干燥設備系統(tǒng)的節(jié)能減排技術

1、干燥設備系統(tǒng)的節(jié)能減排技術【引言】這些年來，隨著科學的不斷進步，我國干燥技術逐 漸走向成熟，烘干設備行業(yè)獲得了極大的進展。 在國家節(jié)能減排 政策的號召下，我國烘干設備企業(yè)走上了節(jié)能環(huán)保的發(fā)展道路。節(jié)能型環(huán)保性設備將越來越受到人們的歡迎，此類設備的誕生，不僅節(jié)能減排，還能變廢為寶，為社會創(chuàng)造出更可觀的經(jīng)濟 效益。我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，是自愿的大量浪費造成了資源的相 對短缺，這就對烘干設備機械提出了更高的要求，迫切需要處理能力大、節(jié)能環(huán)保效率高、運行安全的烘干設備。轉筒式干燥機也常稱作回轉式烘干機，主要用于建材、冶金、 化工等部門烘干一定濕度或力度的物料。烘干機對物料的適應能 力強，可以烘干各種物料

2、，且設備操作也簡單可靠，故得到普遍 采用。一、轉筒干燥機的工作原理干燥的濕物料由皮帶輸送機或斗式提升機送到料斗然后經(jīng) 料斗的加料機通過加料管道進入加料端。加料管道的斜度要大于物料的自然傾角，以便物料流入干燥器內。 干燥器圓筒是一個與 水平線略成傾斜的干燥圓筒。物料有較高一端加入載熱體由較低 一端進入，與無聊成逆流接觸，也有在熱體和物料一起流入圓筒 的。隨著圓筒的轉動受重力作用運行到較低一端。濕物料在圓筒內向前移動過程中， 間接或直接受到傳熱體的 給熱，是物料便的干燥， 然后在出料端經(jīng)皮帶或螺旋輸送機送出。 在筒體內壁上有抄板。 它的作用是將物料抄起來又撒下， 使物料 與氣流的接觸面積增大。以提

3、高干燥率并使物料前進。二、節(jié)能減排技術的重要性 提高干燥過程的能源利用效率和防治對環(huán)境的污染是相輔相成的。減少100Mt標煤的能源消耗，在中國即可減少69Mt以上 CO2和SO2的排放,其環(huán)保效益十分顯著。因此，在探索干燥技術 的新型發(fā)展道路時 , 必須對能效、環(huán)保以及產(chǎn)品的質量進行綜合 考慮,以求得全面、協(xié)調和可持續(xù)地發(fā)展。首先要走資源節(jié)約型 發(fā)展道路 , 變單一粗放型干燥為組合、智能型干燥。不僅要從干 燥工藝上進行根本改造 , 還要進行全面、 多層次的節(jié)能技術改造 , 大力發(fā)展應用可再生能源與工業(yè)余熱的干燥技術。從政府層面 , 要建立與完善干燥設備的綜合評價準則與行業(yè)標準 , 建立宏觀調

4、控與市場調節(jié)機制 , 加快干燥技術的更新?lián)Q代。三、干燥系統(tǒng)的節(jié)能分析干燥耗能主要是熱耗和電耗 , 主要指標有單位水蒸發(fā)量綜合 能耗或單位產(chǎn)量熱耗及電耗。如內加熱流化床干燥精鹽耗蒸汽 1. 3kg/kg 水系統(tǒng)主要耗能設備為加熱器、風機及傳動電機。干 燥系統(tǒng)節(jié)能分析須從兩個方面考慮 , 一是干燥物料的加熱方式 , 比如對流、傳導、輻射還是復合方式 , 要根據(jù)物料干燥特性來考 慮, 不同的加熱方式耗能差別很大 ; 二是就干燥系統(tǒng)單機能耗分 析, 如對流干燥熱風獲得方式及風機壓頭的合理選擇。從整個生產(chǎn)系統(tǒng)考慮 , 還應結合其他操作單元綜合考慮節(jié)能 如與蒸發(fā)單元集成分析。 20世紀 80年代, 英國曼

5、徹斯特科技大 學的 LinnhoffB 教授在他的博士論文中提出了一種過程系統(tǒng)節(jié) 能的整體優(yōu)化設計方法窄點技術。該方法具有物理意義清晰 , 不 需要復雜的數(shù)學模型 ,方法靈活簡便 , 易于被工程技術人員掌握 的特點。此法一經(jīng)推出 , 即得到工程界的重視和采用 ,以后又在實 踐中不斷得到發(fā)展和完善。目前歐美等國已有大型工程的新設計和改造采用了該方法 , 都取得了巨大的經(jīng)濟效益。 一般改造項目的投資費用回收年限均 在兩年以內?？梢?由于窄點技術以整個系統(tǒng)為出發(fā)點 , 同以前只 著眼于局部、 只考慮某幾股熱流的回收、 某個設備或車間的改造 的節(jié)能技術相比 , 節(jié)能效果和經(jīng)濟效益要顯著得多。窄點技術原

6、 理是熱能專業(yè)目前最前沿的是優(yōu)化控制問題 , 這是一種動態(tài)的最 優(yōu)化問題。它對應的數(shù)學模型是一組微分方程式 , 目標函數(shù)是積 分形式 , 所得的最優(yōu)解是時間的函數(shù)。窄點分析方法是一種靜態(tài) 最優(yōu)化問題 ,它對應的數(shù)學模型是一組代數(shù)方程式 , 因此該方法 更加簡便。過程系統(tǒng)最優(yōu)化方法的核心技術是窄點技術, 它主要是對過程系統(tǒng)的整體進行優(yōu)化設計 , 包括冷熱物流之間的恰當匹 配,冷熱公用工程的類型和能級選擇 ; 加熱器、冷卻器及系統(tǒng)中的 一些設備如分離器、蒸發(fā)器等設備在網(wǎng)絡中的合適放置位置 ; 節(jié) 能、投資和可操作性的三維權衡。 最終的優(yōu)化目標是總年運行費 用與初投資費用之和最小。四、干燥系統(tǒng)節(jié)能減

7、排途徑可從系統(tǒng)和單機考慮節(jié)能減排 , 借鑒其他行業(yè)的成熟技術和 經(jīng)驗 ,也可與專業(yè)機構合作。重點考慮以下途徑 :a. 余熱回收。冷凝水回收，煙氣余熱回收，排風余熱回收等。b. 節(jié)能型干燥設備。熱泵干燥 , 太陽能干燥 , 復合加熱干燥 等。c. 熱源系統(tǒng)。節(jié)能環(huán)保熱風爐 , 氣化爐 , 燃生物質爐 , 利用余 熱等。五、傳統(tǒng)干燥節(jié)能減排技術目前 , 傳統(tǒng)干燥節(jié)能減排技術主要有改進燃燒爐的結構、提 高燃煤燃燒效率、強化換熱器換熱效率、減少散熱損失、回收余 熱廢氣、避免物料的過分干燥、采用優(yōu)化的干燥工藝（ 如組合工藝、多級干燥工藝及干濕糧混合工藝 ）等。順流 - 逆流+緩蘇的組 合干燥工藝法 ,

8、就是將干燥工藝進行了有效地優(yōu)化。該工藝中可 根據(jù)物料受熱溫度實行分段變溫干燥 , 各干燥段之間設有緩蘇段 干燥 -緩蘇交替進行。干燥初始 , 物料水分較高 , 利用順流干燥風 溫高的特點 , 物料流向與熱水流一致 , 溫度最高的熱水管道首先 和水分最高、溫度最低的物料接觸 , 熱效率高 , 降水效果好 ; 干燥 后期,由于物料水分較低 ,物料溫度已有一定程度的升高 ,若繼續(xù) 采用順流高溫干燥 , 則熱效率低、 降水效果差且對產(chǎn)品品質不利 ; 此時改用逆流干燥 , 物料流向與熱風方向相反 , 溫度最高的空氣 首先和水分最低、 溫度最高的物料接觸 , 熱效率高 , 起到了節(jié)能作 用并且降水效果好。

9、六、回轉式干燥機干燥技術展望綜合干燥技術而論 , 在考慮干燥成本 （ 能耗） 、干燥效率、干 燥品質及干燥設備等各方面因素 ,可以確定聯(lián)合干燥技術 , 特別 是基于微波處理的各種聯(lián)合干燥技術以及具有明顯節(jié)能效果的 基于天然能源及熱泵的聯(lián)合干燥技術是最適合、 最具有發(fā)展?jié)摿?的有效干燥方法 , 也最具有工業(yè)化應用前景。1 基于太陽能 - 秸稈生物質能聯(lián)合干燥技術 在石化能源日趨枯竭的情況下 , 尋求可再生能源和能源的多 元化已成為世界發(fā)展大勢。 生物質能源是人類能夠長久依賴的未 來能源 , 其儲量豐富、且可再生利用。生物質能源的大力開發(fā) , 對改善我國的能源結構 , 改變能源的生產(chǎn)方式和消費方式有重要 意義。2 基于微波處理 - 熱風聯(lián)合干燥技術微波處理 - 熱風聯(lián)合干燥技術在未來幾年的研究將側重于微 波場均勻性、微波系統(tǒng)性能整體優(yōu)化及熱風干燥節(jié)能工藝的研 究。3 基于熱泵低溫除濕 - 熱風聯(lián)合干燥技術熱泵低溫除濕 -熱風聯(lián)合干燥技術 , 一般在干燥前期采用熱 泵低溫（3045e）脫水，后期采用熱風（5060e）對流干燥，將熱泵 低溫干燥技術節(jié)能環(huán)保、干燥品質高的優(yōu)勢與熱風對流的低成 本、高效率的長處