東北地區是我國玉米主產區，產量占全國的30%～40%，玉米收獲時水分達20％～30%，高水分玉米需要通過干燥處理，降至安全水分后才能人倉安全儲藏。目前，我國每年機械化干燥的糧食約3700萬噸，消耗煤炭資源約170萬噸。通過近幾年的跟蹤研究，生產中使用的糧食干燥系統存在的主要問題是：①熱效率低，有的甚至沒有達到50%；②余熱回收利用少，排出的干燥廢氣溫度高；③干燥烘干機產生的玉米皮屑直接排放到大氣中污染環境；④部分糧食干燥系統設備擺布不合理，造成系統先天性缺陷；⑤熱風爐無脫硫除塵裝置，二氧化硫等有害氣體直接向大氣排放；⑥干燥理念落后，重視干燥烘干機產量，忽略了干燥烘干機熱效率和糧食品質，忽視了節能減排。在2008年～2009年間，我們對中儲糧遼寧分公司轄區內17個糧食干燥系統進行了節能減排技術改造，通過生產運行，證明效果良好。
1、糧食干燥烘干機系統技術改造措施
這17家糧庫均分布在遼寧省內，糧食干燥系統已使用了7～10年，單套系統干燥糧食最多的已達30萬噸。在這17套糧食干燥系統中，順逆流干燥烘干機10臺，混流干燥烘干機7臺，干燥烘干機換熱器殼體多為砌筑式。根據各庫的現場情況．進行了相應的改造，具體歸納為以下幾個方面。
1.1尾部干燥廢氣和冷卻廢氣回收利用
我們對現有的糧食干燥烘干機進行了廢氣溫、濕度的測定，結果表明在糧食干燥系統的尾部干燥段，排出的廢氣溫度在40℃～60℃，相對濕度平均在20%～50％;冷卻段排出的廢氣溫度在10℃～40℃，相對濕度平均在10 %～40%。根據溫度、濕度的測試數據，混流干燥烘干機適合進行干燥和冷卻廢氣回收利用。根據設備現場平面布置情況，我們對部分300 t/d混流干燥烘干機進行尾部干燥廢氣和冷卻廢氣回收利用，將30%左右的干燥廢氣和全部冷卻廢氣回收。為了不影響原有干燥烘干機熱風系統的平衡和防止玉米皮屑進入換熱器，廢氣回收裝置采用了足夠大的截面和合理的廢氣走向，使回收廢氣中的玉米皮屑得以沉降回收和最大限度地降低系統阻力，保持原有系統的相對平衡，在沒有增加動力的情況下，將回收的廢氣引至換熱器的冷風進口，進行再加熱重復使用。通過計算和實測，廢氣回收裝置中的平均風速在2m／s左右，新增管道阻力在40Pa以下，對整個系統基本沒有影響。廢氣回收裝置全部采用鋼結構保溫管道，在皮屑沉降區域設有清灰口，要求操作者定期清除沉降在管道內的玉米皮屑。經過近1個月的生產使用，效果非常理想，廢氣回收、皮屑沉降、管道保溫均達到和超過了設計要求。
1.2熱風爐煙氣余熱回收利用
熱風爐煙氣帶走的熱量是糧食干燥系統熱量損失的主要環節之一，對煙氣余熱進行回收利用，也是糧食干燥節能減排的有效途徑。目前熱風爐排放的煙氣溫度一般在100℃～150℃之間，每套300 t/d的糧食干燥系統每天可排放約40萬立方米煙氣，散失了很大一部分熱量。我們是在現有糧食干燥系統中的引風機與煙道之間設置一個小型換熱器，并配上1個風機輔助進風，風量在6200ｍ3／I1，對煙氣余熱進行回收利用。煙氣通過換熱器后，溫度降至60℃～85℃之間，換出的空氣比環境溫度平均升高15℃左右，每小時回收的熱量相當于3.8 kg左右標煤的發熱量。小型換熱器為臥式列管換熱器，管外走煙，阻力小；管內走空氣，并帶有折流管，以提高換熱效率。
1.3設備保溫處理
對現有糧食干燥系統中的部分設備采取保溫處理，主要有：①熱風機。糧食干燥烘干機系統的熱風機和風門均是單層鋼板，沒有保溫，在烘干作業時要損失許多熱量。現用角鋼、扁鋼做骨架，巖棉作保溫材料，外封彩鋼板，對其進行保溫；也可在熱風機表面抹保溫膏，然后再進行防雨處理，可同樣達到預期的保溫效果。②熱風爐和換熱器頂蓋。現有熱風爐和砌筑式換熱器頂蓋的保溫只是簡單地用爐灰渣覆蓋，表面溫度可達65℃，面積在50m2左右，向空氣中散發大量的熱量。保溫方法是將頂蓋上的灰渣清除干凈，先用兩層60 mm厚的硅酸鋁板或100 mm以上的珍珠巖敷上，然后用粒度均勻的干爐灰鋪平壓實，最后再用耐火土或耐火水泥抹平；③熱風爐和換熱器外墻。熱風爐和換熱器的外墻在干燥作業過程中同樣散失很大一部分熱量，保溫方法是用角鋼做骨架，巖棉作保溫材料，外封彩鋼板進行保溫。④熱風室。對砌筑式熱風室也做了類似于換熱器外墻的保溫處理。通過對上述設備進行保溫處理后，大大減少了熱量散失。
1.4增大室外地下煙道截面或調整煙道走向
在現有的糧食干燥系統中，煙氣除塵方式均是利用沉降的原理，一般設有3個沉降室，煙氣經換熱器、沉降室、室外地下煙道，由引風機壓人煙囪排放到大氣中。根據糧食干燥系統現場的實際情況，將室外地下煙道截面加深加大，使煙塵充分沉降，提高了除塵效率，減少了煙塵排放；在糧食干燥系統建設過程中，由于場地的限制，有些糧食干燥系統的煙道走向設計不合理，在實際生產過程中，影響換熱效果，同時也易損壞換熱器，對于有足夠空間的糧食干燥系統，將煙道走向進行了調整；對于更換換熱器的干燥系統，均加深了沉降室的深度，由1.4 m改為1.8 m。經過這些改造后，熱風爐和換熱器的清爐清灰時間間隔得以加長，保證了生產的連續和穩定，取得了較好的效果。
1.5采用分層給煤裝置
現有熱風爐一般均采用鏈條爐排，要求最大煤塊不得超過40 mm，小于3 mm顆粒的不多于30%，即便如此，仍有一定量的煤末還是通過爐排上的氣孔漏進了風道，現改用分層給煤裝置替代原有的普通煤斗，這樣可以保證較大顆粒的煤塊在下面貼近爐排，較小顆粒的煤在上部，透氣性好，風阻小，不但改善了燃燒條件，提高燃燒效率和減少漏煤量，也提高整機熱效率。
1.6更換換熱器
示范庫的糧食干燥系統大多使用了近10年，換熱器損壞嚴重或者列管堵塞過多，已經影響到換熱效果。對部分示范庫點干燥系統更換換熱器，并將換熱器殼體由砌筑式改為鋼結構快裝式。改造后，換熱效率、密閉性和保溫性均有較大提升。同時在改造過程中，有的庫點還采用了新型4管程換熱器，也收到了較好的效果。
1.7增設脫硫除塵設備
熱風爐的煙氣排放是糧食干燥的主要污染源，每天排放的煙氣、二氧化硫等有害氣體直接排放大氣中，對環境造成嚴重的污染。如在向大氣排放之前，進行脫硫除塵處理，增設脫硫除塵設備，將所有煙氣全部經過濕式脫硫裝置，然后再向大氣排放，可以大大降低環境污染。
2、改造后的效果
我們對改造項目應用較多的混流糧食干燥烘干機系統進行了生產測試，測試當天平均環境溫度為-7.3℃，生產率為13.8 t／h，耗煤457.1 kg/h，煤的低位發熱值為19710 kj/ kg，測得熱風機風量為85000rr13／l1，冷卻風機風量為35500 m3／h。回收的干燥廢氣平均溫度為50℃，回收熱量約為1.46×106 kj/h，相當于50 kg標煤的發熱量；回收冷卻廢氣的平均溫度為35℃，回收熱量約為1.35×106kJ／h．相當于46 kg標煤的發熱量；煙氣余熱回收，小型換熱器回收的空氣溫度比環境溫度平均升高15℃，風量是6200m3／h，回收熱量為1.12×los kJ／h左右，相當于3.8 kg標煤的發熱量。在沒有增加動力的情況下將回收的干燥、冷卻廢氣通過管道引至換熱器進口，使換熱器進口風溫比環境溫度平均提高30℃，與此同時，回收的干燥和冷卻廢氣排出的玉米皮屑近80%得到了沉降回收，這樣既節約了資源，又減少了對環境的污染。
通過進行節能減排技術改造，耗煤量由原來的5.1 kg/t糧- 1%水下降到3.67 kg/t糧．1%水。節煤
率達26. 6%。在此烘干期，糧食烘干的直接成本是33. 80元／t，其中煤的成本是26. 30元／t，占烘干成本的77.8%。也就是說如果不進行節能減排技術改造，煤的成本應該是35. 83元／t，總烘干成本是43. 33元／t。改造后烘干成本下降了9. 53元／t，本烘干期該庫共烘干玉米7900 t，節約烘干費用7.5萬元。如上述幾項技術措施在東北地區的幾千臺糧食干燥烘干機上應用，將取得巨大的經濟和社會效益。
3、結論
節能效果顯著。在2008年的9個示范庫點中，平均節能12. 4%，最高的達30%。廢氣回收對節能的貢獻率最大，如阜新和丹東直屬庫，節能均超過了25%；設備保溫處理和調整煙道走向，是最經濟的節能措施，用較低的爐溫就可得到較高的熱風溫度，提高了熱效率，投入少，效果好；更換新型換熱器，換熱效率有很大提高；采用分層給煤裝置，改善燃燒條件，提高了煤的燃盡率，減少漏煤量，提高了煤的利用率；煙氣余熱回收，降低了排煙溫度，減少了熱量損失。
環境明顯改善。技術改造后大部分玉米皮屑得到了沉降回收，到處飛揚的現象大大減少；加大煙氣沉降室截面，煙速降低，除塵效果好，煙氣含塵量大為降低，糧食干燥作業現場的環境得到了明顯改善。
在東北，對現有糧食干燥系統進行節能減排技術改造非常必要，潛力很大。根據干燥烘干機類型、現場位置和資金情況，進行相應項目的技術改造，既可以取得可觀的經濟效益，又可以延長設備使用壽命，更能改善環境條件，一舉多得。
