籽棉干燥系统的应用与思考

■刘晓阳

〔农一师八团棉花加工厂，新疆阿克苏 843000〕

随着我区棉花产业的发展和棉花市场化流通体制改革的逐步深化，机采棉在各团场的推广种植逐年增加，其固有的品级问题、收获期相对集中且存贮不易、异性纤维以及水杂大等特点给棉花加工带来新的挑战，同时，近几年大量的收储也造成各团场棉花加工质量竞争的进一步加剧，籽棉加工得快、质量好，团场的经济效益也就越高。下面就机采棉加工生产线上，籽棉干燥系统在机采籽棉清理过程中的应用谈谈个人的看法与思考。

一、籽棉干燥系统在机采籽棉清理过程中的应用

众所周知，在棉花加工过程中，籽棉回潮率不仅影响杂质的清理效果，对皮棉的内在品质也有很大的影响。实践证明，在籽棉清理过程中，对于回潮率在5%左右的籽棉，杂质与棉纤维的摩擦力较小，所以此时籽棉所含杂质比较容易清除掉。同时，籽棉回潮率在6.5%～8.5%之间时，能保证良好的加工性能，获得最佳的轧工质量，体现出纤维在最佳状态下的天然色泽，尤其新的棉花国家标准实施，以棉花色泽定级后，就更加突出。在机采籽棉清理工艺中引入籽棉烘干工艺后，有效地控制了生产线上籽棉的回潮率，籽棉清杂效率明显提高，近几年，农一师推广种植机采棉后，我团为保证机采籽棉能够及时按期加工，分别于2011年和2012年对171车间和121车间进行技术升级改造，两条加工生产线经过两年的加工生产，通过实践证明了籽棉干燥系统具有以下特点。

1.籽棉干燥系统由于使用燃煤热风炉作热源，使用成本较使用直燃式燃油炉作热源节约近60%，同时操作及日常维护更加方便。

2.通过跟班实测，干燥后籽棉平均回潮率降低3%，最高降低4%。

3.有效地解决了籽棉回潮率过高对杂质清理效率和设备正常运转率的影响，降低了皮棉的含杂率，入储皮棉公检连续多年全师第一。

4.生产线加工能力显著提高，皮棉日产量提高了约10%，加工周期较往年缩短近3周。

因此，随着兵团全面推广机采棉技术，合理科学地在加工生产线中配置和使用籽棉干燥系统，就显得尤为突出和重要。

二、籽棉干燥系统在应用过程中存在的问题及解决办法

在籽棉干燥系统使用过程中，我们也深刻地认识到，目前的该系统也存在着一些问题，主要表现在以下两方面：

1.系统配套费用高。

首先是系统热风源配套费用，由于该系统采用燃煤热风炉作热源，在其安装时需配套做相应的热风炉基础及彩钢房，用工成本的增加，这部分费用也在逐年上扬，目前保守估计一台热风炉配套费用近15万元。

其次是必须配备热风炉操作人员，每台热风炉配备两名（白班和夜班各一人）操作人员，随着用工成本的提高，这部分费用也显得日益突出。

2.使用成本高、能源浪费严重也将逐步显现。

这主要从工艺角度来考虑，目前市场上现有的籽棉干燥设备原理相近，都是利用高温热风输送籽棉过程中，热风与籽棉相对运动的速度差以及棉纤维的吸放湿特性，来将棉纤维内多余的水分带走而达到烘干的目的，这种方式的优点是，棉纤维放湿过程快，干燥强度、干燥一致性都好，能够满足生产线不同产量的需求。但另一方面，由于籽棉的输送需要满足一定的风速要求，以管道直径为d=380 mm，籽棉输送风速v=20 m/s计算，每台籽棉干燥塔所需风量为：

一条机采棉生产线按需要四台干燥塔计算，每小时所需风量接近40000立方米，生产过程中，需要将这部分风量加热到150℃左右（初始温度假定为0℃），所需的热量按下列公式：

式中：取ρ=1.2 kg/m3；

计算所需的热量为：

完成籽棉干燥过程后，经实测这部分风量的温度虽降低明显（管道负压输送，漏风引起温度降低，以及籽棉温度升高引起温度降低），但湿度升高不明显，说明这部分风量吸收水分的能力没有充分发挥出来就被不断地排出，造成大量的热量浪费，无形中增加了使用成本。

如果在考虑设计籽棉干燥设备时，籽棉的输送采用传动带（或链）来实现，用来干燥籽棉的高温热风不参与籽棉的输送，只负责对回潮率高的籽棉进行干燥，这样就可以大大减少干燥用热风的风量，节省动力的同时，减少能源的消耗。若按照单位时间内需要干燥籽棉的回潮率变化来设计风量，以一条机采籽棉生产线为例，每小时12 t的籽棉处理能力，需要将籽棉回潮率从平均约15%降到8%左右，不考虑籽棉杂质等的重量，每小时需要从籽棉中带走的水分约为12000×（15%-8%）kg=840 kg，假定完成干燥过程后热风的温度为70℃，湿度为20%，查得对应的空气含湿量为40.8 g/kg（干），计算每小时能带走水分约 840 kg，就需要 840×1000/40.8（kg）=20588 kg干空气，即一条12 t机采棉生产线仅需要约20588/1.2（m3/h）=17156.86 m3/h干空气，如果同样条件下将17156.86 m3/h空气加热到150℃，需要的热量仅为约2872 kJ/h（68.6万大卡/h），与目前干燥形式相比，至少节能50%。

在新的籽棉干燥设备研究与开发上，不仅要注意设备自动化程度的提高，减少操作人员的参与，还要考虑到能耗尽可能少，这样才能做到保证棉花加工设备良好的加工性能和正常运转率的同时，加工出优质、低耗的皮棉，为棉花加工企业带来可观的经济效益。