CN1067357A - 高效低耗玉米干燥工艺及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玉米干燥工艺和设备。包括 下列步骤：冷空气被预热后进气水加热器与另一介质 水同时升温；热空气串联通过两个以上排潮单元；饱 和乏气预热冷潮粮；预热后的潮粮被循环水加热经排 潮冷却成冷干粮。其特征在于：工艺流程短；燃料热 能直接传递给两种介质；排潮介质完全饱和实现理想 排潮；充分回收余热、潜热。

Description

本发明涉及的技术领域是玉米干燥技术。此技术也适于干燥其它谷物。
玉米是我国主要商品粮，秋收时玉米含水量高于25%，贮存的安全水份为14.5%以下，否则会霉烂变质。玉米降水一直是其贮运、深加工及出口的关键问题。
我国传统人工凉晒，受自然条件（气候、场地）限制，凉晒时间长，劳动强度大，对玉米的糟损和污染严重。
国内玉米干燥设备普遍存在的问题是：（1）玉米多次提升排潮才达到安全水份，设备造价昂贵，维修费高，破碎严重、普遍降等;（2）单靠蒸气干燥或单靠热风干燥，介质温度高，干燥粮品质变坏，色泽变、易出糊焦粒;（3）排潮介质非饱和一次性使用，不回收余热、潜热，能耗和干燥费很高。国外玉米干燥设备存在的主要问题是：（1）价格昂贵，最近进口的玉米干燥机每台32万美元;（2）烧油或燃气，不适于寒冷地区集中干燥，不适于我国国情;（3）单靠热风干燥，且非饱和一次性排潮，不回收潜热，能耗和干燥费也很高。
本发明的目的是提供一套只用单塔、至多双塔就可解决上述问题的工艺和设备。
本发明的目的是通过燃料热能直接传递给加热用介质水和排潮用介质空气、排潮介质完全饱和、回收余热潜热的办法来实现的。
为使燃料热能直接传递给两种介质，设计了气水加热器;为使排潮介质完全饱和，设计了排潮器和串联排潮工艺;为回收饱和乏气潜热，设计了汽水分离器。
本发明与现有玉米干燥设备比较具有以下优点：（1）简化工艺流程、大量省去设备，造价和维修费节约50%-65%，且降低破碎率、确保干燥粮普遍保等;（2）气水加热器同时加热两种介质，实现较低的介质温度，确保干燥粮品质，色泽不变、无糊焦粒;（3）排潮器及其排潮工艺使排潮介质完全饱和，从而实现了理想排潮状态，所耗排潮介质量最少且不用热交换器，提高热效率、进一步降低造价;（4）本发明的汽水分离器解决了低温饱和乏气潜热回收问题，从而提高了热效率;（5）循环使用加热用介质水，与单靠热风干燥相比，避免了热能浪费。
总之，本发明使能耗与干燥费创最低记录;当气温与潮粮温度在-20℃（即1月份）和5℃（即四月份）时降一公斤玉米水热耗分别为1119千卡和972千卡;每吨中质煤干燥玉米数量分别为36吨和41吨，超过国内外干燥机只能干燥10-15吨玉米记录;干燥费节约50%-60%。
下面结合附图和实施例，对本发明做详细说明：
图1是高效低耗玉米干燥机单塔工艺实施整体示意图。本发明的具体工艺流程包括下列步骤：
（1）冷潮粮经提升机送到干燥塔顶部，在靠自重以一定速度下移中被介质加热干燥，当达到安全水份时被冷空气冷却到环境温度，由横送机送到塔外。被予热的冷空气作为排潮介质进入气水加热器;
（2）空气和水在气水加热器中同时被加热升温，空气升温到120℃±10℃，水升温到90℃±10℃;
（3）步骤（2）中升温到120℃±10℃的热空气至少串联通过两个排潮单元与潮粮直接接触，先通过装低水份玉米的下排潮单元，后通过装高水份玉米的上排潮单元，串联排潮单元之数目以排潮介质完全饱和为准;
（4）饱和乏气经过置于冷潮粮内的汽水分离单元，用降温结露释放的凝结热予热冷潮粮乏后排放到大气;
（5）在步骤（2）中升温到90℃±10℃的热水进入加热器中加热潮粮之后，回到气水加热器循环使用。
图2是双塔示意图，与图1单塔区别在于：把予热、加热段与排潮、冷却段分成单独塔;多用一个提升机构，其余工艺和设备完全与单塔相同。
图3是气水加热器结构示意图。图中：1是机烧或手烧炉排、2是用∮57×3mm无缝钢管绕制的多层盘状水管、3是用∮38-∮42×3mm无缝钢管辐射布置的管状烟道、4是用厚8毫米钢板制成的环状烟道、5是用∮57×5mm无缝钢管制作的热水出口、6是用∮57×5mm无缝钢管制作的回水进口、7是用厚10-12毫米钢板制成的炉胆、8是用厚4毫米钢板制成的炉壳、9是用∮57×3mm无缝钢管制成的立柱式管状烟道、10是用厚6毫米钢板制成的总烟道。
气水加热器炉膛内的烟气，经过多层盘状水管2的间隙进入管状烟道3后逆向汇聚在环状烟道4上部，流到环状烟道4下部再分散进入管状烟道9中，最后通过总烟道10排到大气。
环状烟道4将炉胆7和炉壳8之间的气室分成内外两部分，由管状烟道3、9的缝隙和内气室组成内气道，外气室形成外气道。这种结构使空气与烟气接触面积大、且逆向流动，从而提高热交换效率。
由回水管6、多层盘状水管2、热水管5形成水道，热水管5在上，回水管6在下、其离炉排1.8米高。
气水加热器全部件相互焊接而成，所有焊接不得虚焊，烟道、气道、水道不得漏，加工、安装须加压检漏。
气水加热器烟气首先加热水升温到90℃±10℃，此时降温到700℃-800℃的烟气再加热空气升温到120℃±10℃。两种介质温度较低，确保干燥粮品质，跟单一空气加热器（即热风炉）比较，使用寿命长且无须特殊材料。
图4是排潮器结构示意图。图中：排潮器是由热风入口14、排潮单元13、缓苏单元15、侧风道16、排潮单元18及饱和乏气出口17构成，并用螺栓相互联接。
热风入口14和饱和乏气出口17结构相同，用厚1.5毫米钢板焊接而成;排潮单元13和排潮单元18结构相同，由框架25、立柱21、上下盖板20、横压条22、竖压条21及网12组成。框架25是厚2毫米钢板和∠502×5角钢焊接而成，立柱21是用厚8毫米钢板压制成形后焊在框架25上，上下盖板20是用厚2毫米钢板剪制成形后焊在框架25上，网12是用∮1.5-∮3钢丝编制而成，并用横压条22与上下盖板20螺栓联接、用竖压条23与立柱21螺栓联接，压条用厚5-6毫米钢板或∠252×3角钢。网孔3×3-4×4mm2，网可用相应孔板代替;缓苏单元由框架25、立柱21、上下盖板20、侧板24及面板26焊接而成，侧板24、面板26用厚2毫米钢板制作;侧风道16是用厚1.5-2毫米钢板焊接而成。
在排潮单元内，网12、立柱21形成粮道，框架25、上下盖板20、立柱21及潮粮缝隙形成风道;在缓苏单元内，侧板24、立柱21形成粮道，粮道之间仍有空间，但不通风。为避免气道短路，缓苏单元高度H为粮道厚h的4-5倍。
气水加热器产生的热空气从热空气入口14进入下排潮单元13与低水份玉米11接触，再通过侧风道16进入上排潮单元18与高水份玉米19接触。这个工艺流程一方面使排潮介质与潮粮之间保持合理的温度与湿度梯度，以确保排潮效率，另一方面保证热空气在重复排潮过程中形成完全饱和状态，如果两次排潮达不到饱和状态，则三次排潮，但不应超过三次。饱和乏气通过饱和乏气出口17进入汽水分离器。
全部排潮介质的完全饱和是国外文献上一再提到的理想排潮状态，但国外只实现了用部分排潮介质局部重复使用来达到部分介质的饱和，而本工艺及其排潮器把这一理想变成现实，这是本发明的又一特征。
图5是汽水分离器的结构示意图。图中：汽水分离器是由饱和乏气进口27、框架28、汽水分离单元31，导粮帽34及饱和废气出口29构成。
饱和乏气进口27与饱和废气出口29结构相同，用厚1.5毫米钢板焊接而成;框架28是用厚2毫米钢板、∠502×5角钢焊接而成;汽水分离单元31是用厚0.5-1毫米镀锌钢板或不锈钢板压制成波浪板32和用同样材料冲制或剪制成上下盖板33铆焊而成。导粮帽34是用厚2毫米钢板冲制而成，并盖在汽水分离单元31顶部。足够数量的汽水分离单元31按一定间隔并排布置在框架28里用螺栓与框架28相联接，饱和乏气进口27、饱和废气出口29用螺栓与框架28相联接。所有铆焊和螺栓联接处不得漏气。
饱和乏气由饱和乏气进口27进入到汽水分离单元31中，通过汽水分离单元31的侧壁波浪板32与壁外的冷潮粮30进行热交换，把其凝结热传给冷潮粮30后通过饱和废气出口29排入大气。冷潮粮30温度越低、结露放热量越大、汽水分离效果越好。
饱和乏气含有整个干燥热耗的80%，但因温度低、且含有大量粉尘而回收潜热困难。管式汽水分离器散热和通风面积小，既易堵又易冻坏，因而无实用意义;使用热管造价昂贵，耗资十几万仍至几十万元，且寿命短，得不偿失而不宜采用。本汽水分离器具有巨大散热面积和较小的空气阻力及较低的造价，就成功地解决了低温饱和乏气潜热回收问题，这是本发明的第三个特点。

Claims (2)

1、一种玉米干燥工艺，其特征在于：水作为加热介质、空气作为排潮介质，燃料热能直接传递给两种介质；以全部排潮介质重复使用的办法使其完全饱和；回收饱和乏气大部潜热；其工艺包括下列步骤：
(1)由提升机构送到干燥塔顶部的冷潮粮，在靠自重以一定速度下移中被介质加热、干燥，当达到安全水份时被冷空气冷却到大气温度由横送机构输出塔外，冷空气被予热后作为排潮介质继续使用；
(2)空气和水在气水加热器中同时被加热升温，空气升温到120℃±10℃，水升温到90℃±10℃；
(3)在步骤(2)中升温到120℃±10℃的热空气串联通过两个以上排潮单元与潮粮直接接触，先通过装低水份玉米的排潮单元，后通过装高水份玉米的排潮单元，串联通过排潮单元数目，以排潮介质完全饱和为准；
(4)饱和乏气通过置于冷潮粮内的汽水分离单元降温结露释放的凝结热予热冷潮粮之后，排放到大气；
(5)在步骤(2)中升温到90℃±10℃的热水进一步加热潮粮后回到气水加热器循环使用；
2、一种使用权利要求1所述工艺而专门设计的设备，它包括：
（1）一种气水加热器，其特征在于：烟道由用厚10-12毫米钢板围制的炉胆7、炉胆上部辐射布置的用∮38-∮42×3mm无缝钢管制成的管状烟道3、炉体中部用厚8毫米钢板制成的环状烟道4、炉体下部用∮57×3mm无缝钢管制成的立柱式管状烟道9和用厚6毫米钢板制成的总烟道10构成;炉胆7和用厚4毫米钢板制成的炉壳8之间形成的气室被置于其中的环状烟道4分割成内外两气室，由管状态烟道3、9的缝隙和内气室组成内气道，外气室形成外气道;水道由用∮57×5mm无缝钢管制作的回水管6、用∮57×3mm无缝管绕制的多层盘状管2、用∮57×5mm无缝钢管制成的热水管5构成，热水管5在上、回水管6在下，回水管6离炉排1.8米高;
气水加热器全部零部件相互焊接而成，所有焊口不得虚焊，烟道、气道、水道不得漏，在加工和安装时加压检漏;
（2）一种排潮器，其特征在于：排潮器是由热风入口14、下排潮单元13、缓苏单元15、侧风道16、上排潮单元18及饱和乏气出口17用螺栓联接而成;热风口14和饱和乏气出口17结构相同，用1.5毫米钢板焊接而成;下排潮单元13和上排潮单元18结构相同，由框架25、立柱21、上下盖板20、横压条22、竖压条23及网12组成;框架25是用厚2毫米钢板和∠502×5角钢焊接而成，立柱21是用厚8毫米钢板压制成形后焊在框架25上，上下盖板20是用厚2毫米钢板剪制成形后焊在框架25上，网12是用∮1.5-∮3mm钢丝编制并用横压条22与上下盖板20螺栓联接、用竖压条23与立柱21螺栓联接，压条用厚5-6毫米钢板或∠252×3角钢，网孔3×3-4×4mm2，网12可由相应孔板代替;缓苏单元由框架25、立柱21、上下盖反20、侧板24及面板26焊接而成，侧板24、面板26用厚2毫米钢板制作;侧风道16是用厚1.5毫米钢板焊接而成;
在排潮单元内，网12、立柱21形成粮道，框架25、上下盖板20、立柱21及潮粮缝隙形成风道;在缓苏单元15内，侧板24、立柱21形成粮道，缓苏单元高度H为粮道厚h的4-5倍;
（3）一种汽水分离器，其特征在于：汽水分离器是由饱和乏气进口27、框架28、汽水分离单元31、导粮帽34及饱和废气出口29构成。饱和乏气进口27与饱和废气出口29结构相同，用厚1.5毫米钢板焊接而成;框架28是用厚2毫米钢板、∠502×5角钢焊接而成;汽水分离单元31是用厚0.5-1毫米镀锌钢板或不锈钢板压制成波浪板32和用同样材料冲制或剪制成上下盖板33铆焊而成;导粮帽34是用厚2毫米钢板冲制而成，并盖在汽水分离单元31顶部;足够数量的汽水分离单元31按一定间隔并排布置在框架28里用螺栓与框架28相联接，饱和乏气进口27、饱和废气出口29用螺栓与框架28相联接;
所有铆焊和螺栓联接处不得漏气。
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