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1、粮食干燥系统 节能减排技术中国储备粮管理总公司汪喜波 博士2010年12月2一、前言二、粮食干燥系统现状三、节能减排技术措施四、取得的效果五、粮食干燥行业展望3u粮食干燥系统节能减排的意义u粮食干燥涉及到当今世界所关注的能源、环境和粮食几大焦 点问题，对保障国家粮食安全和维护社会稳定意义重大。u中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要 提出: “十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20左 右、主要污染物排放总量减少10的约束性指标。粮食干燥 是粮食流通领域耗能最高的环节之一,是造成环境污染的重 要来源。u中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划 的建议又把“保障国家粮食安
2、全”列在了重要位置。而粮 食干燥是能否保障国家粮食安全的首要环节。一、前 言4u粮食干燥系统节能减排的意义u民以食为天，粮食是国民经济的基础，是人们赖以生存的基 本物资需求，同时也是粮食系统的能耗大户。粮食干燥是粮 食流通领域耗能最高的环节之一,是造成环境污染的重要来 源。u我国粮食干燥行业每年需消耗煤炭约200万吨和电能约5亿 kWh，干燥费用20多亿元。在能源消耗中，热能占了95 以上。一、前 言5u粮食干燥基本原理我国现阶段在生产实际中使用的粮食干燥机，基本上均是热风 式粮食干燥机。利用对流传热原理对粮食进行加热升温，使水分 汽化与粮食分离，水分随气流排出机外，也叫废气。所用燃料以 煤为
3、主，部分稻谷干燥机使用燃油。u干燥机的基本形式在东北地区的玉米主产区，均采用塔式连续式干燥机来干燥玉 米，一般为单塔，塔体装粮横截面一般为3m3m5m5m，高度 在25m左右，采用多级干燥和多级缓苏及两种以上热风温度的工 艺配置来干燥高水分玉米，大部分玉米水分在30左右。稻谷干燥除部分采用上述类型的干燥机外，大部分采用横流间 歇式多台并联的谷物干燥机，尤其是在长江流域使用较多。二、粮食干燥系统现状6u存在的问题1 余热回收利用少干燥机排出的废气带走了20左右的热能，有些混流式粮 食干燥机还会高一些；热风炉的高温烟气带走了约15左右 的热能。这些废气和烟气现在是直接被排入大气，既污染了 环境又损
4、失了较多的热能。2 热风炉热效率低热风炉的燃烧效率和换热器的换热效率低。如炉体结构落 后，煤在链条炉排上静止燃烧，砌筑式换热器密闭性和保温 性差，设备在现场的布置形式等诸多方面均使热风炉的效率 大打折扣。二、粮食干燥系统现状7u存在的问题3 设备热损大有部分应保温设备没有进行任何形式的保温，直接裸露于大气 中，如风机外壳，其内部的热风温度在80150，金属表面 向大气散发着大量的热能。热风炉和换热器顶盖也只是简单地用 炉灰渣覆盖，表面炉灰渣的温度也达到了65，热能损失很大。4 污染重粮食干燥机的污染源主要有两大部分，一是热风炉烟气排放， 二是烘干塔干燥和冷却废气排放。烟气除尘是采用多级沉降室沉
5、 降的办法，沉降室几何截面小、烟气速度高是普遍存在的问题， 无脱硫设施。废气没有进行任何方式除尘，直接向大气排放，这 也是由于高湿度废气除尘难度大所造成的结果。二、粮食干燥系统现状8已经使用了8年的300t/d粮食干燥机系统9l 烘干塔干燥和冷却废气回收利用l 热风炉烟气余热回收利用l 设备保温处理 l 增大烟道截面或调整烟道走向 l 采用分层供煤装置 l 更换高效换热器 l 避免使用过高的热风温度l 避开在最冷、最湿的季节烘粮l 一次烘干降水幅度不宜过大l 实施科学储粮，适当控制干粮最低水分三、节能减排技术措施10u干燥和冷却废气回收利用u我们对混流和顺逆流粮食干燥机进行了废气 温、湿度的测
6、定，结果是：u混流粮食干燥机下部干燥段废气温度：4060相对湿度：2040u混流粮食干燥机冷却段废气温度：2040相对湿度：1040三、节能减排技术措施11u干燥和冷却废气回收利用u顺逆流粮食干燥机下部干燥段废气温度：4055相对湿度：4080u顺逆流粮食干燥机冷却段废气温度：040相对湿度：1040三、节能减排技术措施12换热器烘干塔风机新增废气回收管道热风管道沉降室沉降室废气回收工艺原理示意图废气13u干燥和冷却废气回收利用u根据各示范库点粮食干燥系统的现场位置情况，我们对阜新直属库的粮食干燥系统进行了废气回收利用。u阜新直属库是300t/d混流干燥机，对下部干燥废气和冷却废气回收利用，用
7、管道将回收的废气引至换热器进口。三、节能减排技术措施14u干燥和冷却废气回收利用u阜新直属库的混流粮食干燥机，干燥段共有9层排气通 风盒，根据测试数据，将下部3层通风盒排出的废气进 行回收；冷却段共有4层排气通风盒，将全部冷却废气 进行回收。u在两侧排气道用3层隔板将排粮段、冷却段、下部干燥 段、上部干燥段分别隔开，将30左右的干燥废气和 全部冷却废气回收。并且是干燥废气和冷却废气分别 回收，互不影响。三、节能减排技术措施15u干燥和冷却废气回收利用u为了不影响原有干燥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分离和
8、最大限度地降低阻 力，保持原有系统的平衡，在没有增加动力的情况下，将回 收的废气引至换热器进风口，进行再加热重复利用。 三、节能减排技术措施技术难点：分离皮屑和无动力回收16u干燥和冷却废气回收利用u废气回收装置全部采用钢结构双层保温管道，在皮屑沉降区域设有清灰口，要求定期清除沉降在管道内的玉米皮屑。经过生产使用，效果非常理想，废气回收、皮屑沉降、管道保温均达到了设计要求。既分离出了皮屑，又实现了无动力回收。二、节能减排技术措施17u干燥和冷却废气回收利用三、节能减排技术措施废气温度回收的干燥废气温度47回收的冷却废气温度3418安装中的废气回收装置清灰门清灰门皮屑沉降区皮屑沉降区19改造后带
9、有废气回收的300t/d粮食干燥机系统两侧对称两侧对称20改造后废气回收管道中沉降的玉米皮屑又轻又薄的片状 玉米皮屑21u热风炉烟气余热回收利用u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，是节能减排的有效途径。u排出的烟气温度一般在100130，每套粮食干燥系统每天可排放约45万立方米烟气，热量损失很大。三、节能减排技术措施22u热风炉烟气余热回收利用u在地下烟道与引风机之间增设一个小型列管式换热器，并配上一台风机辅助进风。烟气通过换热器后，温度降至6085之间，换出的空气比大气温度平均升高15，送到换热器的冷风进口，每小时回收的热量相当于 4 kg 标
10、煤的发热量。u新增的卧式列管换热器是管外走烟，管内走空气，管内带有折流管，以提高换热效率。三、节能减排技术措施23改造后烟气余热回收装置新增风机新增换热器24改造后烟气余热回收装置保温烟气管道新增换热器新增风机25阜新库废气回收和烟气余热回收利用，使换热器进风口的空气温度比大气提高3636（大气7.3；进风口29.3）三、节能减排技术措施26u设备保温处理u热风机保温风机表面温度与热风温度相同，面积又很大，相当于一个 散热装置。保温方法：u一是采用角钢、扁钢做骨架，用岩棉做保温材料，外封 彩钢板，对其进行保温处理；u二是涂抹保温膏，然后再进行防雨处理，尤其是风量调 节门的保温，用此方法更为方便
11、，同样可以达到预期的 保温效果。三、节能减排技术措施27改造前保温不规范的热风机28改造前无保温的热风机29u设备保温处理u热风炉与换热器顶盖保温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，表面温度在65，面积在50左右，向大气散发大量 的热量。保温方法是：将顶盖上的灰渣清除干净，先用两层60mm厚的硅酸铝板敷上 ，再用粒度均匀的干炉灰铺平压实，或是采用珍珠岩和红砖 压盖，最后用耐火土抹平。三、节能减排技术措施30改造前无保温的热风炉顶盖31改造前用炉灰保温的热风炉顶盖32改造后的热风炉、换热器及热风室顶盖33珍珠岩保温施工中的热风炉顶盖34改造后的热风炉、换热器及热风室顶盖3
12、5u设备保温处理u热风室墙体保温室外砌筑式热风室保温，在外墙面贴苯板、粘拉结网、抹水泥、刷涂料等工艺进行保温处理，取得了理想的效果，减少了热风进塔前的热量散失。室内距换热器1m以内的高温段采用岩棉板保温。三、节能减排技术措施36改造后带有保温层的热风室37改造后带有保温层的热风室38u增大室外地下烟道截面u在现有的粮食干燥系统中，烟气除尘方式均是利用沉降原理，一般设有3个沉降室，烟气经换热器、沉降室、室外地下烟道，由引风机压入烟囱排放到大气。u对更换换热器的干燥系统，均加深了沉降室的深度，由1.3m增加到1.8m，截面积增加了38，烟速也降低了30以上，提高了降尘率，降低了阻力。在各示范库点中
13、，对室外地下烟道截面进行了调整。三、节能减排技术措施39u调整室外地下烟道走向u室外地下烟道走向不合理，会导致换热器部分列管很少有烟气通过或者没有烟气通过，易被堵死，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，调整烟道走向，使烟气均匀地分配于各列管中，以提高换热效率，朝阳直属库调整较大，效果也特别明显。三、节能减排技术措施2008.5.640辽宁省粮食科学研究所烟气流向与出烟孔位置的关系不合理的出烟孔位置热风炉换热器 热风最佳出烟位置冷空气烟气烟气及走向41改造前出烟管位置不合理出烟管位置不合理42改造后的出烟管位置改造后地下烟道走向43改造后的出烟管位置出烟管中心正对换热
14、器轴线44u采用分层给煤装置u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毫米，小于3毫米的不多于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，现改用分层供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，较小颗粒的煤在上层，透气性好，风阻小，不但减少漏煤量，而且还改善了燃烧条件，提高了燃烧效率。三、节能减排技术措施45分层供煤装置原理图46炉排上煤层内部颗粒分布对比示意图普通煤斗煤粒分布分层煤斗煤粒分布47改造后更换的分层煤斗48u更换高效换热器u示范库点现有的粮食干燥系统已经使用了近十年，换热器损坏严重或者列管堵塞过多，已经影响到换热效果，抚顺
15、、台安、建平、朝阳直属库全部和部分更换了换热器，有的还采用了4管程换热器，将原来砌筑式换热器的管壳改为钢结构快装式换热器管壳，密闭性和保温性均有较大的提升，提高了换热效率。三、节能减排技术措施地下沉降室看到的换热器列管堵塞状况4950换热器列管顶部堵塞状况51改造后的钢结构快装式换热器施工中的钢结构快装式四管程换热器52u避免使用过高的热风温度长江、淮河流域粮食干燥机最高热风温度推荐值 单位：53粮食种类顺逆流横流混流玉米1207080稻谷504045小麦804550三、节能减排技术措施54u 避开在最冷、最湿的季节烘粮u 东北地区在粮情允许的前提下，要尽量避开在12月中下旬至1月份烘粮u 气
16、温低、湿度大，烘干成本高u 辽宁分公司辖区已有部分直属库以春节后烘粮为主u 吉林四平地区已有部分粮库在5月份收粮，水分在15左右三、节能减排技术措施55u 一次烘干降水幅度不宜过大u 提倡二次烘干，水分均匀，产量提高u 可以节煤，单位干燥成本降低u 粮食品质好u 玉米一次烘干降水幅度不宜大于15u 稻谷一次烘干降水幅度不宜大于7u 增加搬倒费用，增加电费和现场作业量三、节能减排技术措施56u 实施科学储粮，适当控制干粮最低水分u 提倡仓内通风干燥，即就仓燥u 玉米安全储藏水分u东北地区14.5u长江流域14u 稻谷安全储藏水u东北地区15.5u长江流域14.5三、节能减排技术措施57四、取得的效果u 现场环境得以改善u 节能效果显著u 改造前后节能指标对比58u现场环境得以改善u废气的回收，大部分玉米皮屑被分离出来，到处 飞扬的现象大大减少，粮食干燥作业现场的环境 得到了改善。u设备外观整洁，环境清洁，方便于使用和维护， 尤其是热风炉
