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0、前言
東北地區(qū)是我國玉米主產(chǎn)區(qū)，產(chǎn)量占全國的30%～40%，玉米收獲時水分達(dá)20％～30%，高水分玉米需要通過干燥處理，降至安全水分后才能人倉安全儲藏。目前，我國每年機(jī)械化干燥的糧食約3700萬噸，消耗煤炭資源約170萬噸。通過近幾年的跟蹤研究，生產(chǎn)中使用的糧食干燥系統(tǒng)存在的主要問題是：①熱效率低，有的甚至沒有達(dá)到50%；②余熱回收利用少，排出的干燥廢氣溫度高；③干燥烘干機(jī)產(chǎn)生的玉米皮屑直接排放到大氣中污染環(huán)境；④部分糧食干燥系統(tǒng)設(shè)備擺布不合理，造成系統(tǒng)先天性缺陷；⑤熱風(fēng)爐無脫硫除塵裝置，二氧化硫等有害氣體直接向大氣排放；⑥干燥理念落后，重視干燥烘干機(jī)產(chǎn)量，忽略了干燥烘干機(jī)熱效率和糧食品質(zhì)，忽視了節(jié)能減排。在2008年～2009年間，我們對中儲糧遼寧分公司轄區(qū)內(nèi)17個糧食干燥系統(tǒng)進(jìn)行了節(jié)能減排技術(shù)改造，通過生產(chǎn)運行，證明效果良好。
1、糧食干燥烘干機(jī)系統(tǒng)技術(shù)改造措施
這17家糧庫均分布在遼寧省內(nèi)，糧食干燥系統(tǒng)已使用了7～10年，單套系統(tǒng)干燥糧食最多的已達(dá)30萬噸。在這17套糧食干燥系統(tǒng)中，順逆流干燥烘干機(jī)10臺，混流干燥烘干機(jī)7臺，干燥烘干機(jī)換熱器殼體多為砌筑式。根據(jù)各庫的現(xiàn)場情況．進(jìn)行了相應(yīng)的改造，具體歸納為以下幾個方面。
1.1尾部干燥廢氣和冷卻廢氣回收利用
我們對現(xiàn)有的糧食干燥烘干機(jī)進(jìn)行了廢氣溫、濕度的測定，結(jié)果表明在糧食干燥系統(tǒng)的尾部干燥段，排出的廢氣溫度在40℃～60℃，相對濕度平均在20%～50％;冷卻段排出的廢氣溫度在10℃～40℃，相對濕度平均在10 %～40%。根據(jù)溫度、濕度的測試數(shù)據(jù)，混流干燥烘干機(jī)適合進(jìn)行干燥和冷卻廢氣回收利用。根據(jù)設(shè)備現(xiàn)場平面布置情況，我們對部分300 t/d混流干燥烘干機(jī)進(jìn)行尾部干燥廢氣和冷卻廢氣回收利用，將30%左右的干燥廢氣和全部冷卻廢氣回收。為了不影響原有干燥烘干機(jī)熱風(fēng)系統(tǒng)的平衡和防止玉米皮屑進(jìn)入換熱器，廢氣回收裝置采用了足夠大的截面和合理的廢氣走向，使回收廢氣中的玉米皮屑得以沉降回收和最大限度地降低系統(tǒng)阻力，保持原有系統(tǒng)的相對平衡，在沒有增加動力的情況下，將回收的廢氣引至換熱器的冷風(fēng)進(jìn)口，進(jìn)行再加熱重復(fù)使用。通過計算和實測，廢氣回收裝置中的平均風(fēng)速在2m／s左右，新增管道阻力在40Pa以下，對整個系統(tǒng)基本沒有影響。廢氣回收裝置全部采用鋼結(jié)構(gòu)保溫管道，在皮屑沉降區(qū)域設(shè)有清灰口，要求操作者定期清除沉降在管道內(nèi)的玉米皮屑。經(jīng)過近1個月的生產(chǎn)使用，效果非常理想，廢氣回收、皮屑沉降、管道保溫均達(dá)到和超過了設(shè)計要求。
1.2熱風(fēng)爐煙氣余熱回收利用
熱風(fēng)爐煙氣帶走的熱量是糧食干燥系統(tǒng)熱量損失的主要環(huán)節(jié)之一，對煙氣余熱進(jìn)行回收利用，也是糧食干燥節(jié)能減排的有效途徑。目前熱風(fēng)爐排放的煙氣溫度一般在100℃～150℃之間，每套300 t/d的糧食干燥系統(tǒng)每天可排放約40萬立方米煙氣，散失了很大一部分熱量。我們是在現(xiàn)有糧食干燥系統(tǒng)中的引風(fēng)機(jī)與煙道之間設(shè)置一個小型換熱器，并配上1個風(fēng)機(jī)輔助進(jìn)風(fēng)，風(fēng)量在6200ｍ3／I1，對煙氣余熱進(jìn)行回收利用。煙氣通過換熱器后，溫度降至60℃～85℃之間，換出的空氣比環(huán)境溫度平均升高15℃左右，每小時回收的熱量相當(dāng)于3.8 kg左右標(biāo)煤的發(fā)熱量。小型換熱器為臥式列管換熱器，管外走煙，阻力??；管內(nèi)走空氣，并帶有折流管，以提高換熱效率。
1.3設(shè)備保溫處理
對現(xiàn)有糧食干燥系統(tǒng)中的部分設(shè)備采取保溫處理，主要有：①熱風(fēng)機(jī)。糧食干燥烘干機(jī)系統(tǒng)的熱風(fēng)機(jī)和風(fēng)門均是單層鋼板，沒有保溫，在烘干作業(yè)時要損失許多熱量?，F(xiàn)用角鋼、扁鋼做骨架，巖棉作保溫材料，外封彩鋼板，對其進(jìn)行保溫；也可在熱風(fēng)機(jī)表面抹保溫膏，然后再進(jìn)行防雨處理，可同樣達(dá)到預(yù)期的保溫效果。②熱風(fēng)爐和換熱器頂蓋?，F(xiàn)有熱風(fēng)爐和砌筑式換熱器頂蓋的保溫只是簡單地用爐灰渣覆蓋，表面溫度可達(dá)65℃，面積在50m2左右，向空氣中散發(fā)大量的熱量。保溫方法是將頂蓋上的灰渣清除干凈，先用兩層60 mm厚的硅酸鋁板或100 mm以上的珍珠巖敷上，然后用粒度均勻的干爐灰鋪平壓實，最后再用耐火土或耐火水泥抹平；③熱風(fēng)爐和換熱器外墻。熱風(fēng)爐和換熱器的外墻在干燥作業(yè)過程中同樣散失很大一部分熱量，保溫方法是用角鋼做骨架，巖棉作保溫材料，外封彩鋼板進(jìn)行保溫。④熱風(fēng)室。對砌筑式熱風(fēng)室也做了類似于換熱器外墻的保溫處理。通過對上述設(shè)備進(jìn)行保溫處理后，大大減少了熱量散失。
1.4增大室外地下煙道截面或調(diào)整煙道走向
在現(xiàn)有的糧食干燥系統(tǒng)中，煙氣除塵方式均是利用沉降的原理，一般設(shè)有3個沉降室，煙氣經(jīng)換熱器、沉降室、室外地下煙道，由引風(fēng)機(jī)壓人煙囪排放到大氣中。根據(jù)糧食干燥系統(tǒng)現(xiàn)場的實際情況，將室外地下煙道截面加深加大，使煙塵充分沉降，提高了除塵效率，減少了煙塵排放；在糧食干燥系統(tǒng)建設(shè)過程中，由于場地的限制，有些糧食干燥系統(tǒng)的煙道走向設(shè)計不合理，在實際生產(chǎn)過程中，影響換熱效果，同時也易損壞換熱器，對于有足夠空間的糧食干燥系統(tǒng)，將煙道走向進(jìn)行了調(diào)整；對于更換換熱器的干燥系統(tǒng)，均加深了沉降室的深度，由1.4 m改為1.8 m。經(jīng)過這些改造后，熱風(fēng)爐和換熱器的清爐清灰時間間隔得以加長，保證了生產(chǎn)的連續(xù)和穩(wěn)定，取得了較好的效果。
1.5采用分層給煤裝置
現(xiàn)有熱風(fēng)爐一般均采用鏈條爐排，要求最大煤塊不得超過40 mm，小于3 mm顆粒的不多于30%，即便如此，仍有一定量的煤末還是通過爐排上的氣孔漏進(jìn)了風(fēng)道，現(xiàn)改用分層給煤裝置替代原有的普通煤斗，這樣可以保證較大顆粒的煤塊在下面貼近爐排，較小顆粒的煤在上部，透氣性好，風(fēng)阻小，不但改善了燃燒條件，提高燃燒效率和減少漏煤量，也提高整機(jī)熱效率。
1.6更換換熱器
示范庫的糧食干燥系統(tǒng)大多使用了近10年，換熱器損壞嚴(yán)重或者列管堵塞過多，已經(jīng)影響到換熱效果。對部分示范庫點干燥系統(tǒng)更換換熱器，并將換熱器殼體由砌筑式改為鋼結(jié)構(gòu)快裝式。改造后，換熱效率、密閉性和保溫性均有較大提升。同時在改造過程中，有的庫點還采用了新型4管程換熱器，也收到了較好的效果。
1.7增設(shè)脫硫除塵設(shè)備
熱風(fēng)爐的煙氣排放是糧食干燥的主要污染源，每天排放的煙氣、二氧化硫等有害氣體直接排放大氣中，對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。如在向大氣排放之前，進(jìn)行脫硫除塵處理，增設(shè)脫硫除塵設(shè)備，將所有煙氣全部經(jīng)過濕式脫硫裝置，然后再向大氣排放，可以大大降低環(huán)境污染。
2、改造后的效果
我們對改造項目應(yīng)用較多的混流糧食干燥烘干機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了生產(chǎn)測試，測試當(dāng)天平均環(huán)境溫度為-7.3℃，生產(chǎn)率為13.8 t／h，耗煤457.1 kg/h，煤的低位發(fā)熱值為19710 kj/ kg，測得熱風(fēng)機(jī)風(fēng)量為85000rr13／l1，冷卻風(fēng)機(jī)風(fēng)量為35500 m3／h。回收的干燥廢氣平均溫度為50℃，回收熱量約為1.46×106 kj/h，相當(dāng)于50 kg標(biāo)煤的發(fā)熱量；回收冷卻廢氣的平均溫度為35℃，回收熱量約為1.35×106kJ／h．相當(dāng)于46 kg標(biāo)煤的發(fā)熱量；煙氣余熱回收，小型換熱器回收的空氣溫度比環(huán)境溫度平均升高15℃，風(fēng)量是6200m3／h，回收熱量為1.12×los kJ／h左右，相當(dāng)于3.8 kg標(biāo)煤的發(fā)熱量。在沒有增加動力的情況下將回收的干燥、冷卻廢氣通過管道引至換熱器進(jìn)口，使換熱器進(jìn)口風(fēng)溫比環(huán)境溫度平均提高30℃，與此同時，回收的干燥和冷卻廢氣排出的玉米皮屑近80%得到了沉降回收，這樣既節(jié)約了資源，又減少了對環(huán)境的污染。
通過進(jìn)行節(jié)能減排技術(shù)改造，耗煤量由原來的5.1 kg/t糧- 1%水下降到3.67 kg/t糧．1%水。節(jié)煤
率達(dá)26. 6%。在此烘干期，糧食烘干的直接成本是33. 80元／t，其中煤的成本是26. 30元／t，占烘干成本的77.8%。也就是說如果不進(jìn)行節(jié)能減排技術(shù)改造，煤的成本應(yīng)該是35. 83元／t，總烘干成本是43. 33元／t。改造后烘干成本下降了9. 53元／t，本烘干期該庫共烘干玉米7900 t，節(jié)約烘干費用7.5萬元。如上述幾項技術(shù)措施在東北地區(qū)的幾千臺糧食干燥烘干機(jī)上應(yīng)用，將取得巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
3、結(jié)論
節(jié)能效果顯著。在2008年的9個示范庫點中，平均節(jié)能12. 4%，最高的達(dá)30%。廢氣回收對節(jié)能的貢獻(xiàn)率最大，如阜新和丹東直屬庫，節(jié)能均超過了25%；設(shè)備保溫處理和調(diào)整煙道走向，是最經(jīng)濟(jì)的節(jié)能措施，用較低的爐溫就可得到較高的熱風(fēng)溫度，提高了熱效率，投入少，效果好；更換新型換熱器，換熱效率有很大提高；采用分層給煤裝置，改善燃燒條件，提高了煤的燃盡率，減少漏煤量，提高了煤的利用率；煙氣余熱回收，降低了排煙溫度，減少了熱量損失。
環(huán)境明顯改善。技術(shù)改造后大部分玉米皮屑得到了沉降回收，到處飛揚的現(xiàn)象大大減少；加大煙氣沉降室截面，煙速降低，除塵效果好，煙氣含塵量大為降低，糧食干燥作業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境得到了明顯改善。
在東北，對現(xiàn)有糧食干燥系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能減排技術(shù)改造非常必要，潛力很大。根據(jù)干燥烘干機(jī)類型、現(xiàn)場位置和資金情況，進(jìn)行相應(yīng)項目的技術(shù)改造，既可以取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益，又可以延長設(shè)備使用壽命，更能改善環(huán)境條件，一舉多得。
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糧食干燥系統(tǒng)節(jié)能減排技術(shù)研究與應(yīng)
來源：環(huán)球糧機(jī)網(wǎng)發(fā)布時間：2015-08-22 18:03:38
