谷物干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及熱風(fēng)配置

時(shí)曉偉

摘 要：文章介紹混流式、網(wǎng)柱式谷物干燥機(jī)的工作原理。并比較說明混流式谷物干燥機(jī)的優(yōu)勢(shì)?？偨Y(jié)出生產(chǎn)實(shí)踐中較為合理的數(shù)據(jù)，可作為該類型干燥機(jī)的選型和配套參數(shù)的參考資料。

關(guān)鍵詞：混流式谷物干燥機(jī)：網(wǎng)柱式谷物干燥機(jī)：風(fēng)量

隨著生產(chǎn)形式的發(fā)展，谷物干燥機(jī)進(jìn)入了實(shí)際生產(chǎn)領(lǐng)域。最早出現(xiàn)在我國的谷物干燥機(jī)發(fā)展史上的是上世紀(jì)五十年代從前蘇聯(lián)引進(jìn)的塔式（網(wǎng)柱形式）干燥機(jī)。后經(jīng)多次改進(jìn)以及借鑒加拿大沃太克公司、丹麥西伯利亞公司等國外先進(jìn)的干燥技術(shù)形成了現(xiàn)階段的混流式谷物干燥機(jī)。

從這些干燥設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)上看出，更加重視了熱量的利用（含余熱的再利用）。外形結(jié)構(gòu)依舊采用了積木式結(jié)構(gòu)并延續(xù)了以熱風(fēng)作為傳質(zhì)傳熱的載體。

混流式谷物干燥機(jī)俗稱角狀盒式谷物干燥機(jī)。隨著谷物干燥逐步行成工業(yè)化生產(chǎn)，干燥機(jī)技術(shù)也日益成熟。各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)在實(shí)踐中的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)了干燥單元因?yàn)楦黜?xiàng)參數(shù)、系數(shù)變量過大而不能形成數(shù)學(xué)模式的難題得以解決。并形成了系列化、模塊化。

數(shù)據(jù)分析：

在谷物干燥的過程中影響干燥結(jié)果的主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù)關(guān)系：

（1）熱風(fēng)溫度：在實(shí)際生產(chǎn)過程中，熱風(fēng)溫度設(shè)定在80～130℃ 之間，在其他參數(shù)相同的條件下，提高溫度水分蒸發(fā)量加大、谷物的終含水率降低、谷物溫度升高、能耗增加。實(shí)踐中得出，當(dāng)谷物的水分變化在35%～13%這個(gè)區(qū)間時(shí)，受提升熱風(fēng)溫度的影響曲線呈線性。即隨著風(fēng)溫度提高而水降。以開原隆達(dá)的干燥塔為例。風(fēng)溫由80℃升至100℃升至12℃時(shí)，干燥后水分是24%、20%、14.5%。

圖1

（2）熱風(fēng)流量：由圖1可見風(fēng)量、風(fēng)速對(duì)去水和谷物的溫升的影響是一條曲線，溫升的速度和降水的速率隨風(fēng)量的增加呈衰減曲線。而對(duì)于排出的潮氣的溫升的速率則（風(fēng)速）隨著風(fēng)量的增大呈遞增曲線。

（3）干燥時(shí)間與谷物溫升曲線，如圖2：

隨著干燥過程的進(jìn)行，被干燥谷物的溫度也在逐漸升高。初始時(shí)，由于大量的水分蒸發(fā)，需要熱量，所以盡管去水速率很大，但谷物的溫度上升幅度很小。我們稱這個(gè)階段為快速干燥階段。而接下來便呈現(xiàn)隨著水分下降而溫度恒定升高，稱之為：恒速干燥階段。然后進(jìn)入了水分下降很慢而谷物溫升速率加劇，即降速干燥階段。

在在整個(gè)干燥過程中，我們總是希望更多地得到快速干燥階段、恒速干燥階段。盡可能減少降速干燥階段。因?yàn)榻邓俑稍镫A段的耗能較高，經(jīng)濟(jì)性最差的階段。

為此，我們?cè)谄洳煌母稍镫A段，采取了不同溫度的送風(fēng)方式，以取得最佳的干燥效率、干燥質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。配風(fēng)方式分兩段式（熱風(fēng)、冷風(fēng)）和三段式（熱風(fēng)、中度熱風(fēng)、冷風(fēng)）。實(shí)踐中，三段式供風(fēng)方式在大型的干燥機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用。其經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)高于兩段式供風(fēng)方式。

影響干燥效果的因素還有干燥塔的結(jié)構(gòu)，早些年才用的網(wǎng)柱式干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)形式如圖3：

干燥介質(zhì)（熱風(fēng)）是由內(nèi)向外單向流動(dòng)，與自上而下流動(dòng)的被干燥谷物形成正交叉。完成傳質(zhì)傳熱的干燥過程。谷物的料柱厚度常取300mm。為了減小內(nèi)外去水不均勻，往往加幾層換向器，人為地調(diào)換谷物的流動(dòng)位置。

近年來，混流式干燥機(jī)廣泛的應(yīng)用在谷物干燥領(lǐng)域，逐步替代了網(wǎng)柱式干燥機(jī)。如圖4：

混流式干燥機(jī)俗稱角狀盒式干燥機(jī)，機(jī)內(nèi)有多層角狀盒，通常由一層進(jìn)氣盒、一層排潮盒相互交替（也有兩層進(jìn)氣一層排潮的結(jié)構(gòu)）。

谷物自上而下流動(dòng)，而熱風(fēng)由進(jìn)氣盒進(jìn)入后，分別向上層排潮盒流動(dòng)，與谷物形成逆向流動(dòng)。同時(shí)又向下層排潮盒流動(dòng)，與谷物形成順向流動(dòng)。故而形成了混合流動(dòng)的氣流。因此得名“混流式”。

由于混流式干燥機(jī)內(nèi)熱風(fēng)的流動(dòng)呈混合狀，相對(duì)地降低了風(fēng)速，與谷物的接觸時(shí)間延長，增加了傳質(zhì)傳熱的效果。另外由于流速的降低，床層厚度也相對(duì)地減少以使得熱風(fēng)能夠穿透谷物料層。

混流式干燥機(jī)與網(wǎng)柱式干燥機(jī)在結(jié)構(gòu)上的差異，直接影響了其單位干燥面積的差異?；炝魇礁稍餀C(jī)的進(jìn)氣盒和排潮盒的長度，一般取1000mm、1200mm、1500mm、1800mm等。谷物料層厚度設(shè)定在150～230mm之間。

當(dāng)熱風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓在3000Pa時(shí)，經(jīng)由換熱器壓降在1200～1600Pa，留有穿透谷物料層的壓力在1400～1800Pa之間。較合適的料層厚度應(yīng)為180～210mm，料層薄，容易吹穿，造成排潮氣體溫度升高，熱損失增大。料層厚度過大又會(huì)產(chǎn)生熱風(fēng)吹不透料層無法滿足排潮的需求。

用混流式干燥機(jī)干燥玉米時(shí)，其技術(shù)參數(shù)上取凈風(fēng)壓（排出管網(wǎng)壓力損失后的風(fēng)壓）設(shè)定在1500Pa，谷物料層厚度為210mm較為理想。

實(shí)踐證明，混流式干燥機(jī)在單位面積去水能力上、干燥后谷物的容重上、以及谷物破損率和谷物的生物活性上均優(yōu)于網(wǎng)柱式干燥機(jī)。