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幾乎所有工業領域都有熱力干燥這一環節,超過6萬種材料。物料干燥是高能耗作業,據不完全統計,全球10-25%的能源用于工業化的熱力干燥,也是我國的耗能大戶之一,所用能源占國民經濟總能耗的12%左右。有的行業如造紙業所耗能約占企業總能耗的35%左右,木材干燥約占企業總能耗的40%-70%。干燥行業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,這些物質是造成大氣溫室效應、酸雨和臭氧破壞的主要因素。由于能源對環保的貢獻率可達70%一80%,因此干燥技術的節能與環保問題十分重要。
發展趨勢
今后干燥技術的發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品的產量和質量;在同等產品產量和質量下降低能耗;各種干燥技術組合,綜合利用各自的優點,而避其缺點,達到優化效果;降低干燥對環境危害并力爭可持續發展。
創新干燥技術的應用
⑴今后應該考慮如何將積壓的創新技術變為可持續發展的創新技術,爭取實現研究和開發應用相結合,不然研發沒有意義。
⑵干燥模型必須預測轉遞現象和質量參數,干燥機的模型更具有普遍性及實用性;干燥模型用于基礎控制、設計、擴大規模、優化等更具價值;不需要更為復雜的模型,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傳遞問題。實際上,熱質傳遞的優化僅是干燥優化的一個方面。干燥技術的創新要考慮整個干燥系統的優化,聯合干燥技術也屬于整體優化。
⑷真空過熱蒸汽干燥是具有相當發展潛力的干燥技術,它不僅可以明顯提高干燥速度,而且可以改善干燥質量。
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,可能有一定的應用前景。
⑹今后對創新技術還應該進行技術經濟的分析。
發展“綠色”干燥技術
“綠色”干燥技術是指盡量減少干燥過程排放物對大氣環境的污染,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發展干燥技術。但太陽能是間歇性能源,能源密度低、不連續、不穩定;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,使干燥設備的總投資增加。
⑵熱泵除濕干燥由于節能效果顯著、干燥質量好、用電作能源不污染環境、技術比較成熟,目前已成為常規干燥之后處于第二位的干燥技術。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節能不節錢。
目前在世界各國的干燥設備中常規干燥仍占主導地位,在我國木材的常規蒸汽干燥占80%以上。常規干燥能耗高的主要原因之一是排氣熱損失大。設法回收排氣的熱能,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。
