间发表的论文：

B. 作者在攻读学位期间申请的专利：

C. 作者在攻读学位期间参与的项目：