粮食干燥系统节能减排技术讲解

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地下沉降室看到的换热器列管堵塞状况
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换热器列管顶部堵塞状况
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改造后的钢结构快装式换热器
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三、节能减排技术措施
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：
粮食种类 顺逆流 ℃横流
混流
玉米
120
70
80
稻谷
50
40
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小麦
80
45
50
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三、节能减排技术措施
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。
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改造后烟气余热回收装置
新增风机
新增换热器
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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
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三、节能减排技术措施
设备保温处理
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。
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。
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三、节能减排技术措施
干燥和冷却废气回收利用
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。
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。
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1、煤斗本体 2、煤量调节板 3、给煤滚筒 4、链传动装置 5、筛分机构 6、锅炉前轴
分层供煤装置原理图
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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
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改造后更换的分层煤斗
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三、节能减排技术措施
更换高效换热器
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、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。
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二、粮食干燥系统现状
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80℃～150℃，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，
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改造后带有废气回收粮食干燥机系统
两侧对称
两侧对称
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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
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三、节能减排技术措施
热风炉烟气余热回收利用
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。
回收方式：将烟气直送入干燥机预热段中预热粮食，增设换 热器回收余热，改造烟囱底部回收余热。
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三、节能减排技术措施
干燥和冷却废气回收利用 粮食干燥机排出废气的特征是流量大、相对湿 度高。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 收利用的是干燥段下部( 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。回收方式：提高换热器 进口风温和直接预热、干燥粮食。
75％，有的为30％～50％，有很大一部分热能被浪费掉了。每年
需消耗煤炭约200万吨和电能约5亿kW·h，干燥费用高达20多亿
元。
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二、粮食干燥系统现状
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。供热系统为热风炉，热源燃料 为煤（约占90％），稻壳（约占5％），柴油、天然气、 煤气、沼气（约占2％），其他热源（约占3％）。以 煤、稻壳等为燃料的粮食干燥机需配备换热器，间接 加热干燥粮食，热耗较高；以柴油等为燃料的粮食干 燥机可不配备换热器，直接加热干燥粮食；以天然气、 煤气等为燃料粮食干燥机不需配备换热器，直接加热 干燥粮食，热耗较低。
排出的烟气温度一般在110℃～230℃，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。
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三、节能减排技术措施
增设换热器回收余热
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30℃～ 40℃之间，换出的空气比大气温度平均升高15℃，送到主换 热器的冷风进口，每小时回收的热量相当于 4 kg 标煤的发 热量。
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三、节能减排技术措施
干燥和冷却废气回收利用
我们对混流和顺逆流粮食干燥机进行了废 气温、湿度的测定，结果是：
混流粮食干燥机
顺逆流粮食干燥机
下部干 废气温度：40℃～60℃ 废气温度：40℃～55℃ 燥段 相对湿度：20％～40％ 相对湿度：40％～80％
冷却段 废气温度：10℃～40℃ 废气温度：0℃～40℃ 相对湿度：10％～40％ 相对湿度：10％～40％
粮食干燥系统 节能减排技术
专业：化工过程机械 学院：机电工程学院 姓名：
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
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一、前 言
粮食干燥系统节能减排的意义
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。
提倡二次烘干，水分均匀，产量提高 可以节煤，单位干燥成本降低 粮食品质好 玉米一次烘干降水幅度不宜大于15％ 稻谷一次烘干降水幅度不宜大于7％ 增加搬倒费用，增加电费和现场作业量
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废气回收工艺原理示意图
烘干塔
热风管道 新增废气回收管道 换热器 废气
风机
沉降室
沉降室
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三、节能减排技术措施
干燥和冷却废气回收利用
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。
保温方法： 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； 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，同样可以达到预期的 保温效果。
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改造前保温不规范的热风机
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改造前无保温的热风机
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三、节能减排技术措施
设备保温处理
采用分层给煤装置
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。
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已经使用了8年的300t/d粮食干燥机系统
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1.上盖板 2.百叶窗 3.进气室 4.排粮机构 5.调速电机 6. 减速机 7.出料斗 8.储粮段 9.缓苏段 10.角状管 11.塔段 立柱 12.排气室 13.冷却段
二、粮食干燥系统现状
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
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改造后带有保温层的热风室
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改造后带有保温层的热风室
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三、节能减排技术措施
增大室外地下烟道截面
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。
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，对室外地下烟道截面进行了调整。
避开在最冷、最湿的季节烘粮
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 气温低、湿度大，烘干成本高 辽宁分公司辖区已有部分直属库以春节后烘粮 为主 吉林四平地区已有部分粮库在5月份收粮，水分 在15％左右
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三、节能减排技术措施
一次烘干降水幅度不宜过大
《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。
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。我国粮食干燥行业干燥所用能源比较单一，主
要以煤为燃料，需要间接加热，能量利用率较低，一般为50％～
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三、节能减排技术措施
调整室外地下烟道走向
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。
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 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。
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干燥机热平衡模型
三、节能减排技术措施
干燥和冷却废气回收利用 热风炉烟气余热回收利用 设备保温处理 增大烟道截面或调整烟道走向 采用分层供煤装置 更换高效换热器 避免使用过高的热风温度 避开在最冷、最湿的季节烘粮 一次烘干降水幅度不宜过大 实施科学储粮，适当控制干粮最低水分
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。
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。
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三、节能减排技术措施
干燥和冷却废气回收利用
废气温度 回收的干燥废气温度47℃ 回收的冷却废气温度34℃
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二、粮食干燥系统现状
干燥机的基本形式
中国粮食干燥机以塔式干燥机为主，多采用对流干 燥法，有横流、混流、顺流、逆流、顺逆流、逆顺流 及顺混流等多种形式。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3m×3m～5m×5m，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。玉米收获入庭院的水分普遍 在28％～35％之间，收购入库时玉米水分平均仍在23 ％～30％之间。在东北地区，上冻时间早，这些高水 分玉米来不及自然晾晒，主要依靠机械烘干方式将玉 米水分降到14％以下。
改造前无保温的热风炉顶盖
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改造前用炉灰保温的热风炉顶盖
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珍珠岩保温施工中的热风炉顶盖
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改造后的热风炉、换热器及热风室顶盖
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三、节能减排技术措施
设备保温处理
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。
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烟气流向与出烟孔位置的关系
热风
换热器 烟气及走向
不合理的出烟孔位置
热风炉
辽宁省粮食科学研究所
烟气
2008.5.6
冷空气 最佳出烟位置
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改造前出烟管位置不合理 出烟管位置不合理
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改造后的出烟管位置 改造后地下烟道走向
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改造后的出烟管位置
出烟管中心正对换热器轴线
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三、节能减排技术措施