摘要：随着经济的不断发展，我国工业得到了较为迅速的发展，在这一过程中，干燥作为一种加工手段，不断受到人们的广泛关注，干燥，就是使得物体的水分脱离物体本身，在食品加工、医疗、化工等方面具有非常广泛的应用。但是干燥设备在使用过程中会耗费大量的能源，产生较为严重的污染，不利于国家“节能减排”战略的实施，因此，为尽快解决这一问题，就要从干燥设备的节能减排技术着手，降低干燥设备的能源消耗，逼格防止造成严重的环境污染问题。本文首先分析了干燥设备系统实施节能减排技术的必要性，并对其节能技术与实现途径进行分析，旨在提高干燥设备的资源节约与环境保护水平。
关键词：干燥设备；系统；节能减排；技术；实现途径
1、干燥设备系统实施节能减排技术的必要性
1.1我国的能源形势严峻
随着世界范围内能源需求的迅速增长和国际能源价格的大幅攀升，能源安全成为世界各国面临的共同挑战。我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了很大的能源和环境代价，经济发展与能源、环境的矛盾日趋尖锐，使得能源安全问题成为关系我国长期发展的重要战略性问题。
1.2我国政府对节能工作的要求越来越高。
面对严峻的能源形势，我国政府在《“十二五”节能减排综合性工作方案》中，明确要求，到2015年全国万元国内生产总值能耗比2010年要下降16%。为实现这些目标，建立了目标责任制考核机制，逐级将节能减排指标分解到各级政府，并实行责任追究制度，给各级节能管理工作提出了巨大的挑战。
1.3干燥设备自身的用能特点
面对日益严峻的环境高污染及资源、能源短缺形势，国家提出了建设节约型社会，走循环经济可持续发展产业之路的国策方针。作为高污染、高耗能、耗资源大户的干燥设备工业，国家对其实施了调控政策，更是对中小干燥设备企业亮起了红灯。
2、传统干燥节能减排技术
目前，传统干燥节能减排技术主要有改进燃烧炉的结构、提高燃煤燃烧效率、强化换热器换热效率、减少散热损失、回收余热废气、避免物料的过分干燥、采用优化的干燥工艺（如组合工艺、多级干燥工艺及干湿粮混合工艺）等。顺流-逆流+缓苏的组合干燥工艺法，就是将干燥工艺进行了有效地优化。该工艺中可根据物料受热温度实行分段变温干燥，各干燥段之间设有缓苏段，干燥-缓苏交替进行。干燥初始，物料水分较高，利用顺流干燥风温高的特点，物料流向与热水流一致，温度最高的热水管道首先和水分最高、温度最低的物料接触，热效率高，降水效果好；干燥后期，由于物料水分较低，物料温度已有一定程度的升高，若继续采用顺流高温干燥，则热效率低、降水效果差且对产品品质不利；此时改用逆流干燥，物料流向与热风方向相反，温度最高的空气首先和水分最低、温度最高的物料接触，热效率高，起到了节能作用并且降水效果好。
3、干燥系统的节能分析
干燥耗能主要是热耗和电耗，主要指标有单位水蒸发量综合能耗或单位产量热耗及电耗。如内加热流化床干燥精盐耗蒸汽1.3kg/kg水系统主要耗能设备为加热器、风机及传动电机。干燥系统节能分析须从两个方面考虑，一是干燥物料的加热方式，比如对流、传导、辐射还是复合方式，要根据物料干燥特性来考虑，不同的加热方式耗能差别很大；二是就干燥系统单机能耗分析，如对流干燥热风获得方式及风机压头的合理选择。
从整个生产系统考虑，还应结合其他操作单元综合考虑节能，如与蒸发单元集成分析。20世纪80年代，英国曼彻斯特科技大学的LinnhoffB教授在他的博士论文中提出了一种过程系统节能的整体优化设计方法窄点技术。该方法具有物理意义清晰，不需要复杂的数学模型，方法灵活简便，易于被工程技术人员掌握的特点。此法一经推出，即得到工程界的重视和采用，以后又在实践中不断得到发展和完善。
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目前欧美等国已有大型工程的新设计和改造采用了该方法，都取得了巨大的经济效益。一般改造项目的投资费用回收年限均在两年以内。可见，由于窄点技术以整个系统为出发点，同以前只着眼于局部、只考虑某几股热流的回收、某个设备或车间的改造的节能技术相比，节能效果和经济效益要显著得多。窄点技术原理是热能专业目前最前沿的是优化控制问题，这是一种动态的最优化问题。它对应的数学模型是一组微分方程式，目标函数是积分形式，所得的最优解是时间的函数。窄点分析方法是一种静态最优化问题，它对应的数学模型是一组代数方程式，因此该方法更加简便。过程系统最优化方法的核心技术是窄点技术，它主要是对过程系统的整体进行优化设计，包括冷热物流之间的恰当匹配，冷热公用工程的类型和能级选择；加热器、冷却器及系统中的一些设备如分离器、蒸发器等设备在网络中的合适放置位置；节能、投资和可操作性的三维权衡。最终的优化目标是总年运行费用与初投资费用之和最小。
4、干燥系统实现节能减排的有效途径分析
可从系统和单机考虑节能减排，借鉴其他行业的成熟技术和经验，也可与专业机构合作。重点考虑以下途径：
4.1余热回收
余热回收一般有冷凝水回收、烟气余热回收、排风余热回收等方式。以烟气余热为例，烟气余热是燃料燃烧后被释放到空气中，未能得到充分利用的热能，也是能量资源中的一种。余热形式有很多种，比如烟气高温热量、烟气中的水分和氮氢气反应产生的化学能量、热能反应产生的余热、燃料残渣热能等等。而余热回收技术的作用就是一用科学技术，回收这些热量，降低能源浪费。同时锅炉烟气余热回收处理技术是一种节能对策。通过对整个锅炉烟气余热的排放循环过程进行研究，运用科学技术，结合经济条件和环保知识，充分考虑资源消耗、结构材料、使用过程等方面的问题，创造出最可行的锅炉烟气回收方案。从而达到加高效率、降低浪费、节约能源的作用。
4.2节能型干燥设备
节能型干燥设备主要包括热泵干燥、太阳能干燥、复合加热干燥等。以太阳能干燥设备为例，其多用于干燥农产品，太阳能干燥温度在60℃以下，不会破坏农产品的营养价值，能满足大多数农产品在40～55℃之间干燥要求。太阳能干燥技术作为新型高效的干燥技术，能够在低成本、低能耗条件下，对农产品进行有效地高品质的干燥，极大地延长农产品保质期，降低生产成本，增加利润，具有广阔的市场前景。
4.3热源系统
热源系统主要包括节能环保热风炉、气化炉、燃生物质炉、利用余热等形式。以燃生物质炉为例，生物质能作为煤、石油和天然气以外的第四大能源，蕴藏在植物动物和微生物等可以生长的有机物中，生物质能作为一种清洁能源，其特点非常符合清洁能源的要求，既可以循环再利用，还可以达到环保的目的。这不仅可以保护环境，缓和气候变化，还能促进农业的可持续发展、缓解能源紧张的局面，可以有效地解决我国工业干燥设备高能耗高污染的问题。
结语
总而言之，由于干燥设备行业是一个高污染高能耗的行业，实施节能减排技术对于改善工业环境，降低其嫩能源消耗方面的意义是非常明显的。因此，采用节能型设备与热源系统并促进余热回收有助于节能减排的有效实现，值得人们的推广与关注。
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论文作者:尚晓青
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/1/15
标签：干燥论文; 节能论文; 余热论文; 干燥设备论文; 物料论文; 系统论文; 技术论文; 《电力设备》2018年第25期论文;