粮食干燥是粮食加工中的关键步骤,同时也是粮食行业中能源消耗大、环境污染问题突出的环节。当前,我国粮食干燥的技术水平还有待提升,主要依赖煤炭作为燃料,这导致能源利用率低,通常在50%至75%之间,部分情况甚至只有30%至50%,大量热能被浪费。每公斤水蒸发所需的热能较高,大约在1300至2300kcal之间,这是通过间接加热方式提供的。此外,大多数粮食干燥系统缺乏节能减排设备,燃烧过程中产生的CO、CO2、SO2、SO3和NOX等有害气体直接排放到大气中,加剧了环境的污染。
据估计,全国每年通过机械化方式干燥的粮食约为37百万吨,这消耗了约1.7百万吨标准煤,同时排放约6.24百万吨CO2、0.06375百万吨NOX以及0.1275百万吨SO2等污染物。为了实现我国的能源发展目标,粮食干燥领域的节能减排技术研发变得至关重要。这包括开发新的干燥技术、设备、材料和工艺,以及选择和应用有效的节能减排策略,以提升我国在这一领域的技术水平和管理效率。
目前,我国的粮食干燥机主要以塔式干燥机为主,多采用对流干燥法,包括多种流动方向如顺流、逆流、混流等。热源主要由热风炉提供,其中煤炭是最常见的燃料,如图1所示。粮食干燥系统的能耗主要分为热能消耗和电能消耗,热能消耗占96%至97%,电能消耗占3%至4%。如图2和图3所示,热能消耗主要集中在干燥过程,而电能消耗主要涉及机械设备的运行。
粮食干燥系统产生的污染物主要来自供热系统热风炉燃烧后的废气和固体废物。为了实现节能减排,需要改进热源利用效率,比如引入更清洁的燃料或利用可再生能源,同时开发高效的脱硫除尘技术以减少有害气体排放。此外,采用变频调速技术可以优化电机运行,降低电能消耗。未来的研究和开发应着重于提高能源利用率,减少废弃物排放,以及开发更加环保的干燥工艺和设备。
粮食干燥节能减排的新技术和新设备对于改善我国粮食行业的能源效率和环境保护具有重要意义。通过技术创新和设备升级,有望降低粮食干燥过程中的能源消耗,减少污染物排放,从而实现粮食产业的可持续发展。这需要政策支持、科研投入和技术推广的共同努力,以确保粮食干燥领域的节能减排目标得以实现。