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粮食烘干机节能降耗的途径

来源:环球粮机网发布时间:2015-08-16 16:28:01

我国是世界上主要谷物生产国之一。收获后的粮食水分往往偏高,储藏时稍有不慎,就会造成粮食霉烂、变质,每年我国由于霉烂而损失的粮食,竞有数10亿kg。因此,及时将粮食进行干燥降水,是我国粮食生产及粮食储藏的一项重要工作,富通新能源生产销售滚筒烘干机、气流式烘干机等机械设备

粮食干燥的方法,就是通过各种途径给予粮食一定形式的能量,使粮食中的一部分水分汽化而溢出,从能量转移形式看有对流、辐射和传导。长期以来,由于一直以自然干燥法为主,我国粮食干燥设备的保有量很小。从粮食干燥设备的形式来看,我国多采用塔式,流化槽式、热滚筒式干燥机。这些设备的干燥温度较高,处理后粮食的品质降低,占地面积大,一次性投资高。此外,我国粮食烘干机的热效率较低,也严重制约了粮食机械化干燥的进程。粮食热力干燥所消耗的热量非常大,目前国外技术先进的粮食烘干机热耗最高不超过5040kj/kgH2O,一般在4200kJ/kgHzO以下,最先进的达到3150U/kgH2O。我国技术水平比较落后,一般为5040-8400kj/kgH20,有的甚至高达8400u/kgH2O以上。以某一大型粮库为例,年烘干粮食2500万kg,按平均降水4%(从l8%降至14%)计算,所耗标准热值煤250l,可见能源的}肖耗是颇为惊人的。如果我国粮食干燥的单位热耗能降到4200U/kSH2O,则上例中耗煤量可节省1/3左右,降至166t,经济效益是十分巨大的。

为此,研究并解决粮食干燥中的节能问题,是推动我国粮食干燥机械化、自动化发展进程中需迫切解决的问题。笔者在分析国内粮食干燥作业中能源消费技术落后原因的基础上,提出了粮食烘干机节能降耗的各种有效途径。

1、粮食烘干机节能降耗的途径

从当前国内各种粮食烘干机的使用情况分析,单位热耗高的主要原因有以下几点:①主机和热风管路的保温性台B差,管路长,热损失大(包括干燥段、缓苏段、炉子以及热风管道等)。②炉子结构和有关技术参数选择不合理,燃料燃烧不完全,即燃烧热能没有在炉子中得到完全转化,热效率低。③炉子无定型产品。④废气余热未能得到充分利用。⑤烘干工艺不够合理。如以上这此问题,都有较好的技术措施予以解决,我国粮食烘干机肯定将达到一个新的水平。

1.1改造炉子结构,减少热能的各项损失,提高热效率

燃烧炉是粮食烘干机的重要组成部分,是干燥介质的热源发生器。燃烧炉热效率的高低,直接影响干燥机的能量消耗,关系到烘干机单位热耗的高低。若炉子结构和有关参数选择不合理,燃料燃烧不完全,热效率就低。要提高炉子的热效率,必须减少热损失。炉子中热量的损失主要有三个方面:即机械不完全燃烧损失、化学不完全燃烧损失以及通过炉子传向周围介质的热量散失,其中以通过炉子传向周围介质的热量散失较大,一般在夏季约5-6%,冬季则达8~10%。

影响机械不完全燃烧损失的主要因素是燃料性质,炉篦孔隙尺寸、过剩空气系数、炉膛温度及混合情况等。炉子设计时、炉篦和炉膛的发热强度以及过剩空气系数均不宜选择过大,如过大烟道气从炉子中所带走的飞灰就多。

化学不完全燃烧热损失又称可燃气体不完全燃烧热损失,是指可燃气体随烟气排出炉外所造成的热损失。主要是由于炉膛温度不够或混合不匀,使燃料中的挥发物在炉膛中不能完全燃烧,这与炉灶设计有很大关系。为了避免粮食在烘干过程中受到污染,又能利用来源方便的燃料,改进炉子显得尤为重要。一方面研究将固体燃料变为气体再燃烧,力图解决燃料的广泛性,又解决粮食的污染问题或采用煤粉燃烧技术使燃料燃烧更完全;另一方面,所设计的炉子结构应保证炉膛温度不低于800℃。特别是对于直接烟道气为干燥介质的烘干机,只有炉膛温度超过800℃时,烟道气中的3.4-苯丙蓖的含量才会明显减少。这样既可保证燃料完全燃烧,又可避免粮食污染,从而保证粮食的烘后品质。

此外,在设计炉子时,应在结构、材料上加以考虑,采用完善的隔热保温措施,使炉子具有良好的保温性能,防止热量的散失。

1.2回收废气亲热

废气余热的利用,通常是回收干燥前、后期的废气和冷却时废气中的热量。废气的热含量几乎占全部热耗的一半,在粮食干燥中回收这部分热量,可以提高干燥前介质热量利用率,降低单位热耗。因此,近年来在国内外受到广泛重视。

1.2.1冷却废气的回收利用

一般粮食在冷却室(段)中降水不多,就玉米干燥而言,只有0.5%~1.0%。因此,冷却废气的湿含量并不高,使用一次的冷却废气比外界温度高lO%以上。这部分废气的温、湿度不高,但量较大,可以回收利用。回收后的废气可与烟道气混合为烟道和空气混合气体作为干燥介质,一般仍作冷却介质,再使用一次。

1.2.2干燥废气的回收利用

一般干燥室(段)废气温度高于外温15c以上,如有预热段,干燥废气温度还要高些,其相对湿度在60%~70%,这部分废气可以回收作介质预热入机湿粮,或与烟道气混合为烟道气和空气混合气体作干燥介质,或引入缓苏仓内对烘后粮食缓苏降水。这部分废气余热,从热能的充分利用,降低单位热耗和提高经济效益来看,都是很有价值的,并具有巨大的节能潜力。

1.3减少过分干燥

过分干燥是指谷物干燥过度,致使谷物含水率低于规定的安全储藏含水率。过分干燥不仅使粮食品质变坏,而且造成不必要的能源消耗和经济上的巨大损失。

以干燥含水率为25%的稻谷l000t为例,按规定应干燥至14.5%左右。由于操作失误,该批稻谷被干燥至13%,水分多减1.5%,此时干谷重量少了15t,干燥时间多花416h。

过分干燥所造成的直接经济损失也比较大。该批稻谷少卖15t,价值24000元,多消耗煤油、电价值6248元,总损失约3万元。若考虑机械折旧、人工、管理费用,总损失将达3.6万元。

减少过分干燥,除节省能源外,还具有许多优越性:可以提高干燥机的容量,实际上增加了干燥机的干燥能力,同时可以降低谷物干燥的爆腰率,减少破损,使谷物的质量有所提高。

为了避免过分干燥,烘干机必须采用高准确度的自动水分检测仪。在干燥过程中随机取样,在线检测,并将测得的水分信号送人电脑控制系统,从而实现谷物干燥的水分自动检测与控制,可有效地防止过分干燥。

1.4制定合理的干燥工艺

粮食烘干机工艺流程选择是否合理,决定着整机的经济性。制定合理的干燥工艺流程,采用预热——烘干——缓苏——烘干——缓苏——冷却的工艺路线干燥粮食,不仅是节能降耗的有效途径,而且是提高粮食烘干后品质的有效措施。在此工艺流程中,其预热、缓苏,可有效地降低粮食烘干机的单位热耗,降低爆腰率,保证干燥后的粮食具有良好的品质。

1.5重视能源的开发利用

从国外情况看,粮食烘干机所耗燃料种类,几乎都是采用柴油或煤气。在我国,由于国情所致,采用柴油或煤气作为燃料,成本较高,因而给我们的研究工作提出了一个十分追切的课题:粮食烘干机的燃料发展前景如何?就现在已经探明的贮量来看,煤是目前经济实用的燃料,同时我们必须重视新能源的开发研究,也不能忽视如稻壳、沼气、太阳能、工厂废气等辅助能源的利用。

从我国国情出发,采用燃烧稻壳作为烘干机热源(如烘干稻谷)大有可为。我国的稻谷产量居世界首位,特别是南方地区,米厂众多,稻壳资源丰富。即使是某些无碾米厂的粮库、种子公司、农场等企业,在其周围也有众多的碾米厂。在碾米厂中稻壳基本上没有进行综合利用,作为“废物”堆放,造成环境污染。利用稻壳作为烘干机燃料,将解决碾米厂“废物”堆放场地和稻壳堆放引起的环境污染问题。此外,除燃料稻壳利用了稻壳的热能外,稻壳灰还可以作为肥料,疏松剂、吸潮剂、填充剂等,并利用稻壳灰生产附加值较高的耐火材料,是稻壳“废物利用”、变“废”为宝、节约能源的一个有效途径。

2、结论

综上所述,我们可总结得到:

(1)采用燃烧新技术,改进炉子、对燃烧壁采取隔热的方法,减少燃烧炉壁辐射、对流损失,减少烘干机体及联结风管的热损失,以减少热能的各项无形损耗;

(2)回收废气余热;

(3)避免谷物的过度干燥;

(4)制定完善合理的干燥工艺流程;

(5)注重能源的开发利用,均是粮食烘干机节能降耗的有效途径。各项节能降耗措施的具体实施,必将加速我国谷物干燥机械化、自动化的进程。
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