我国顺逆流连续式烘干机的发展现状

◎ 罗 栋，孙慧男，夏朝勇

（郑州中粮科研设计院有限公司，河南 郑州 450001）

1 烘干机概述

我国既是粮食生产大国，也是粮食消耗大国，保障粮食安全是保证国家安全的重要基础，目前我国每年粮食总产量已超6亿t，但是每年因收获水分过高导致霉变、发芽等造成的粮食损失量巨大，造成了巨大的资源浪费。为满足生产需要，自20世纪50年代初从前苏联引进粮食烘干机械开始，粮食烘干机在我国开始逐渐发展，经历了从无到有，从简单到复杂，从仿造到自主创新的过程。开发出一批流化（振动）烘干机、滚筒烘干机、顺（逆）流烘干机、错流烘干机、混流烘干机和组合式烘干机等大型烘干机以及各类移动式小型烘干机[1]。其中顺逆流连续式烘干机是我国在20世纪70年代后期，国家粮食局郑州院在吸收国外先进技术的基础上开始研制开发的，技术相对来说比较成熟，干燥工艺也比较先进，主要应用于我国东北、华北、华中等粮食主产区。

2 顺逆流连续式烘干机的干燥原理

顺逆流连续式烘干机通过直接加热或者间接加热的方法，将冷空气加热后作为干燥介质。加热后的冷空气在与粮食接触的过程中，提供粮食升温及水分蒸发所需热量，并将粮食中蒸发出来的水分带走，从而达到干燥粮食的目的。

3 顺逆流连续式烘干机的发展现状

20世纪90年代以来，随着我国科技能力的大大提高，农业现代化的全面展开，粮食烘干机行业也初具规模，我国生产的粮食烘干机从技术、性能、品牌等方面均已得到相当大的提升。就顺逆流连续式烘干机而言，各项技术工艺日渐成熟完善。

3.1 工艺结构特点

顺逆流连续式烘干机主体为积木式全钢结构，采用“顺流-逆流”的组合干燥工艺，并根据粮食受热温度实行“分段变温干燥”。各干燥段之间设计有缓苏段，综合使用“预热→干燥→缓苏→干燥→缓苏→冷却”组合式长流程，严格控制粮食温度，采用顺流干燥和逆流干燥相结合的干燥方式进行降水，有效使粮食籽粒和干燥介质充分混合，最大限度地进行水分与热量的转移，保障粮食烘后品质，同时降低粮食干燥不均匀度。

3.2 生产能力

目前市场上顺逆流连续式烘干机单台处理量可达

1 200 t·d-1，由于独特的塔式结构，烘干机高度一般为25 m左右，产量越高，体积越大。烘干机含有多个烘干段、缓苏段、冷却段，采用大风量、长流程处理方式使粮食自上而下持续干燥，连续流出。多段式的烘干和多段式的缓苏极大地促进了粮食水分的蒸发，提升了烘干机的生产能力。

3.3 余热回收

顺逆流连续式烘干机是以对流热力干燥方式对粮食进行干燥，将烘干机内部具有一定温度的热风空气作为干燥介质，和粮食进行热量交换后变为烘干废气排出烘干机外。此时所排出的烘干废气仍具有一定的温度，一般在40 ℃左右。同时在烘干机冷却段对烘后粮食进行冷却的过程中，冷却段的空气由于吸收粮食热量也可达到35 ℃左右[2]。因此为了提高烘干机的热效率，减少热量的浪费，一部分厂家将这两种空气通过回收风机重新送入换热器内，空气余热从而得以回收再利用，达到节能减排效果。

3.4 废气粉尘处理

由于顺逆流连续式烘干机一般体型较大，且干燥的粮食中含有较多杂质，在干燥的过程中极易产生粉尘，影响周围环境。为解决这一问题，目前应用最广的是设置烘干机废气沉降室，通过物理沉降方式将较大颗粒物分离收集，改善烘干作业的工作环境。在环保要求比较严的地区，会加装旋风分离器除尘系统，通过离心风机吸出粉尘，再由离心除尘器沉降，或者通过布袋除尘系统及喷淋除尘系统等降低废气粉尘浓度，达到排放标准。

3.5 智能化控制

顺逆流连续式烘干机一般都配备有功能齐全的在线粮食温湿度检测系统与烘干机电气自动控制系统，在烘干机运行过程中在线自动实时显示粮食温度、水分含量、热风温度、热风炉温度和粮食料位的高低等信息，采用PLC逻辑控制程序，显示各个设备运行参数和工作状态，并且具备网络远程诊断控制、与现代企业管理软件互联功能。

3.6 热源类型

市场上顺逆流连续式烘干机的热源主要以燃煤热风炉为主，成本较低，污染较大，需要配备一系列脱硫除尘装置。随着国家对大气环境治理要求的提高，生物质燃料、天然气、空气源热泵、太阳能等一系列清洁能源逐渐进入烘干机市场，各种类型的燃烧炉不断被开发应用。

4 存在的问题

（1）对于顺逆流连续式烘干机，近20年来国内专家、学者对其结构进行了大量的理论研究与实践，在干燥工艺上基本达到了国际先进水平。但是在烘干机的塔体结构及加热冷却段的设计上没有大的突破和改动，大多数企业缺乏创新精神，对产品研发投入太少。

（2）国内烘干机在余热回收及废气粉尘处理方面还在初步探索阶段，技术还未成熟，余热回收效率不高，废气粉尘处理不彻底，设备装置安装成本较大。目前市场上99%的顺逆流连续式烘干机都是将烘干废气直接排放至大气中，无余热回收、粉尘处理装置。

（3）现今粮食烘干机虽然已经实现了自动控制，但是设备系统控制方法比较单一，粮食在线水分检测精度不高，稳定性差。设备控制系统一般都是将测定粮食水分的部分和控制干燥设备的部分作为两个独立部分来研发生产，很少有将两部分结合一起的，即使有少数将两者结合的厂家设备，在控制精度和智能化控制方面也还不是很完善。

（4）清洁能源虽然已经开始应用，但是依旧存在诸多问题。生物质燃料热值较低，燃烧温度控制不稳定，使用成本比较高；天然气需要在完善输气管道、消防等大量基础设施的前提下才能使用，安全性不高；空气源热泵使用环境比较苛刻，不适合大面积推广，且造价比较高。

（5）对于烘后粮食是否能够精确满足粮食储存安全水分含量，干燥后的粮食裂纹率和破损率等是否达到粮食烘后品质要求，能否实现粮食保质干燥，安全储藏，这些问题还有待进一步的研究和完善。

5 前景与展望

随着我国粮食总产量的逐年递增，国内粮食烘干机的数量也在快速增加，但是粮食机械烘干比例与欧美国家的90%以及日本的92%相差仍然很大，国内烘干机的发展还远远不能满足粮食生产需要。顺逆流连续式烘干机作为我国粮食烘干机的主要机型，在粮食烘干行业中发挥着重要的作用，其技术研究以及设备制造的进步能够带动整个行业的提升。

（1）烘干机产品的创新设计及先进制造。研究与探讨新的烘干机构造模式、烘干机关键部件的数字化成型工艺和装备、多功能粮食烘干机试验系统都将成为烘干机技术提升的方向。对此，应积极引进国外行业先进加工技术，改变烘干机粗制滥造的现状，打造精品构件，提升产品外观。

（2）废气余热回收及粉尘处理装置。满足环保要求，响应国家节能减排、绿色生产的发展趋势，对此项技术的深入研究已经迫在眉睫。

（3）智能化控制的应用将有较大发展。随着各行各业中智能化系统的普遍应用，在粮食干燥中也应该加快研究实施，多参数检控装置研发，在线气温、气湿、粮温、粮湿一体化检测装置研发，电器自动保护、热风风量自动调节、粮食入机出机流量自动控制等方面的技术应该进一步地完善、提高和发展，从而实现全流程、全自动化、全智能化控制[3]。

（4）新能源技术的研发与应用。传统能源带来的环境污染问题日趋严重，烘干机热源在清洁能源、空气源热泵等方面的研究需要不断深入。

6 结语

目前我国的粮食烘干装备研究还处于发展阶段，前路充满挑战，需要注入新活力、新思路以及新技术。按照我国目前的粮食产业发展趋势和环境保护要求，今后的粮食烘干机一定会朝着节能减排、减损增效的方向发展，建立高标准、高效率、高品质、低能耗、低排放、低成本和无污染的粮食干燥体系。