一、技術名稱:糧食干燥系統節能技術
二、技術所屬領域及適用范圍:糧食行業
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
在我國,糧食(玉米)烘干技術還處在初級發展階段,傳統的燃煤烘干技術熱效率相對較低,約60%左右。而發達國家的糧食干燥系統90%以上采用燃氣、燃油技術,燃燒效率相對較高,而且不需換熱裝置,由于采用了低溫烘干和后冷卻工藝,糧食溫度低,排出的廢氣溫度也低,總體熱效率可達90%以上。二者差距較大。目前該技術可實現節能量2萬tce/a,CO2減排約5萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
保持原有糧食干燥系統的平衡不變,將分層供煤、高效換熱器、部分廢氣和煙氣余熱的回收利用、調整空氣煙氣走向、先進保溫材料等節能技術進行有機結合并應用于糧食干燥系統中,在保證產量不降低、降水幅度提升和糧食烘干品質的前提下,達到節能減排的目的。
2.關鍵技術
(1)采用分層供煤裝置提高燃燒效率
采用分層給煤裝置,使較大顆粒的煤塊在煤層的下面貼近爐排,較小顆粒的碎煤和煤粉覆蓋在煤層上部,使煤層透氣性好,風阻小,改善燃燒條件,減少漏煤量,提高熱風爐的熱效率。
(2)更換高效換熱器提高換熱效率
換熱器經過長時間運行,會產生列管脫炭、老化和漏煙等現象,從而導致部分列管堵塞,換熱效率低,能耗大。此外,換熱器列管管壁結焦和堵塞及砌筑式管殼也會對換熱效率有很大影響。采用四回程換熱器以及裝配式換熱器管殼,可有效提高換熱器的換熱效率。
(3)部分廢氣和煙氣余熱回收再利用
尾部干燥段末端的廢氣溫度一般在50℃左右,濕度在20%左右。將干燥段末端的廢氣進行回收利用,用管道送至換熱器進風口,可有效提高換熱器進風口的空氣溫度。
冷卻段排出的廢氣溫度約在30℃左右,且濕度小,將該熱量回收利用,可以提高換熱器的進氣溫度,節約能源,并減輕換熱器尾部煙管結硫。這些廢氣經沉降室后,通過管道送至換熱器進風口,進入換熱器再加熱,繼續用來干燥糧食。熱風爐煙囪排放的煙氣溫度一般在110℃-150℃,是干燥系統能量浪費的主要環節之一。通過合理的方式對該部分煙氣余熱進行利用,至少可回收5%左右的熱量,節能效果顯著。
(4)調整空氣與煙氣兩相流走向
在糧食干燥系統的供熱裝置中增加倒流板等技術措施,使空氣與煙氣均勻分布于換熱器的列管中,使其充分發揮效能,從而提高換熱效率。
(5)采用先進的保溫材料與保溫方式
對糧食烘干系統中的部分設備進行全面保溫處理,根據不同的部位,采用不同的導熱系數小、耐高溫且阻燃的保溫材料,對熱風爐、換熱器、熱風室和風機等設備進行保溫隔熱處理,減少熱量損失,避免能源浪費。
3.工藝流程
該技術流程見圖1。
圖1 糧食干燥系統節能減排技術流程圖
五、主要技術指標
1.糧食干燥系統可節煤15%左右;
2.粉塵排放可降低50%。
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
該技術于2008年首先在遼寧轄區的撫順、臺安、丹東、阜新、開原、朝陽、建平、凌源和興城等9個中央儲備糧直屬庫進行節能減排技術改造示范,取得了良好的效果;2009年,在遼寧轄區8家直屬庫的玉米烘干機系統中推廣應用;2010年,推廣應用面到中儲糧黑龍江分公司和內蒙古分公司,使技術的應用庫點達到30多家。自2009年以來,在中儲糧總公司新建的糧食干燥系統中,全部采用了該項技術。到目前為止,已累計應用于38套玉米烘干機系統中,節能減排效果良好。
七、典型應用案例
典型用戶:中儲糧管理總公司阜新直屬庫
典型案例1
技術提供單位:中國儲備糧管理總公司
建設規模:300t/d糧食干燥系統。主要技改內容:尾部干燥段廢氣回收利用,冷卻段廢氣回收利用,煙氣余熱回收利用,設備保溫處理。主要設備包括干燥廢氣余熱回收裝置、全部冷卻廢氣回收裝置、煙氣余熱回收利用裝置、熱風爐、換熱器和熱風機增設保溫裝置。節能技改投資額60萬元,建設期2個月。每年可節能78tce,年節能經濟效益為15萬元,投資回收期4年。
典型案例2
技術提供單位:中國儲備糧管理總公司
建設規模:300t/d糧食干燥系統。主要技改內容:更換四回程換熱器,煙氣余熱回收利用,設備保溫處理,增設分層煤斗。主要設備包括換熱器、余熱回收裝置和分層煤斗。節能技改投資額40萬元,建設期2個月。每年可節能75tce,年節能經濟效益11萬元,投資回收期約4年。
八、推廣前景及節能減排潛力
在我國整個東北地區,現有糧食干燥系統3000余套,每年烘干糧食約3700萬t,消耗煤炭約148萬t。預計未來5年,該技術可在北方糧食干燥系統中推廣50%,可形成的年節能能力約10萬tce,年減排能力約26萬tCO2。
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