节能减排技术和措施在粮食干燥系统中的应用.doc

节能减排技术和措施在粮食干燥系统中的应用粮食储藏节能减排技术和措施在粮食干燥系统中的应用李杰,芦燕敏,夏朝勇(国家粮食储备局郑州科学研究设计院,河南郑州450053)摘要:粮食机械化干燥是粮食储运领域的主要耗能环节,简要分析了机械化粮食干燥系统热损耗途径和废弃物构成,提出了具体的节能减排技术和措施.关键词:粮食干燥,节能减排,废气回收,余热回收ApplicationofEnergy-SavingandEmissionReductionTechnologiesandWaysonGrainMechanicalDryingSystemLIJie,LuYanmin,XiaChaoyong(ZhengzhouScienceResearch&DesignInstituteStateAdministrationofGrainReserve,Zhengzhou450053,China)Abstracts:Grainmechanicaldryingisakeyenergyconsumptionlinkingrainpreservationandtransportation.Thewaysofheatenergy-savingandemissionreductionongrainmechanicaldryingsystemareinitiatedbyanalysisonconsumptionandwastesemissionofgrainmechanicaldryingsystem.Keywords:graindrying;energysavingandemissionreduction;exhaustgasrecovery;wasteheatrecovery中图分类号:$226.6文献标识码:B文章编号:10073582(2010)03002503我国每年粮食产量达5亿t左右,其中有大量的粮食需要干燥.2006年全国采用机械化烘干粮食3000多万t,消耗能源折合标准煤达到230万t左右,排放出大量CO:,SO和灰份固体废弃物.目前我国的粮食干燥设备节能减排技术和措施应用很少,热源燃料对煤炭过于依赖,燃料结构过于单一,系统废气(余热)没有得到回收利用,热风炉效率不高,工艺流程有待优化,辐射热损失较大,缺乏系统除尘措施等一系列问题没有得到妥善的解决,说明我国粮食机械化粮食干燥系统节能减排措施还很薄弱,有较大潜能可以挖掘.研发推广粮食干燥系统节能减排技术和设备,将对我国的”节能减排”工作贡献重要力量.1干燥系统热能耗与废弃物构成1.1干燥系统热能耗构成目前国内常用的粮食干燥设备,以对流加热干收稿日期:20100322作者简介:李杰(1967一),男,高级工程师,国家粮食储备局郑州科学研究设计院干燥工程研究设计所所长;专业方向为粮食干燥技术和设备.燥方式为主,热源为传统的燃煤热风炉.干燥系统的热能耗主要包括3个方面:直接干燥能耗.主要包括:加热粮食所需显热,干燥介质带走的显热和粮食中水分蒸发所需热量.燃烧炉热损失及换热器热损失和烟囱废气带走的热量.干燥设备以对流,传导,辐射传热而产生的热损失.对于上述第一者的节能降耗措施,主要从干燥机理上采用新的技术来解决.对于后二者的节能降耗措施,主要是对现有的粮食干燥设备采取有针对性的余热回收,设备保温等措施解决.1.2干燥系统废弃物构成粮食干燥系统废弃物主要包括热风炉煤炭燃烧后的废气,固体废弃物及干燥机排出的固体粉尘.其中废气污染主要来自煤炭燃烧后产生的一氧化碳,多环芳烃类,醛类等排放物.特别是当燃烧条件不合适时,产生的有害气体更多,同时还降低了热风炉热效率.因此,要根据煤的挥发分,选择适当的燃烧条件和设备,提高燃烧效率.固体废弃物主要来自煤炭中不可燃烧的矿物质.矿物质燃烧时要吸收热量,大量排渣要带走热量.因此热风炉方3i0黎偷流通箍求25麓粮食储藏李杰等:节能减排技术和措施在粮食干燥系统中的应用“n”f如朝ji”itlfft筻V面的节能减排措施,主要围绕发展研发干燥用新能源,提高热风炉效率,降低有害废弃物排放展开.2粮食机械干燥系统节能减排措施2.1采用先进的干燥工艺设备采用先进的干燥工艺可明显提高干燥过程的热能利用率,比如多段烘干缓苏粮食干燥工艺或组合干燥工艺.采用多段”干燥+缓苏”工艺,可根据粮食受热温度实行”分段变温干燥”,各干燥段之后设置缓苏段,”干燥一缓苏”交替进行.在干燥开始阶段,粮食水分较高,利用顺流干燥风温高的特点,粮食流向与热风一致,温度最高的空气首先和水分最高,温度最低的粮食接触,热效率高,降水效果好,干燥后粮温不高.在干燥后期,由于粮食水分较低,粮温较高,此时改用低温干燥,既可保证较快降水,又可提高热能利用率,起到了节能效果.2.2发展粮食干燥系统生物质能源利用技术及设备在化石能源渐趋枯竭的今天,能源紧张对全球和中国的影响都日益突出,在太阳能,核能,风能,水能,潮汐能,地热能,生物质能等诸多新能源中,生物质能源是最安全,最稳定的能源,也是目前国家重点鼓励的新能源领域.生物质能源是人类能够长久依赖的未来能源,其储量丰富,且可再生利用.我国秸秆资源总量7.2亿t,其中麦秸,稻草,玉米秸秆有5亿t.近年秸秆资源以年均1.4%的速度增长.在总农作物秸秆中,还田和收集损失约占16.2%,饲料28.1%,造纸原料2.1%,可用作能源的为53.6%.生物质能源的大力开发,对于改善我国的能源结构,延长化石燃料使用时间,改变能源的生产方式和消费方式有重要意义.并且生物质的硫含量为0.01%一0.1%,远低于煤中硫含量(0.5%1.5%),生物质作为能源资源比石油,煤炭,天然气等燃料在减少有害气体排放方面具有更大的优越性.因此研发推广粮食干燥系统生物质热源是干燥系统节能减排的有效途径.2.3改进现有热源设备结构性能热风炉的热量损失主要有3个方面:机械不完全燃烧损失,化学不完全燃烧损失以及热风炉向周围环境的散热损失.其中,热风炉的散热损失夏季约为5%6%,冬季可达8%10%5.在设计热风炉时,从燃烧理论,燃烧方式,炉灶结构方面进行综合考虑,力求使燃料燃烧完全,同时设法减少263/2010辕食流通技术散热损失,提高热量有效利用率.2.4筛选应用新型热源设备常用传统热风炉热效率在75%左右,筛选应用粮食干燥系统新型高效热源,比如探索开发与粮食干燥系统配套的煤气发生炉作为热源,替代目前庞大而昂贵的热风炉.是粮食干燥系统节能的又一有效措施.2.5研发运用新型粮食干燥技术设备研发新型干燥技术和设备,从干燥原理上解决现有对流干燥耗能较高的现状.比如研发真空低温干燥粮食.真空低温粮食干燥机是新型节能保质干燥设备,从原理上改变以热风为加热载湿介质的传统设计理念,采用真空低温技术干燥粮食,不仅粮食品质保持较好,而且可节能20%以上,同时有效降低了废气排放,是一种先进的粮食干燥节能技术.2.6热风炉烟囱废气回收利用现有干燥系统热风炉烟囱废气温度一般为110oC一130oC,是干燥系统能量浪费的主要环节之一,也是粮食干燥污染排放的主要途径.对烟囱废气回收利用技术进行研究,开发现有干燥系统烟囱废气回收利用技术,比如烟囱废气热管回收技术,将该部分热量用于干燥段前暂存仓内粮食的预热升温,可回收5%左右的热量.2.7设备整体保温我国的大型粮食干燥系统,特别是我国东北地区的大型粮食于燥系统,保温措施仍不完善,比如热风机及风管直接暴露在0以下的大气中,热量散失严重.将这些设备用保温材料进行全面保温处理,阻止热量向大气散失,可以节约大量的热能.2.8干燥机废气(余热)回收利用多段加热粮食干燥系统中,干燥系统的最后1-2个加热段,排出的废气温度约3060,且含湿量小,具有回收利用价值,同时冷却段废气也有回收潜力.研究现有干燥机废气回收再利用系统,将废气回收后加热干燥粮食,可降低粮食干燥的能耗,该技术的应用可节能5%左右.2.9推广应用燃煤热风炉脱硫除尘设备国内干燥用热风炉大多还没有脱硫除尘设备,热风炉的烟气直接进入大气中,对环境造成了严重污染.发展推广热风炉脱硫技术和设备,设置沉降室,除尘器等除尘装置,使烟气在向大气排放之前,进行脱硫除尘处理,可降低固体粉尘的排放,是干燥系统”减排”的重要途径.粮食储藏iii一r三早发展应用输送过程废气和烘干废气的除尘排3结束语放装置现有粮食机械干燥系统,干燥机废气大多数是敞开式排放,使大量粮食固体粉尘排人大气,形成环境的粉尘污染.可在工艺和设备设计时,设计废气除尘排放装置,采取低速高空排放,除尘,加滤网等方法使废气中的粉尘含量降至最低.比如在机体的两侧设计方形的保温罩,机体与保温罩之间形成方形的废气通道,保温罩的上部侧壁开设百叶窗废气排放口,采用这种结构,废气不直接排人大气,在废气通道内汇集,然后通过保温罩上部侧壁废气排放口集中高空排放,明显改善了烘干现场的作业环境.保温罩里的空气层还能起到保温作用,可降低干燥系统能耗.2.11其他有潜力的节能减排技术措施除了上述技术措施有节能的效果外,还有许多有潜力的途径和技术,比如:热风红外组合,热风微波组合,热风红外,微波组合,过热蒸汽干燥等.这些技术都有暂时难以解决的障碍,阻止了该技术在粮食干燥上的应用.但是作为探索的方向,仍然期待将来上述技术有所突破,能为粮食干燥的节能减排做出贡献.目前我国的粮食机械干燥系统节能减排措施采用较少,有巨大潜力可发掘.积极研发粮食干燥系统节能减排技术,推广应用节能减排粮食干燥系统,提高整个行业的节能减排水平,必将为全社会节能减排工作做出重要贡献.参考文献:1全国人大办公厅.中华人民共和国可再生能源法M.北京:中国民主法治出版社,2005.2王效华,冯祯民.中国农村生物质能源消费及其对环境的影响J.南京农业大学学报,2004,27(1):108110.3李素云,夏朝勇,李云克.生物质能源在粮食干燥上的应用与发展前景J.粮油加工,2008,(1):117119.4王小孟,谭江林,陈金珠.我国生物质能源开发利用的现状J.江西林业科技,2006,(5):4557.5邸坤,李杰,马云霞,等.我国粮食干燥节能途径J.干燥技术与设备,2007,3(4):207210.6夏朝勇,朱文学,张仲欣,等.红外对流组合干燥稻谷实验J.农业机械学报,2006,37(8):235238.(上接第6页)念理解肤浅,对企业内部物流不重视,现代物流及供应链管理技术及理念认识不足造成企业物流发展迟缓.存在上述问题尽管有多种原因,但是人才问题是主要问题中的关键问题.对于现代物流业来说人才是关键,利润是核心,利润来源于人才,人才来自于培训,因而解决河南物流人才缺乏问题必须加强现代物流业人才培训.4河南省发展现代物流类专业人才的途径4.1加快现代物流人才的培养对于现代物流类专业人才的培养首先应采取多种形式宣传普及现代物流知识,鼓励和支持有条件的大专院校开设物流相关专业,积极开展在职培训.4_2支持区域间物流人才的合理流动对于区域问物流人才的流动要营造人才”柔性流动”的政策环境;规范现代物流人才职业资格培训和认证工作.4.3建立物流类专业实训基地鼓励企业与高等院校,物流咨询机构,科研单位进行多种形式的资本与技术融合,促进物流系统产学研快速发展.最为重要和紧迫的是尽快建立河南物流类专业实训基地,对高校物流专业师资进行实训培养,使各种教学环节中理论能联系实际;对在校物流类专业的学生结合理论教学进行实训培养,提