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顺流连续式粮食烘干机节能工艺探讨

发布时间:2014-06-26 09:18    来源:未知

    在能源日益紧张的形势下,在国家强调科学发展观,推动经济可持续发展的政策指引下,节能和环保成为了科技领域中重要的诉求目标,富通新能源生产销售滚筒烘干机气流式烘干机等干燥烘干机械设备。
    本文所探讨的粮食干燥,是指用加热后的空气来使粮食升温,并将蒸发的水分带走的干燥工艺。其过程是一个复杂的湿热交换过程,在干燥的初始阶段粮食含水率高,去除的是粮食中较容易蒸发的自由水。此时单位耗热量低,干燥速率大,属恒速干燥阶段。经过一段干燥后,粮食中的自由水蒸发完毕后,开始去除粮食中的结合水;此时单位耗热量增大,干燥速率降低,属降速干燥阶段,也是对干燥后粮食品质影响较大的阶段。
    顺流粮食烘干机由于相同的条件下具有较低的单位耗热量、较高的生产率,并且能够保证干燥后的粮食品质,在粮食加工领域得到了广泛的应用。下面笔者针对这种烘干机的实际应用结果,探讨其节能改进途径。
1、目前应用的顺流连续式粮食烘干机的结构特点
    顺流连续式粮食烘干机都是采用多级式,即一台烘干机分成若干个干燥段。其中大部分各干燥段都采用相同的粮层厚度、相同的热风温度和相同的热风风量,这种设计结构严格来说是不够符合粮食干燥特性的。现以五级顺流粮食烘干机干燥玉米为例来分析问题。各项技术参数设定为:大气压力101kPa,环境温度0℃,环境湿含量50%,进机粮食含水率(湿基)28%,出机粮食含水率15%(湿基),粮层厚度600mm,热风温度150℃,热风表观风速0.6m/s。利用农业部烘干机械设备质量监督检验测试中心的“粮食干燥过程计算机模拟软件”进行模拟运算得出,单位耗热量指标为4994j/kg。
    根据工艺过程来分析,可得出如下结论:第1干燥段,属于恒速干燥阶段,自由水快速、大量蒸发,在干燥段的中部时热空气和粮食已经达到了湿热平衡。此时粮食温度、粮食水分和热风湿含量都不再发生变化,粮食实际上是处于缓苏状态。这就造成了生产率的降低。第2~3干燥段,是恒速干燥向降速干燥过渡阶段,设定的样机基本符合环境条件和粮食条件的要求。第4~5干燥段,属于降速干燥阶段,由于干燥速率降低,在干燥段末端热风还没有达到平衡水分状态,还有降水能力时,就被过早地变成废气排放掉了。这就造成了能源的浪费。以上分析表明,在烘干机设计制造过程中的简单化,虽然节约了设计制造成本,但在实际应用中却浪费了大量的能源。
2、节能改进工艺探讨
    解决上述问题有2个方案。一是改变烘干机的设计结构,使粮层厚度可调。这样做虽然可以实现节能,但会大大增加设计制造成本,且烘干机操作起来会十分复杂,也不是一个好方案。二是改变现有的相同的粮层厚度,且同时采取各段不同的可调控的热风温度和热风风量。这样设计制造改动量小,操作起来也简便易行。在上述基础上,在干燥初始阶段,适当减小粮层厚度,增加热风温度和热风风量;在干燥后期,适当增加粮层厚度,减小热风温度和热风风量。在其它技术参数不变的情况下,将各段粮层厚度改为:第1~5段依次为400,500、600、700、800mm}将各段热风温度改为:第1段180℃,第2、3段150℃,第4、5段120℃;将热风表观风速改为:第1段0.6m/s,第2、3段0.4m/s,第4、5段0. 2m/s.经计算机模拟运算得到单位耗热量指标为4322kj/kg.由上述分析计算可知,按该思路进行改进设计后,可降低烘干机的单位耗热量672kj/kg。 
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