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本试验于2014至2015年在广东省始兴县和华南农业大学进行,以木屑、烟秆和烟梗等生物质材料为原料,采用HCK045A型高效生物质颗粒机压制9种不同配方的颗粒燃料,以100%煤粉为对照（CK）,对不同配方生物质燃料的结构组成、工业分析、发热量、灰分元素、结渣率、灰熔点、物理性状等燃烧特性相关指标进行了比较研究,筛选出符合烟叶烘烤工艺的最佳生物质燃料配方。然后以筛选出的最佳配方生物质燃料作为替代燃料,以100%煤炭为对照（T0）,设置了30%替代（T1）、50%替代（T2）、70%替代（T3）、100%（T4）替代共5个处理用于烟叶烘烤,比较研究了不同燃料烘烤下的烤房环境、燃料消耗及热效率、烟叶烘烤过程中的物理和化学变化、烤后烟叶化学成分、以及烘烤过程中废气排放等相关指标,以期为生物质燃料应用于烟叶烘烤提供理论参考和技术依据。试验结果表明:（1）50%木屑+50%烟秆配方的生物质颗粒燃料中纤维素、木质素等生物组分含量较高,挥发分和固定碳含量较高,灰分和含水量较低;灰熔点温度较高,点火时间短,燃烧持续时间长,底灰结渣率低;抗碎强度与抗渗水性等物理性状良好。与CK相比,虽然发热量略低,但其他燃烧性能指标均达到烟叶烘烤的工艺要求,可以作为烟叶烘烤的替代能源。（2）生物质燃料替代煤炭烘烤烟叶过程中的烤房环境在各处理间表现出一定的差异。整体而言,使用生物质燃料加热的烤房干湿球温度与T0相比略高,从不同生物质燃料替代程度来看,T1和T0的烤房干湿球温度变化更接近。在变黄期T1加热的烤房平均温差比T0高0.13℃,定色期和干筋期T1加热的烤房平均温差比T0分别高0.05℃和0.23℃。（3）烘烤过程中,生物质燃料替代煤炭的燃料消耗量、燃料添加次数差异较大。T0的燃料消耗量为1155.00 Kg,燃料添加次数为73次。各生物质燃料烘烤处理中,T1的燃料消耗量最少、为1334.92 Kg,但与T0相比仍然有所增加,燃料添加次数145次、与T0相比明显增多;燃料消耗量最大的处理为T4（1754.73 Kg）,添加次数最多、达332次。（4）从烟叶形态指标的变化来看,生物质燃料烘烤的烟叶在叶片纵横向收缩率、卷曲率以及厚度和面积收缩率等形态方面的变化程度整体要比T0烘烤的烟叶小,而不同替代程度的处理间则以T4烘烤的烟叶物理形态变化相对平稳。同时,生物质燃料烘烤后的烟叶在单叶质量、叶片厚度和叶质重上都要大于T0,其中T1尤为明显,其值分别为14.34 g、0.22 mm、4.34 mg·cm-3,比T0高出6.78%、22.22%和26.90%。（5）不同替代程度的生物质燃料烘烤烟叶的过程中,其失水量和失水率均大于煤炭烘烤,干物质的积累也较快。与T0相比,变黄期T1（30%替代）烘烤的烟叶干物质积累最快、含水量较低。烘烤结束时T0干物质含量最高为98.98%,分别比T1、T2、T3、T4高出1.51%、6.98%、8.25%、1.36%。（6）从色差来看,在变黄期和定色期,T1、T2、T3烘烤烟叶的颜色参数值大于煤炭,而T4烘烤烟叶的颜色参数值略小于煤炭;比较烘烤过程中的色素降解,则在烘烤0 h24 h时间段,T1、T2、T3所烘烤烟叶的色素降解最快,其次是T4（100%替代）,T0（煤炭）的色素降解最慢。（7）生物质燃料替代煤炭烘烤的烟叶化学成分的谐调性有一定差异。与T0（煤炭）相比,T3的施木克值和两糖差最小分别为2.46和4.11,T4的施木克值最大、为3.55,T0的两糖差最大为7.66;T0的氮碱比和糖碱比最小分别为1.09和6.58,而T4的氮碱比最大,比T0大0.12;T1的糖碱比最大,比T0大1.35。（8）不同替代程度的生物质燃料烘烤烟叶时,燃烧过程中排放烟气的SO2含量分别为T1（210 mg·m-3）、T2（121 mg·m-3）、T3（105 mg·m-3）、T4（57 mg·m-3）,与T0（1368 mg·m-3）的排放量相比大大降低、差异极显著,但生物质燃料烘烤处理排放烟气中的NOx和CO排放量与T0相比偏高,尤其是T4,明显高于T0。（9）不同替代程度生物质燃料烘烤后的烟叶中上等烟叶比例、均价和产值均高于煤炭烘烤处理。总体而言,T1的均价（27.52元·kg-1）和产值（18036.33元/烤）最高,其次是T3,中上等比例则是T1最高、达89.98%,比T0高出3.22百分点。各生物质燃料烘烤处理的成本均高于T0,其中T4的燃料成本最大为1754.73元,T4的用工成本最大,总成本以T4最高。