逆流干燥流動方式

氣體和物料在干燥器中的流動方式，通常分為并流、逆流和錯流3種。

物料移動和介質(zhì)流動方向一致的干燥過程，被稱為并流干燥。在干燥前段（恒速干燥階段）中，物料的溫度等于空氣的濕球溫度，故并流時應(yīng)采用較高的氣體初始溫度；在氣體溫度相同時，并流過程的物料出口溫度比逆流時低，因而物料帶走的熱量就要少些?？梢?，在干燥強度和經(jīng)濟(jì)性方面，并流優(yōu)于逆流。但并流干燥過程中，其推動力沿程逐漸下降，到了干燥后段（降速干燥階段）將會變得很小，而使干燥速率降低。所以不易獲得低水分的干燥產(chǎn)品。

并流操作適用于如下場合：①可進(jìn)行快速干燥而不產(chǎn)生龜裂或焦化的高含水量物料；②遇高溫易發(fā)生變色、氧化或分解等變化的物料。

料移動和介質(zhì)流動方向相反的干燥過程，被稱為逆流干燥。在整個逆流干燥過程中的干燥推動力比較均勻。逆流操作適用于如下場合：①不宜采用快速干燥的高含水量物料；②可耐高溫（干燥后期）的物料；③對含水量要求苛刻的干燥產(chǎn)品。

物料移動與介質(zhì)流動方向相互垂直的干燥過程，被稱為錯流干燥。在錯流干燥中，各個位置上的物料都與高溫、低濕的介質(zhì)相接觸，干燥推動力較大；又因氣固接觸面積較大，所以可采用較高的氣速，干燥速率很高。錯流操作適用于如下場合：①耐高溫且無論含水量高低都可進(jìn)行快速干燥的物料；②因阻力或干燥器構(gòu)造的要求，不宜采用并流或逆流操作的干燥。

物料移動方向與干燥介質(zhì)流動方向相反的一類干燥設(shè)備。由風(fēng)機(jī)、電機(jī)、基座、盛料盤、外套罩、振動槽、過濾網(wǎng)體、槽底板、立筒、加熱管、電阻絲等組成。風(fēng)機(jī)固定在基座上，電機(jī)固定在風(fēng)機(jī)兩側(cè)交叉安裝在盛料盤下部，盛料盤上部固定外套罩，在外套罩頂部固定過濾網(wǎng)體，立筒固定在盛料盤上，立筒內(nèi)的加熱管固定在盛料盤上，加熱管內(nèi)安裝電阻絲。該裝置結(jié)構(gòu)系統(tǒng)簡單、取消了附屬設(shè)備，造價低、效率高、節(jié)約能源、無污染、操作維修方便。

器內(nèi)各部分的干燥推動力相差不大，分布比較均勻，適用于下列場合：(1)物料在濕度較大時不允許快速干燥，以免發(fā)生裂紋等現(xiàn)象；(2)干燥后的物料能耐高溫，不會發(fā)生化學(xué)分解、氧化等變化；(3)干燥后的物料具有較大的吸濕性；(4)要求物料的干燥速度大，同時又要求干燥程度大。缺點是：物料和干燥介質(zhì)在入口端接觸時，介質(zhì)中的水蒸氣會冷凝在物料上，使物料濕度增加。即使干燥時間增加，也影響生產(chǎn)能力。

回轉(zhuǎn)干燥機(jī)的主體是一個由電動機(jī)帶動做回轉(zhuǎn)運動的金屬圓筒，轉(zhuǎn)筒傾斜度為3%～6%，筒體上裝有大齒輪和輪帶，轉(zhuǎn)筒借助于輪帶支承在兩對托輪上，簡體內(nèi)設(shè)揚料板。轉(zhuǎn)筒與燃燒室及集塵室之間設(shè)密封裝置。傾斜筒體的回轉(zhuǎn)運動使被干燥物料在轉(zhuǎn)筒的揚料板和本身的重力作用下，從簡體較高的一端向較低的一端運動。在運動過程中物料與熱煙氣進(jìn)行熱交換，原料中的水分逐漸蒸發(fā)，實現(xiàn)干燥的目的。

按干燥物料與干燥氣流的方向劃分干燥方式為順流干燥和逆流干燥兩種。在順流干燥中物料與氣流同向流動。在進(jìn)料端，水分高、溫度低的物料與高溫、低濕度的介質(zhì)相接觸，此時傳熱及干燥速率都較大，在同向流動過程中，物料中水分逐漸減少，溫度升高，而介質(zhì)的濕度逐漸增加、溫度降低。所以傳熱及干燥速率沿途降低。順流干燥適合于濕水含量高、不耐高溫以及吸濕性很小的物料，如焦炭。鐵合金原料工藝流程中使用順流干燥方式較多。

在逆流干燥中物料與氣流逆向流動。在干燥筒內(nèi)部各處干燥速度相對比較均勻，干燥熱效率較高，逆流干燥適用于終水分要求很低、對高溫不敏感的物料。在干燥過程中物料與氣體的熱交換全部在筒體內(nèi)進(jìn)行。為了改善物料在干燥筒筒體內(nèi)的運動狀態(tài)和分布狀態(tài)，增大物料和氣體的接觸面積，提高熱交換能力和干燥熱效率，可以在筒體內(nèi)壁上設(shè)置金屬揚料板、揚料槽、格板和鏈條。濕料在落下過程與熱煙氣發(fā)生熱交換，水分得以蒸發(fā)。

干燥機(jī)的生產(chǎn)能力取決于原料性能、被干燥原料的濕存水含量、煙氣量和煙氣進(jìn)出口溫度等多種因素。一般以干燥機(jī)體積蒸發(fā)能力計算干燥機(jī)的主要參數(shù)。干燥機(jī)進(jìn)口煙氣溫度與體積蒸發(fā)能力和熱效率的關(guān)系如圖1所示。

如圖1所示，可以看出干燥機(jī)的熱效率和蒸發(fā)能力隨著煙氣溫度升高而增加。低于250℃以下的煙氣作為干燥熱源時，熱效率顯著降低。2100433B

逆流式谷物干燥機(jī)生產(chǎn)能力

逆流干燥一般為低溫的干燥，所以單位面積干燥強度要低于各種塔式的高溫干燥機(jī)。但由于逆流干燥系統(tǒng)可裝在糧倉內(nèi)，而糧倉一般都有足夠的面積，所以逆流干燥仍可達(dá)到比較大的生產(chǎn)能力。Shiwers干燥系統(tǒng)對玉米每噸/時處理量(按降水5%計)需要5一6 m²的干燥倉面積，即7.3m干燥倉處理能力約為160t/日，9.1m倉處理能力約為280t/日，倉處理能力可達(dá)400t/日。當(dāng)用于水稻烘干時，實際處理能力比上述指標(biāo)降低約43% 。

逆流式谷物干燥機(jī)降水速率與降水幅度

根據(jù)9.1m倉日處理280噸，降水5%，可以計算出糧食在干燥倉內(nèi)通過速度平均為0.25m/h。倉內(nèi)糧層厚度可在0.75米至5米之間，以糧層厚1米計，停留時間平均為4小時。因此可求出糧食在倉內(nèi)降水速率約為1.25%/h。

由于逆流干燥倉內(nèi)糧食為低溫慢速干燥，在保證同樣的糧食品質(zhì)的前提下，允許較大的降水幅度。如降水10%時，日處理量由280t降至160t，同時降水速率僅略增至1.43%/h。

逆流式谷物干燥機(jī)熱效率

逆流干燥由于排出機(jī)外的廢氣濕度已達(dá)到或接近飽和，熱空氣的全部干燥能力得到了充分的利用，此外由于逆流干燥糧食水分均勻，減少了因過度烘干所消耗的熱量，因此有較高的熱效率。根據(jù)測定數(shù)據(jù)對比，逆流干燥機(jī)比塔式干燥機(jī)熱效率高43%

逆流式谷物干燥機(jī)糧溫與品質(zhì)

逆流干燥機(jī)采用較低溫度空氣作為介質(zhì)，并且從理論上來講，通過干燥倉的糧食受熱均勻，不存在塔式干燥機(jī)中的干燥不均勻現(xiàn)象，因此糧溫可以可靠地控制在允許界限以下。

由于逆流干燥糧粒不會過熱、過干，因此烘后糧食的質(zhì)量優(yōu)于其它干燥工藝，無焦糊粒，干燥均勻，水分精確，對發(fā)芽幾乎無影響，尤其明顯的是糧粒表面應(yīng)力裂紋率僅為塔式干燥機(jī)的16%，易碎性比塔式干燥機(jī)降低了32 %，這對提高烘后糧食的商品等級，優(yōu)質(zhì)優(yōu)價俏銷，具有十分明顯的經(jīng)濟(jì)價值。

逆流式谷物干燥機(jī)操作性能

逆流干燥機(jī)操作簡單。倉內(nèi)糧食高度沒有嚴(yán)格的限制，只要風(fēng)機(jī)可以正常工作即可，因此入糧可以是時斷時續(xù)的，也可是批式的，無需因糧位稍低即中斷工作;糧食烘干到規(guī)定水分即可排出機(jī)外。不需要十分復(fù)雜的操作技術(shù)。特別是裝有水分控制電腦的逆流干燥系統(tǒng)，可自動地控制干燥過程，操作更容易。

在許多情況下，收獲下來的糧食水分是很不均勻的，要求降水幅度也大不一致;在農(nóng)村和中小型使用單位，難以保證對干燥機(jī)連續(xù)不斷的喂入，喂入是時斷時續(xù)，喂入量也是隨時變化的;有時還要求處理完一批糧食，排空后再處理下一批糧食，尤其對分散經(jīng)營集中服務(wù)(或輪流使用)更是如此，即要求批式干燥和連續(xù)流動干燥兩種方式兼有。在這樣的情況下，逆流干操是一種最簡單，也是適用的工藝 。

在逆流干燥過程中，潮濕谷物由干燥機(jī)上部喂入，往下流動，熱風(fēng)由底部送入，穿過糧層由上部空間排出，干燥以后的谷物由干燥機(jī)底部排糧機(jī)構(gòu)排出機(jī)外。在這個過程中，最接近干燥的谷物最先接觸到溫度最高、濕度最低的熱風(fēng)，因而可以干燥到較低的水分;而排出的廢氣穿過了最潮濕的谷層，達(dá)到近似飽和狀態(tài)，因而在相同的排氣溫度下可最大限度地帶走糧食中的水分。出機(jī)水分主要是在接近干燥機(jī)底部處決定的，可以實現(xiàn)較為精確的控制，且這一控制不受機(jī)內(nèi)糧層高度及初始水分變化的影響。

逆流干操機(jī)在國外已有幾十年的歷史，并且在農(nóng)場中得到了廣泛的應(yīng)用。Bakker-Arkema教授1981年曾對Shiwers倉式逆流干燥系統(tǒng)作了試驗，得出了以下結(jié)論:

1)倉式逆流烘干的糧食質(zhì)量高于其它的高溫干燥方法。

2)與其它的高溫干燥方法比較，倉式逆流烘干的費用低。

3)熱風(fēng)溫度為120時，干燥的種子的發(fā)芽率不受影響。

4)根據(jù)所測的能耗及工本費等評價，倉式逆流干燥系統(tǒng)最實用。

經(jīng)過多年的不斷發(fā)展完善，目前較先進(jìn)的逆流干燥機(jī)采用了成熟的拋撒布糧器，提高了喂入的均勻性;錐形變截面/變螺距掃倉攪龍，可保證排糧的均勻;測定倉內(nèi)溫度而不是排氣溫度以控制出機(jī)水分，隨后又裝備了水分控制電腦，進(jìn)一步保證精確的水分控制。這種類型的干燥機(jī)，因其易于操作，烘后品質(zhì)好、水分控制精確，受到農(nóng)場的歡迎，在美國市場上始終旺銷。

我國在八十年代初期由吉林種子公司等單位引進(jìn)了幾臺低溫烘貯兩用倉，其烘干通風(fēng)采用的是逆流工藝；中國農(nóng)機(jī)院、黑龍江農(nóng)墾科學(xué)院等單位先后開發(fā)了低溫逆流烘干倉用于種子和小麥的烘干。但是使用的數(shù)量很少，沒有大范圍的使用推廣。為了適應(yīng)廣大農(nóng)村對谷物干燥的特殊要求，我們有必要對逆流干燥工藝及逆流干燥機(jī)的性能進(jìn)行分析。

逆流干燥器

counter-flow drier；countercurrent flow dryer

器內(nèi)各部分的干燥推動力相差不大，分布比較均勻。適用于下列場合：（1）物料在濕度較大時不允許快速干燥，以免發(fā)生裂紋等現(xiàn)象；（2）干燥后的物料能耐高溫，不會發(fā)生化學(xué)分解、氧化等變化；（3）干燥后的物料具有較大的吸濕性；（4）要求物料的干燥速度大，同時又要求干燥程度大。缺點是：物料和干燥介質(zhì)在入口端接觸時，介質(zhì)中的水蒸氣會冷凝在物料上，使物料濕度增大，即使干燥時間延長，也影響生產(chǎn)能力。