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浅谈粮食干燥机的余热利用

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    浅谈粮食干燥机的余热利用

    信息来源: | 发布日期: 2013-09-26 | 浏览量:
    关键词:粮食干燥机、蒸汽烘干机

    我国东北三省及内蒙东部地区,每年约烘干粮食3500万t,用于粮食烘干的燃料折合成标

    准煤初步估算约需170万t 。我国粮食干燥主要以煤为燃料,热能需二次转换才能用于烘干粮食。由于干燥工艺和热能转换设备技术性能较落后等诸多原因,有效热能得不到充分利用。利用热平衡模型,从理论上分析了粮食干燥机的能量收支,有效利用和损失情况,找出其在技术上可行、经济上合理的余热利用方式。

    余热回收利用

    余热利用是以在技术上可行经济上合理为前提,充分实现热能利用。在上述各种热量中,各单元的散热损失热量——Q、Q1、Q2、Q3,只能通过采取有效的保温措施,使其^大限度降低。炉渣及燃料不完全燃烧所带走的热量——Q,燃料不完全燃烧,可通过强化燃烧等技术措施来解决。炉渣带走的热量,其量较少而又无法回收。只有排烟带走的热量——Q1 、干燥段排出废气带走的热量——Q2、冷却段排出废气带走的热量——Q3,属于载于气体当中,而且温度高、流量大,回收利用在技术上可行的,在经济上是否合理,需要根据载热体的物理性质、化学性质、现场条件及设备投入与产出比来决定。

    烟气余热回收利用

    烟气带走的热量在粮食干燥系统总热量损失中占比较大,对烟气余热进行回收利用,也是粮食干燥节能减排的有效途径。粮食干燥因选用炉型不同,排烟温度也有所差别。蒸汽粮食干燥机采用工业锅炉排烟温度在170~220℃。小型粮食干燥机采用立式手烧热风炉,排烟温度在150~250℃。中、大型粮食干燥机采用卧式机械炉排热风炉,排烟温度在110 ~230 ℃( 经换热器换热后的出口温度Q1) 中型粮食干燥机日排烟量约30~40万m3,大型粮食干燥机日排烟量近100万m烟气中热量载于气体,具有流动性好、流量大、温度高、相对湿度低等优势,为烟气的余热利用提供了有利条件。

    将烟气直送入干燥机预热段中预热粮食

    在20世纪80、90年代,蒸汽烘干机曾是东北粮食干燥的主导机型。为提高蒸汽锅炉的热效率,笔者曾将温度在170~250℃的烟气直接送入设在干燥机预热段的换热排管中预热粮食,可将粮食温度提升15~20℃,排放烟气温度下降30~40℃,回收热量6.6×105kJ/h,相当于28kg标煤的发热量( 以4t蒸汽锅炉为例)。这种烟气余热利用方法的优点是: 进入粮食干燥塔内的烟气温度高,传导给粮食的热量多,速度快,对粮食的预热效果明显。缺点是: 烟气中杂质含量大,在管道或换热器中沉积尘垢,长期使用换热器易堵塞。此外,烟气中的SO2 在管道中继续氧化生成SO3。 SO2  SO3 都对金属有腐蚀作用,尤其是SO3 更甚。据有关资料介绍,当SO3 含量达到0.005%时,SO3 与水蒸气形成硫酸蒸汽,可使管路内的露点高达150℃ 在加重对金属管壁腐蚀同时,硫酸液与尘垢反应形成质地坚硬的硫酸钙,极易堵塞管路为此,采用此法进行烟气余热利用,^初效果极为明显,随着使用时间的延长,预热效果逐年降低。

    增设换热器回收余热

    在锅炉引风机与烟囱之间设置一个小型换热器,将高温烟气进行二次换热,由增设的辅助风机将换热后的热空气送入主换热器冷空气进口处,提高主换热器的进气温度( 也可根据现场条件送入干燥机的预热段预热粮食或接入锅炉鼓风机进口,提高锅炉鼓风机鼓风温度)。 用此法可使烟气温度降低至30~40℃之间,预热的空气可比环境温度升高15~20℃。

    改造烟囱底部回收余热

    进行加粗改造,在烟囱内部纵向交错、排列焊接一定数量和宽度的吸热叶片,在烟囱外部焊接一定数量和宽度的螺旋散热叶片,外设保温隔离风罩,冷空气自上而下沿螺旋片流动,完成换热过程。换热后的效果和利用方法与增设换热器回收余热相同。

    热风炉烟气余热利用后,提高了主换热器的进气温度( 或预热粮食或鼓风温度) , 降低了排烟温度,减少了热量损失和环境污染。

    干燥段下部废气和冷却段废气回收利用

    粮食干燥机排出废气的特征是流量大( 中型粮食干燥机日排放量近200万m3) 、相对湿度高( 约为50%~85%)。 废气温度随机型不同而稍有差别,一般在30~60℃左右。废气中因含有粉尘、玉米皮屑等,质量较差。

    目前粮食干燥机废气余热回收利用是干燥段下部( 约占干燥段废气量的二分之一至三分之一) 和冷却段的全部。由于废气余热是载于气体中,而且集中在干燥机的局部,回收比较容易。

    提高换热器进口风温

    此方案是将干燥段下部和冷却段的废气笼罩在一起,利用其干燥段和冷却段废气出口与换热器进口之间压差,通过管道送到换热器中,用于提高进入换热器的空气温度,换热器用较小的换热就能使干燥介质达到粮食干燥温度。此方案的优点是: ( 1) 干燥段下部和冷却段的废气无动力回收; ( 2) 粉尘玉米皮屑得到沉降,净化环境。缺点是: ( 1) 废气回收管道长( 干燥塔到换热器距离一般为十几米到几十米) 管路截面积大,需要保温,投资费用高; ( 2) 需定期清除沉降在管道内的粉尘、玉米皮屑等。

    预热、干燥粮食

    本办法是将回收的干燥段下部和冷却段的废气直接用风机送入干燥机上部的预热段中,预热、干燥粮食。其回收的余热使粮食升温8~10℃,在环境温度较高时,可以直接降低粮食水分。此方案的优点是: (1) 余热回收途径短,热损失少,余热回收利用效果明显; ( 2) 余热回收途径短,投资费用低; (3) 直接注入预热段,不需考虑废气的杂质含量和湿含量。缺点: (1) 废气需动力输送; ( 2) 设备置于预热段和干燥段之间,改造或安装、维修困难。

    结论

    综上所述,常州市力度干燥设备有限公司认为粮食干燥机余热利用在技术上是可行的。在经济上要因地制宜,充分考虑当地环境和干燥机条件等因素,使余热回收利用设备在其有效使用期内得到较好收益。适当而又充分地利用余热,力争做到综合利用和合理利用,充分发挥余热的作用,在提高粮食干燥机总体热效率,降低粮食干燥费用的同时,实现节能、环保与降耗。

     

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