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幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域都有熱力干燥這一環(huán)節(jié),超過6萬種材料。物料干燥是高能耗作業(yè),據(jù)不完全統(tǒng)計,全球10-25%的能源用于工業(yè)化的熱力干燥,也是我國的耗能大戶之一,所用能源占國民經(jīng)濟總能耗的12%左右。有的行業(yè)如造紙業(yè)所耗能約占企業(yè)總能耗的35%左右,木材干燥約占企業(yè)總能耗的40%-70%。干燥行業(yè)又普遍存在熱效率低的狀況,通常在30%-60%之間。如紙張干燥的熱效率一般<50%,木材干燥的熱效率約在30%-40%之間。另外,干燥過程造成的污染又常常是我國環(huán)境污染的重要來源,以年干燥能力為1萬立方米材的蒸汽干燥車間為例,它每小時排出的有害物質(zhì)約為:煙塵量約40Kg、二氧化碳l900立方米、二氧化硫45立方米,還有少量的氧化氮,這些物質(zhì)是造成大氣溫室效應(yīng)、酸雨和臭氧破壞的主要因素。由于能源對環(huán)保的貢獻率可達70%一80%,因此干燥技術(shù)的節(jié)能與環(huán)保問題十分重要。
發(fā)展趨勢
今后干燥技術(shù)的發(fā)展總體目標和趨勢大致有以下幾個方面:在同等能耗下提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量;在同等產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量下降低能耗;各種干燥技術(shù)組合,綜合利用各自的優(yōu)點,而避其缺點,達到優(yōu)化效果;降低干燥對環(huán)境危害并力爭可持續(xù)發(fā)展。
創(chuàng)新干燥技術(shù)的應(yīng)用
⑴今后應(yīng)該考慮如何將積壓的創(chuàng)新技術(shù)變?yōu)榭沙掷m(xù)發(fā)展的創(chuàng)新技術(shù),爭取實現(xiàn)研究和開發(fā)應(yīng)用相結(jié)合,不然研發(fā)沒有意義。
⑵干燥模型必須預(yù)測轉(zhuǎn)遞現(xiàn)象和質(zhì)量參數(shù),干燥機的模型更具有普遍性及實用性;干燥模型用于基礎(chǔ)控制、設(shè)計、擴大規(guī)模、優(yōu)化等更具價值;不需要更為復(fù)雜的模型,需要更精確或更實用的模型。
⑶提高干燥效率不是單純的熱質(zhì)傳遞問題。實際上,熱質(zhì)傳遞的優(yōu)化僅是干燥優(yōu)化的一個方面。干燥技術(shù)的創(chuàng)新要考慮整個干燥系統(tǒng)的優(yōu)化,聯(lián)合干燥技術(shù)也屬于整體優(yōu)化。
⑷真空過熱蒸汽干燥是具有相當發(fā)展?jié)摿Φ母稍锛夹g(shù),它不僅可以明顯提高干燥速度,而且可以改善干燥質(zhì)量。
⑸對撞流與噴射干燥機與脈沖燃燒干燥機都屬于高效干燥設(shè)備,脈沖燃燒干燥雖然仍然在研究中,但對于某些碎物料(包括木片)以及紙張干燥方面,可能有一定的應(yīng)用前景。
⑹今后對創(chuàng)新技術(shù)還應(yīng)該進行技術(shù)經(jīng)濟的分析。
發(fā)展“綠色”干燥技術(shù)
“綠色”干燥技術(shù)是指盡量減少干燥過程排放物對大氣環(huán)境的污染,可以從兩個方面實施:
盡量利用太陽能與電能等清潔能源
⑴太陽能是可再生的清潔能源,太陽能干燥屬于可持續(xù)發(fā)展干燥技術(shù)。但太陽能是間歇性能源,能源密度低、不連續(xù)、不穩(wěn)定;單獨使用太陽能時,干燥室溫度低、波動大、干燥周期長。因此太陽能干燥常需要與其它能源聯(lián)合,如太陽能-熱泵,太陽能-蒸汽,及太陽能-爐氣等形式,使干燥設(shè)備的總投資增加。
⑵熱泵除濕干燥由于節(jié)能效果顯著、干燥質(zhì)量好、用電作能源不污染環(huán)境、技術(shù)比較成熟,目前已成為常規(guī)干燥之后處于第二位的干燥技術(shù)。但熱泵除濕干燥也存在一些問題,影響它的推廣,如一般的除濕干燥溫度低,干燥周期長;另外單純的除濕干燥一般用電加熱作輔助熱源,干燥室的升溫依靠電加熱器,電耗高。故除濕干燥在電力緊張電價高的地區(qū)節(jié)能不節(jié)錢。
目前在世界各國的干燥設(shè)備中常規(guī)干燥仍占主導(dǎo)地位,在我國木材的常規(guī)蒸汽干燥占80%以上。常規(guī)干燥能耗高的主要原因之一是排氣熱損失大。設(shè)法回收排氣的熱能,減少能耗就可以減少煙塵對大氣的污染,因此它是從另一個方面實施“綠色”干燥技術(shù)。