辽宁省粮食科学研究所干燥研究室主任 王德华
东北三省与内蒙东部地区是我国玉米主产区,受自然条件的影响,玉米收获时水分常达20%~35%,高水分玉米需要通过烘干处理,降至安全水分后才能入仓安全储藏。玉米烘干机绝大多数采用顺逆流、混流热风烘干工艺,主要由燃煤热风炉提供热源。主要存在以下问题:热效率低,烘干废气和烟气没有进行余热利用,烘干机系统整机平均热效率只有55%左右;热风炉无脱硫除尘装置,烘干产生的玉米皮屑也未进行回收,造成二氧化硫等废气、玉米皮屑等植物性杂质直接排放到大气中,污染了环境;部分粮食干燥系统设备摆布不合理,设备保温不到位,造成系统先天性缺陷。
针对上述问题,2008年以来,我们在东北三省与内蒙东部地区开展节能减排技术的研究和示范,目前该研究成果已在50余家企业得到推广应用,实际生产运行效果良好。
1、尾部烘干废气和冷却废气回收利用技术
现有的混流玉米烘干机尾部烘干废气温度40℃~60℃,相对湿度20%~40%,冷却段废气温度20℃~40℃,相对湿度10%~40%。以某粮库300t/d混流烘干机为例,通过采取尾部烘干废气和冷却废气回收利用工艺技术,回收1/3的干燥废气和全部冷却废气后,换热器进口风温比环境温度提高了30℃左右,回收的干燥废气温度平均50℃左右,回收热量约1.46×106kJ/h;回收冷却废气的温度平均35℃左右,回收热量约1.35×106kJ/h,回收的总热量相当于96kg标煤的发热量。干燥和冷却废气排出的玉米皮屑80%得到了沉降回收,减少了环境污染。
2、热风炉烟气余热回收利用技术
热风炉烟气带走的热量是玉米烘干机系统热量损失的主要环节,对烟气余热回收利用也是玉米烘干节能的有效途径之一。烟气温度一般在120℃左右,每套玉米烘干机系统每天可排放约45万m3烟气。在现有玉米烘干机系统中的引风机与烟道之间设置一个小型换热器,配置1台风量6000m3/h的风机辅助进风,通过换热器后,烟气温度降至60℃~85℃,空气温度平均升高15℃左右。
3、设备保温处理技术
现有粮食烘干系统部分设备没有采取保温措施,直接裸露在大气中,热量损失相当严重。供热风机和引风机及风门的表面积约有20 m2 左右,钢制壳体直接暴露在-20℃左右的严寒中,与大气进行热交换而造成热量损失,热风炉体和换热器顶盖的保温只是简单地用炉灰渣覆盖,在30 m2左右的表面上,以60—70℃的温度向大气散发着大量的热量。采用耐高温阻燃保温材料进行全面保温和密封处理,阻止热量向大气散发,节约了大量热量。
4、采用分层给煤技术
现有热风炉一般均采用链条炉排,要求最大煤块不得超过40mm,小于3mm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。在采用分层给煤装置后,可以使较大颗粒的煤块在煤层下面贴近炉排,较小颗粒的煤在煤层上部,透气性好,风阻小,不仅改善了燃烧条件,还提高了燃烧效率和减少了漏煤量,从而提高了整机热效率。
5、更换新型换热器
对于烘干机系统换热器损坏严重、列管堵塞过多、换热效果不好等的情况,可将原来砌筑式换热器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。与此同时,又将四管程换热器替代三管程换热器,经过几年的运行,效果很好,用较低的炉温就可以得到较高的热风温度,提高了热效率;排烟温度的降低和流速的加快,使列管结露和堵塞现象减少,提高了生产连续性和稳定性。
6、增设脱硫除尘装置
根据热风炉的功率(吨位)和使用现场的条件,在引风机和烟囱之间的烟气通道上增设先进的湿式脱硫除尘装置,脱硫率90%以上,降低了对环境的污染。脱硫剂为氢氧化钠或氧化镁,脱硫装置都具有曝气系统,终产物是硫酸钠或硫酸镁,化学性质比较稳定,可以进行回收再利用,不会对环境造成二次污染。
综上所述,根据现有玉米烘干机系统具体情况,通过对尾部烘干段废气、冷却段废气、烟气余热等回收利用,更换高效换热器、设备保温处理、改变换热器底部地下烟道走向和采用分层供煤装置等节能减排技术,可使玉米烘干机系统平均节煤10%以上;采用新型脱硫设备的烘干系统,脱硫效率达90%以上。
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