1、对撞流干燥技术原理
图1是对撞流干燥的基本原理示意图。如图所示，两股气流在特定的容器内迎面相撞，其中至少有一股气流携带有待干燥的颗粒物料。湿物料在加料口进入气流，在气流作用下逐渐加速，在对撞区内完成其干燥过程。颗粒在到达两股气流对撞所形成的对撞面时，由于惯性继续渗入到反向气流中作减速运动，待速度为零时又被加速。如此反复作减幅震荡运动，直至速度降至一定程度后被气流带出对撞区。颗粒在渗入反向高速气流时，与气流的相对速度极大，使得对撞区内传热传质强度很高。
对于特定的干燥介质和物料，干燥机的传热传质系数主要与物料运动的雷诺数有关，而雷诺数又与两相间相对运动速度有关。提高两相间相对运动速度，则雷诺数增大，热质传递系数就增大。对撞流技术的特殊流场，决定了物料颗粒和干燥介质在对撞区的相对速度理论上最大可达介质速度的2倍，这是其他气流干燥形式所达不到的。另外，由于颗粒从一度气流渗入另一股气流和气流的相向运动，颗粒的平均滞留时间得到延长，颗粒在对撞区高度湍流，使得其充分混合，温度和浓度均化，进一步强化了传热传质过程。
因此，对撞流技术依然是基于对流传热传质的原理，只是采用了特殊的流体动力形式，最大限度的强化了干燥过程的传热传质作用。
2、对撞流干燥的传热传质特性
中国农业大学以及河南科技大学曾研究了同轴对撞流干燥方式的传热传质特性I8,9J，得出了一系列结论。
同轴对撞流干燥过程的传热速率在954 J /s—5 077 J，s范围变化，传热系数在969W/(m2．K)—3 460W/(m2．K)范围变化，容积传热系数在615 kW/(m3 K)～44157kW/(rn3．K)范围变化，雷诺数在2006—3727范围变化，努塞尔数在46～208范围变化。
而各种干燥设备如流化床、喷动床等(Tamir等人，1984)的容积传热系数的实际值在0.172kW/(m3．K)～7.12kW/(m3．K)之间变化。这表明，对于物料干燥来说， 同轴对撞流干燥器是一种在单位容积上效率很高的装置。这种新型干燥器具有更好的干燥性能，而且干燥过程的干燥强度大得多，从而可以在体积更小的情况下获得更快的干燥速度。
3、对撞流干燥机的主要发展型式
3.1同轴对撞流干燥机
同轴水平对撞流干燥机烘干机装置如图2所示，它主要由风机、电加热器、对撞室、螺旋喂料器，旋风分离器和管道等部分组成。干燥装置工作时，空气由风机送至电加热器加热到所需要的温度，然后经过两对称安装的水平进气管相向地输送到对撞室，湿物料由螺旋喂料器喂入，在右侧水平管中高速气流的带动下被送到对撞区，并在相向气流的冲击下，在对撞区内作往复振荡运动，当物料的水平速度为零时，则被气流带出对撞室，经排气管到达旋风分离器完成物料和气流的分离，废气由旋风分离器顶部的出口排入大气，物料由下部锥形口排出。
目前，中国农业大学已在该机型上进行了大量的谷物干燥试验，取得了很好的效果。同轴对撞流干燥机结构简单，干燥效果较好，但由于两根加速管较长，其占地面积较大，另外，物料在对撞室停留时间太短，故在干燥谷物至安全含水量一般需多次循环干燥。
3.2 垂直对撞流干燥机
中科院热物理研究所、广东农机院等单位对垂直对撞流干燥机进行了大量粮食干燥试验，得出一些有意义的结论。垂直对撞流干燥机工作原理和同轴相似，只是将进料和进气管路垂直安装，这样有利于减少整机占地面积。同时，由于受重力影响，对撞室内流场更复杂，其物料滞留时间有所增加。但实验表明，该机系统压力降较同轴系统大，高度较高，对风源要求高。
3.3 圆环状对撞流干燥机
系统中物料运动如图3所示，风机通过两对称安装的管道，使气相切向送入到环形空间，调节阀门可使两管道中气流速度相同。用加料器将颗粒物料送入气流中，所要求的这个距离是为了使颗粒加速到一个足够大的速度，而不使其下沉并立即排出。经过几次振荡后颗粒速度降低到一定程度便被气流带出对撞区，在螺旋叶片区完成气固分离，通过锥形出口从反应器排出。该装置环形对撞室里加装一系列螺旋叶片，可在物料完成对撞后使气固两相顺利分离。河南科技大学对此类干燥机进行了一定研肃，得出一些结论。如：物料降水幅度、蒸发速率随物料初始含湿量、物料流量、气流速度和热风温度的变化而改变。随着气流速度和温度的增加降水幅度、蒸发速率增大；随着颗粒流量的增加降水幅度减小，而蒸发速率增大。初始含湿量高的物料在对撞流中降水幅度高，蒸发速率快，因此该对撞流干燥器适合干燥高湿度物料。
这种形式的干燥机较其它形式最为突出的优点是占地面积小，因为其两进气管是并列切向进入对撞室的，另外物料在环形对撞室内运动轨迹是弧形，这样增加了其滞留时间。试验证明该机干燥效果较同轴为好，非常适合作为小型粮食干燥机。
4、国内外发展状况
对撞流原理是由原苏联白俄罗斯科学院的Elperin于1961年首先提出的，但直到90年代才用于物料干燥方面。80年代，国外许多学者对对撞流技术进行了广泛的研究和试验，其中以色列学者Tamir .A，加拿大学者Mujumdar以及白俄罗斯学者Melster的研究较为系统。Elperin和Tamir提出了多种对撞流的结构形式，Tamir在1988年较为系统地研究了同轴对撞流特性，所得到的最重要的结论如下。
4.1 气流速度一定时，颗粒在对撞流中的滞留量随颗粒流量的增大而增加，达到最大值后下降；
4.2 在对撞室内，两进气管端面间的距离和对撞室的容积对物料的平均滞留时间无任何影响；
4.3 传热系数随颗粒流量或颗粒滞留量的增大而增大，传热系数与对撞室的容积以及两进气管之间的距离无关。
近年来，对撞流开始应用于工业领域，俄罗斯研制了SVS型工业同轴对撞流干燥机，用于干燥城市污泥，取得很好的效果。乌克兰和白俄罗斯研制的用于谷物热处理的多级半圆型对撞流反应器，也取得了成功。
国内对对撞流的研究近几年才刚刚开始，还处于初步探索阶段。目前中科院工程热物理研究所对半环对撞流、垂直对撞流作了一定的理论和实验研究，总结了一些干燥规律，并制造了国内第一台垂直对撞流实验装置。中国农业大学研制了国内第一台水平同轴对撞流实验装置，并进行了传热传质和小米干燥的试验与研究。
5、结果与讨论
综上所述，当前我国粮食烘干机械存在着能耗高，结构复杂的缺点，急需引入新技术新工艺，并使烘干机向小型化发展。作为一种新型干燥技术，对撞流干燥技术独特的流体动力特性使其具有极高的干燥能力，从而为其小型化提供了可能，而且由于物料停留时间极短，非常适合种子干燥，能做到一机多用。并且已经成功地进行了多种形式的粮食干燥试验，因此，可以尝试在粮食干燥领域引入这门新兴干燥技术。但同时应积极探索相应配套技术，如：对撞流干燥技术的自动化控制系统、干燥参数在线监测系统、多级干燥结构等。只要这些配套技术和对撞流干燥技术协同发展，笔者认为，在我国是有可能推广这一新兴干燥技术的。
