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烘干搅拌输送新闻动态
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粮食干燥系统节能减排技术研究与应用
发布时间：2013-03-30 08:42 来源：未知
0、前言
东北地区是我国玉米主产区，产量占全国的30%～40%，玉米收获时水分达20％～30%，高水分玉米需要通过干燥处理，降至安全水分后才能人仓安全储藏。目前，我国每年机械化干燥的粮食约3700万吨，消耗煤炭资源约170万吨。通过近几年的跟踪研究，生产中使用的粮食干燥系统存在的主要问题是：①热效率低，有的甚至没有达到50%；②余热回收利用少，排出的干燥废气温度高；③干燥烘干机产生的玉米皮屑直接排放到大气中污染环境；④部分粮食干燥系统设备摆布不合理，造成系统先天性缺陷；⑤热风炉无脱硫除尘装置，二氧化硫等有害气体直接向大气排放；⑥干燥理念落后，重视干燥烘干机产量，忽略了干燥烘干机热效率和粮食品质，忽视了节能减排。在2008年～2009年间，我们对中储粮辽宁分公司辖区内17个粮食干燥系统进行了节能减排技术改造，通过生产运行，证明效果良好。
1、粮食干燥烘干机系统技术改造措施
这17家粮库均分布在辽宁省内，粮食干燥系统已使用了7～10年，单套系统干燥粮食最多的已达30万吨。在这17套粮食干燥系统中，顺逆流干燥烘干机10台，混流干燥烘干机7台，干燥烘干机换热器壳体多为砌筑式。根据各库的现场情况．进行了相应的改造，具体归纳为以下几个方面。
1.1尾部干燥废气和冷却废气回收利用
我们对现有的粮食干燥烘干机进行了废气温、湿度的测定，结果表明在粮食干燥系统的尾部干燥段，排出的废气温度在40℃～60℃，相对湿度平均在20%～50％;冷却段排出的废气温度在10℃～40℃，相对湿度平均在10 %～40%。根据温度、湿度的测试数据，混流干燥烘干机适合进行干燥和冷却废气回收利用。根据设备现场平面布置情况，我们对部分300 t/d混流干燥烘干机进行尾部干燥废气和冷却废气回收利用，将30%左右的干燥废气和全部冷却废气回收。为了不影响原有干燥烘干机热风系统的平衡和防止玉米皮屑进入换热器，废气回收装置采用了足够大的截面和合理的废气走向，使回收废气中的玉米皮屑得以沉降回收和最大限度地降低系统阻力，保持原有系统的相对平衡，在没有增加动力的情况下，将回收的废气引至换热器的冷风进口，进行再加热重复使用。通过计算和实测，废气回收装置中的平均风速在2m／s左右，新增管道阻力在40Pa以下，对整个系统基本没有影响。废气回收装置全部采用钢结构保温管道，在皮屑沉降区域设有清灰口，要求操作者定期清除沉降在管道内的玉米皮屑。经过近1个月的生产使用，效果非常理想，废气回收、皮屑沉降、管道保温均达到和超过了设计要求。
1.2热风炉烟气余热回收利用
热风炉烟气带走的热量是粮食干燥系统热量损失的主要环节之一，对烟气余热进行回收利用，也是粮食干燥节能减排的有效途径。目前热风炉排放的烟气温度一般在100℃～150℃之间，每套300 t/d的粮食干燥系统每天可排放约40万立方米烟气，散失了很大一部分热量。我们是在现有粮食干燥系统中的引风机与烟道之间设置一个小型换热器，并配上1个风机辅助进风，风量在6200ｍ3／I1，对烟气余热进行回收利用。烟气通过换热器后，温度降至60℃～85℃之间，换出的空气比环境温度平均升高15℃左右，每小时回收的热量相当于3.8 kg左右标煤的发热量。小型换热器为卧式列管换热器，管外走烟，阻力��；管内走空气，并带有折流管，以提高换热效率。
1.3设备保温处理
对现有粮食干燥系统中的部分设备采取保温处理，主要有：①热风机。粮食干燥烘干机系统的热风机和风门均是单层钢板，没有保温，在烘干作业时要损失许多热量。现用角钢、扁钢做骨架，岩棉作保温材料，外封彩钢板，对其进行保温；也可在热风机表面抹保温膏，然后再进行防雨处理，可同样达到预期的保温效果。②热风炉和换热器顶盖。现有热风炉和砌筑式换热器顶盖的保温只是简单地用炉灰渣覆盖，表面温度可达65℃，面积在50m2左右，向空气中散发大量的热量。保温方法是将顶盖上的灰渣清除干净，先用两层60 mm厚的硅酸铝板或100 mm以上的珍珠岩敷上，然后用粒度均匀的干炉灰铺平压实，最后再用耐火土或耐火水泥抹平；③热风炉和换热器外墙。热风炉和换热器的外墙在干燥作业过程中同样散失很大一部分热量，保温方法是用角钢做骨架，岩棉作保温材料，外封彩钢板进行保温。④热风室。对砌筑式热风室也做了类似于换热器外墙的保温处理。通过对上述设备进行保温处理后，大大减少了热量散失。
1.4增大室外地下烟道截面或调整烟道走向
在现有的粮食干燥系统中，烟气除尘方式均是利用沉降的原理，一般设有3个沉降室，烟气经换热器、沉降室、室外地下烟道，由引风机压人烟囱排放到大气中。根据粮食干燥系统现场的实际情况，将室外地下烟道截面加深加大，使烟尘充分沉降，提高了除尘效率，减少了烟尘排放；在粮食干燥系统建设过程中，由于场地的限制，有些粮食干燥系统的烟道走向设计不合理，在实际生产过程中，影响换热效果，同时也易损坏换热器，对于有足够空间的粮食干燥系统，将烟道走向进行了调整；对于更换换热器的干燥系统，均加深了沉降室的深度，由1.4 m改为1.8 m。经过这些改造后，热风炉和换热器的清炉清灰时间间隔得以加长，保证了生产的连续和稳定，取得了较好的效果。
1.5采用分层给煤装置
现有热风炉一般均采用链条炉排，要求最大煤块不得超过40 mm，小于3 mm颗粒的不多于30%，即便如此，仍有一定量的煤末还是通过炉排上的气孔漏进了风道，现改用分层给煤装置替代原有的普通煤斗，这样可以保证较大颗粒的煤块在下面贴近炉排，较小颗粒的煤在上部，透气性好，风阻小，不但改善了燃烧条件，提高燃烧效率和减少漏煤量，也提高整机热效率。
1.6更换换热器
示范库的粮食干燥系统大多使用了近10年，换热器损坏严重或者列管堵塞过多，已经影响到换热效果。对部分示范库点干燥系统更换换热器，并将换热器壳体由砌筑式改为钢结构快装式。改造后，换热效率、密闭性和保温性均有较大提升。同时在改造过程中，有的库点还采用了新型4管程换热器，也收到了较好的效果。
1.7增设脱硫除尘设备
热风炉的烟气排放是粮食干燥的主要污染源，每天排放的烟气、二氧化硫等有害气体直接排放大气中，对环境造成严重的污染。如在向大气排放之前，进行脱硫除尘处理，增设脱硫除尘设备，将所有烟气全部经过湿式脱硫装置，然后再向大气排放，可以大大降低环境污染。
2、改造后的效果
我们对改造项目应用较多的混流粮食干燥烘干机系统进行了生产测试，测试当天平均环境温度为-7.3℃，生产率为13.8 t／h，耗煤457.1 kg/h，煤的低位发热值为19710 kj/ kg，测得热风机风量为85000rr13／l1，冷却风机风量为35500 m3／h�；厥盏母稍锓掀骄露任�50℃，回收热量约为1.46×106 kj/h，相当于50 kg标煤的发热量；回收冷却废气的平均温度为35℃，回收热量约为1.35×106kJ／h．相当于46 kg标煤的发热量；烟气余热回收，小型换热器回收的空气温度比环境温度平均升高15℃，风量是6200m3／h，回收热量为1.12×los kJ／h左右，相当于3.8 kg标煤的发热量。在没有增加动力的情况下将回收的干燥、冷却废气通过管道引至换热器进口，使换热器进口风温比环境温度平均提高30℃，与此同时，回收的干燥和冷却废气排出的玉米皮屑近80%得到了沉降回收，这样既节约了资源，又减少了对环境的污染。
通过进行节能减排技术改造，耗煤量由原来的5.1 kg/t粮- 1%水下降到3.67 kg/t粮．1%水。节煤
率达26. 6%。在此烘干期，粮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%。也就是说如果不进行节能减排技术改造，煤的成本应该是35. 83元／t，总烘干成本是43. 33元／t。改造后烘干成本下降了9. 53元／t，本烘干期该库共烘干玉米7900 t，节约烘干费用7.5万元。如上述几项技术措施在东北地区的几千台粮食干燥烘干机上应用，将取得巨大的经济和社会效益。
3、结论
节能效果显著。在2008年的9个示范库点中，平均节能12. 4%，最高的达30%。废气回收对节能的贡献率最大，如阜新和丹东直属库，节能均超过了25%；设备保温处理和调整烟道走向，是最经济的节能措施，用较低的炉温就可得到较高的热风温度，提高了热效率，投入少，效果好；更换新型换热器，换热效率有很大提高；采用分层给煤装置，改善燃烧条件，提高了煤的燃尽率，减少漏煤量，提高了煤的利用率；烟气余热回收，降低了排烟温度，减少了热量损失。
环境明显改善。技术改造后大部分玉米皮屑得到了沉降回收，到处飞扬的现象大大减少；加大烟气沉降室截面，烟速降低，除尘效果好，烟气含尘量大为降低，粮食干燥作业现场的环境得到了明显改善。
在东北，对现有粮食干燥系统进行节能减排技术改造非常必要，潜力很大。根据干燥烘干机类型、现场位置和资金情况，进行相应项目的技术改造，既可以取得可观的经济效益，又可以延长设备使用寿命，更能改善环境条件，一举多得。
