專利名稱：一種逆流式氣流快速干燥谷物的工藝方法
技術領域：
本發明屬于谷物干燥的技術領域，涉及一種逆流式氣流快速干燥谷物的工藝方法。其工藝原理是根據不同種類谷物的特性條件及其干燥工藝要求，將谷物的干燥過程分為預熱、干燥、緩蘇和冷卻等工藝階段，針對具有不同熱敏性及含濕率的待干燥谷物，在干燥階段采用差異性處理的工藝流程進行更有效的分階段干燥，在預熱和冷卻階段采用余熱回收和利用技術降低工藝過程的能耗并提高系統的干燥能力；根據不同谷物的干燥工藝條件，選擇不同的干燥介質進行逆流式氣流干燥；通過控制干燥介質的工作溫度及流速，使谷物在可接受的溫度條件下快速脫濕，達到谷物干燥的目的，并使干燥后的谷物符合質量要求。該工藝方法是在優化谷物干燥流程的基礎上，通過一個按照所述工藝方法設置并符合其運行流程的工藝操作系統實施的。本項技術適用于對不同熱敏性的谷物進行干燥處理，具有快速高效干燥谷物的特點，并可得到十分明顯的節能減排和環境友好的綜合效果。
背景技術：
氣流干燥被稱為“瞬間干燥”，是采用高溫氣流作為干燥介質，使固體物料在流態化條件下與氣流直接接觸，通過二者之間的相對運動強化傳熱和傳質過程，達到快速干燥物料目的的一種干燥技術。因為氣流干燥具有干燥強度大、物料干燥過程所需時間短、干燥介質與被干燥物料之間允許 存在較高溫差等特點，已經廣泛地應用于化工、能源、醫藥、食品、農業及礦業等領域。谷物是農業產品中數量最大且對人類最為重要的一類產品，由于至今主要谷物的生產過程仍然需要服從大自然的規律，故會受其收獲季節性和天氣條件的影響，給收獲后谷物產品的儲存和再加工帶來問題和困難，其主要問題是新收獲的谷物含濕率高且易于導致變質，其主要困難是同一時間收獲大量的谷物需要在短期內完成干燥，達到其倉儲標準條件后方可儲存。據統計數據，我國每年因谷物含濕率問題發生霉變等造成的損失約有2500萬噸，其比例高達谷物年產量的5%以上。選擇谷物的干燥處理工藝，需要根據各種谷物的性質、用途、含濕率和倉儲條件及再加工要求等綜合因素進行確定。除了其干燥效率和成本之外，選擇谷物干燥工藝應當考慮到所采用的干燥方法及設備，由于過熱或污染或機械損傷等原因，在干燥過程中對谷物質量可能帶來的損害。例如，玉米、小麥、稻谷和谷物種子各自具有其不同程度的熱敏性，當它們分別被加熱到60 V、50°C、45 V和40 V以上時就會因超過其質量變化控制溫度，致使其中一定比例的谷物出現表面爆裂或破碎造成糧食損失，當被加工成糧食或作為工業原料使用時，其內在品質或口感會受到影響，尤其是谷物種子將會因超溫降低其生物活性從而影響農業生產，若需要保證其良好的生物遺傳性，則對其干燥條件的要求更為苛刻。采用氣流干燥方式，根據谷物的特性及含濕率條件，干燥介質的適用工作溫度一般在環境溫度至160°C范圍。根據濕谷物干燥過程的干燥特性和傳熱及傳質理論分析，其干燥過程可分為三個階段，即預熱階段、恒速蒸發階段和降速蒸發階段，在三個階段中干燥介質與谷物之間的加熱條件和干燥特性具有很大差異，其差異表現在干燥介質與谷物之間的溫差和谷物的內部與外部濕度差的均衡速度，對其干燥速率及干燥裝置工作效率的影響結果是不同的。為了適應多種谷物的性質及其含濕率的變化，谷物干燥應當采用具有普遍適用性的工藝條件，即干燥系統及其設備的工作特性能夠滿足不同條件的谷物在干燥過程中對傳熱及傳質的需要，并符合在不同干燥階段谷物干燥特性變化的要求，通過對干燥介質工作溫度及其操作條件的適度調控，能夠為谷物提供最佳干燥速率條件下的干燥介質溫度和流速，還需要為干燥過程中的谷物提供適當的升溫和緩蘇條件，促使其盡快達到內部溫度和濕度的均衡，有利 于其內部水分向外部擴散并被蒸發。根據不同種類谷物的性質、干燥過程的規律及氣流干燥方法的特點，通常會把谷物干燥的復雜過程分成幾個工藝階段實施，例如預熱、干燥、緩蘇和冷卻等階段，各階段的工藝目的和處理技術及其操作參數有所不同。通過對干燥工藝合理設計，并對干燥系統的性能適當配置和對設備的能力優化組合，可以使干燥系統的能力和效率達到最佳狀態。我國農業生產的機械化程度尚處于較低水平，采用機械化谷物干燥處理技術的比例不令人樂觀，現實狀況是除國家級倉儲糧庫外，國內其他糧庫及糧食產區很少采用機械化谷物干燥設備，其主要原因是國內現在使用的各種干燥技術，或干燥效率低，難以適應大量連續處理含濕率較高谷物的條件，或干燥溫度高低不勻，處理后谷物的質量不能保證，或加熱干燥的能耗大，干燥成本較高，或設備體積和重量大等。但對于不同種類的谷物，例如玉米、稻谷和小麥等主要品種，因其產量大且收獲時含濕率高，采用傳統的晾曬方法無法解決其在短期內充分干燥問題，尤其是秋季收獲的谷物，因其收獲期較晚，此時環境溫度較低，自然干燥所需要的時間更長，谷物干燥問題在我國的北方地區的秋糧入倉階段表現得更為困難，故采用自動控制的大型機械化谷物連續干燥裝置是解決該問題的主要方法。目前國內外常見使用的谷物干燥方法有熱風干燥法、低溫真空干燥法、紅外線或微波加熱干燥法等，其中干燥能力較大且能夠實現連續處理谷物的裝置大多采用熱風干燥法，即順流、逆流或順/逆流混合式氣體干燥法。根據工藝條件和干燥效果分析，這幾種干燥方法的適用范圍各異且各有其優缺點。由專利號為ZL 200820070992.5的實用新型“逆順流糧食烘干機”中可知，該型式烘干機是一種矩形立式積木疊加結構的干燥設備，該設備內部自上而下順序布置有儲糧室、烘干室、冷卻室和排糧室，其中烘干室內設有三層烘干層。待干燥的糧食由其上部送入該設備并由上至下移動，采用熱空氣作為干燥介質，從該設備的不同烘干層側面進入該層烘干室并從其另一側面排出，在干燥室內熱空氣以順流和逆流的方式與自上向下運動的被干燥糧食接觸，通過二者之間的加熱和傳質過程使糧食得到干燥。該型烘干機是一種典型的熱風加熱對流干燥設備，但其所使用的干燥介質，即熱空氣，是在烘干機的外部加熱后送入烘干室內的，因為熱空氣在干燥糧食的過程中只會失去其原有熱量和溫度，而不能及時獲得熱量補充并保持其適當的干燥溫度及能力，故不利于提高干燥設備的效率和能力。由專利號為ZL 201020091752.8的實用新型“高效保質干燥機”中可知，該型式干燥機是一種塔形多層箱體結構的干燥設備，在其自上而下的各層箱體內分別設置儲糧段和兩級以上的干燥段、緩蘇段和冷卻段，每一段干燥室均設置進氣角狀管和出氣角狀管，二者相互垂直布置，并分別于熱空氣供應管和廢氣排出管相連接。待干燥糧食由干燥機上部送入并充滿整個設備內部，糧食由上向下緩慢移動，熱空氣由各級干燥段的進氣角狀管送入干燥室，二者通過直接接觸進行傳熱和傳質交換，使糧食得以干燥，降溫后的廢氣由出氣角狀管排出干燥室。與逆順流糧食烘干機相比，兩種干燥機的結構及其工作原理基本相似，都是熱風加熱干燥設備；二者的區別在于干燥過程中熱空氣與糧食的相對運動速度和方向有所不同，在逆順流糧食烘干機中糧食向下運動速度更快，熱空氣流動方向與糧食的運動方向是逆順流混合式的。由于二者的結構和工作原理相似，故兩種干燥設備在干燥性能方面也表現出相同的問題，即所使用的熱空氣也是在烘干機的外部加熱后送入烘干室內的，熱空氣進入干燥室后不能在干燥糧食的過程中獲得熱量補充并保持其適當的干燥溫度及能力，故難以提高干燥設備的效率和能力。由專利號為ZL 201020621361.5的實用新型“逆順流糧食干燥系統余熱回收利用系統”中可知，該實用新型屬于一種余熱回收利用技術，其技術要點是在熱風加熱干燥系統使用的熱風爐尾部增加一級熱管換熱器，利用其回收熱風爐排煙中的余熱，并將余熱用于預熱送入熱風爐的新鮮空氣，以此提高熱風爐的熱效率和降低糧食干燥系統的能耗。由專利申請號為201210032262.7的發明“一種低壓過熱蒸汽干燥物料的裝置”中可知，該發明專利是一種利用低壓過熱蒸汽作為干燥介質的干燥裝置，該裝置由立式盤管導熱油加熱器和循環過熱蒸汽增壓風機組成，其中立式盤管結構的導熱油加熱器既是蒸汽的發生器和過熱器，又是待干燥物料的干燥器，是一種具有多種功能的換熱設備，該裝置將低壓過熱蒸汽作為干燥介質，經過其內部再加熱并通過增壓風機增壓，在干燥裝置內循環使用。從干燥方法的工作原理分析，該干燥裝置采用逆流式氣流干燥方法，應當屬于熱氣對流干燥法，但其與市場上已使用的采用熱氣對流加熱的干燥裝置相比，二者之間有兩個原則性區別。其一是所用干燥介質有區別，該裝置采用低壓過熱蒸汽作為其干燥介質，而其他裝置采用熱空氣或熱煙氣作為其干燥介質；其二是干燥過程有區別，在干燥物料的過程中，該裝置能夠通過其內部設置的加熱器為低壓過熱蒸汽連續補充在干燥物料過程中所失去的熱量，并使蒸汽始終保持在適當的過熱狀態下對物料進行有效的干燥；此外，干燥介質與被干燥物料在該裝置內部逆向流動，而且干燥介質的流速和溫度可供調控，這一條件使得二者在相對運動過 程中實現充分接觸并大大提高對流傳熱和傳質擴散的效率。低壓過熱蒸汽作為干燥介質，與熱空氣或煙氣相比具有更大干燥能力和環保節能優勢，再加上該裝置具有在其內部對低壓過熱蒸汽連續加熱和與物料逆向對流兩個獨特優勢，使得該型式干燥裝置能夠獲得比其他熱風加熱干燥設備更高的干燥效率和更低的能量消耗。據上述所知，與現有熱風加熱干燥谷物的方法和設備相比，低壓過熱蒸汽干燥裝置是一種具有更多優點的新型氣流快速干燥設備。本發明針對谷物干燥的特定目的及不同谷物的特性差異條件，通過優化谷物干燥工藝及流程設計，綜合性改善谷物干燥設備及系統的整體操作性能，利用專利申請號為201210032262.7的發明所涉及“一種低壓過熱蒸汽干燥物料的裝置”的特性和優點提高系統能力，采用余熱回收技術降低系統能耗，在此基礎之上，特別提出一種氣流快速干燥谷物的工藝方法及其操作系統。該谷物干燥工藝方法及其操作系統，能夠廣泛適用于對多種谷物實施干燥處理，并可以在谷物干燥過程中獲得簡單快速、優質高效和低耗環保的綜合效果O

發明內容
本發明提供了一種逆流式氣流快速干燥谷物的工藝方法及其操作系統。本發明的主要技術方案是，根據不同谷物的性質及其含濕率變化等條件，將含濕率大及具有低熱敏性的谷物干燥工藝設計為預熱、一級干燥、緩蘇、二級干燥、再緩蘇及冷卻等階段，而把含濕量小及具有高熱敏性的谷物干燥工藝設計為預熱、干燥、緩蘇及冷卻等階段，按照各階段的工藝目的和技術要求，采用不同性質的氣體作為干燥介質，選用具有內部加熱功能的控溫式氣流干燥裝置，并合理配置相關輔助設備，組合成一個完整的氣流快速干燥谷物的工藝操作系統，該系統具有組合靈活的運行方式和柔性調控的干燥能力，通過在不同工藝階段對系統操作參數進行控制調節，實施對谷物干燥效率和質量指標的有效監測及管理，使該工藝方法廣泛適用于多種類谷物的干燥處理，并能夠使其在適合質量控制的干燥溫度條件下獲得最佳的干燥效果。本發明涉及的逆流式氣流快速干燥谷物的工藝方法及操作系統具有如下特征:本工藝方法將谷物的干燥過程分為預熱、干燥、緩蘇和冷卻四個階段，在預熱階段利用在谷物干燥過程中產生的剩余蒸汽，以凝結換熱方式對谷物進行預熱；在干燥階段采用低壓過熱蒸汽及熱空氣作為干燥介質，使運動中的谷物在一個內部加熱的封閉空間中與逆向流動的干燥介質直接接觸，通過二者之間的相對運動強化對流傳熱及傳質作用，實現對谷物的快速高效干燥，同時在干燥階段對干燥介質連續加熱并使其循環使用；在緩蘇階段將干燥處理后的熱谷物置放在緩蘇倉內，使熱谷物在適當溫度條件下經過短時間緩蘇，達到谷物內外部溫度和濕度的均衡；在冷卻階段回收干燥介質廢氣中的余熱，利用余熱干燥冷空氣，對入倉前的熱谷物進行冷卻干燥。該工藝方法是在優化谷物干燥工藝及流程的基礎上，通過一個按照所述工藝方法設置并符合其運行流程的工藝操作系統實施的。為了具體實施該工藝方法，根據其工藝流程及技術要求，該操作系統由兩套干燥裝置及與其匹配的谷物預熱器和緩蘇倉，和一套蒸汽冷凝器及抽真空風機、蒸汽發生器及 給水泵、熱風機和冷風機及熱風干燥器等設備組成。根據谷物性質或干燥工藝的不同，該工藝方法所涉及的操作系統能夠作為兩種具有不同運行方式的操作系統使用。其一是用于對谷物實施兩級干燥處理的操作系統，該系統主要包括:第一級干燥裝置和第二級干燥裝置，分別與兩級干燥裝置匹配的兩級谷物預熱器和兩級緩蘇倉，其中每一級的谷物預熱器、干燥裝置、緩蘇倉順序連接，第一級緩蘇倉與第二級谷物預熱器連接；兩級干燥裝置串聯使用并依次對谷物進行連續干燥；兩級谷物預熱器用于利用系統中剩余蒸汽，其和谷物垂直提升機組合成一個整體，對待干燥的谷物進行預熱；兩級緩蘇倉分別將經兩級干燥裝置處理后的熱谷物置于其中作短時間的中間儲存，用于使熱谷物獲得緩蘇。其二是用于對谷物實施單級干燥處理的操作系統，即將按照所述的工藝方法設計的兩級干燥處理操作系統作為兩套分別獨立運行的單級干燥處理操作系統，其中主要包括由第一級干燥裝置，與第一級干燥裝置匹配的第一級谷物預熱器及第一級緩蘇倉組成的單級干燥處理操作系統，和由第二級干燥裝置，與第二級干燥裝置匹配的第二級谷物預熱器及第二級緩蘇倉組成的單級干燥處理操作系統；第一級谷物預熱器、第一級干燥裝置和第一級緩蘇倉順序連接，第一級緩蘇倉與第二級谷物預熱器連接，第二級谷物預熱器、第二級干燥裝置和第二級緩蘇倉順序連接；第一級干燥裝置和第二級干燥裝置作為單獨運行的干燥設備分別在其操作系統中使用，用于對谷物進行干燥處理；第一級谷物預熱器和第二級谷物預熱器用于利用系統中剩余蒸汽，其和谷物垂直提升機組合成一個整體，對待干燥的谷物進行預熱；第一級緩蘇倉和第二級緩蘇倉分別將經第一級干燥裝置和第二級干燥裝置處理后的熱谷物置于其中作短時間的中間儲存，用于使熱谷物獲得緩蘇。上述系統還包括蒸汽冷凝器及抽真空風機、蒸汽發生器及給水泵、熱風機和冷風機及熱風干燥器等輔助設備，其作用是在不同的操作條件下為上述操作系統的正常運行提供支持和保障。該操作系統內各種設備相互之間的工藝聯系和連接位置關系如下:在該操作系統中，兩套干燥裝置是用于產生和循環及加熱干燥介質，并直接實施谷物干燥的設備，其使用低壓過熱蒸汽及熱空氣為干燥介質，其中第一級干燥裝置是采用低壓過熱蒸汽為干燥介質進行工作的，第二級干燥裝置則是采用低壓過熱蒸汽或熱空氣為干燥介質進行工作的。每套干燥裝置分別配置的谷物預熱器和緩蘇倉，是回收余熱預熱待干燥谷物和在緩蘇階段為干燥后谷物提供緩蘇條件的設備。該系統的干燥裝置選用專利申請號為201210032262.7發明所涉及的一種低壓過熱蒸汽干燥物料的裝置(以下簡稱干燥裝置)，因此，將引入低壓過熱蒸汽干燥物料裝置的說明書部分內容作為參考。每套干燥裝置各包括一臺立式盤管導熱油加熱器和一臺循環過熱蒸汽增壓風機，導熱油加熱器的盤管進出管接口與導熱油供熱系統的供應母管和回流母管連接，導熱油加熱器的干燥介質進出口與循環過熱蒸汽增壓風機串聯相接。谷物預熱器和緩蘇倉與每套干燥裝置相配使用，谷物預熱器是該系統在谷物干燥過程中產生的剩余蒸汽的余熱回收設備，其和谷物垂直提升機組合成一個整體，與導熱油加熱器上部的剩余蒸汽排放口連接；緩蘇倉是為干燥后熱谷物設置的一個中間儲存容器，用于短時間堆放加熱干燥后的熱谷物以使其得到緩蘇，緩蘇倉與導熱油加熱器下部的出料輸送機和下一級輸送機連接。在該操作系統中，蒸汽冷凝器及抽真空風機是對谷物預熱器中排出的冷凝水回收、乏汽冷凝和不凝結氣體排放的設備。該操作系統設置一套蒸汽冷凝器及抽真空風機為兩臺谷物預熱器服務，蒸汽冷凝器與兩臺谷物預熱器的乏汽及冷凝水出口相接，其上部與抽真空風機相接。該操作系統中的蒸汽發生器及給水泵是以高溫導熱油為熱源的飽和蒸汽生產設備，在操作系統冷態啟動時為干燥裝置快速提供作為干燥介質的初始蒸汽，同時為谷物預熱器提供預熱用蒸汽。該操作系統設置一套蒸汽發生器及給水泵為兩套干燥裝置提供蒸汽，蒸汽發生器的蒸汽出口與兩套干燥裝置的導熱油加熱器下部蒸汽進口分別相接，給水泵為蒸汽發生器提供給水，其與蒸汽冷凝器和蒸汽發生器相接。此外，熱風機、冷風機及熱風干燥器是，當干燥裝置采用熱空氣為干燥介質時，對干燥谷物后排出的含濕熱空氣進行脫水干燥處理和余熱回收的設備，當干燥裝置采用低壓過熱蒸汽為干燥介質時，其也是排放剩余蒸汽的余熱回收設備。該操作系統僅為第二級干燥裝置配置一套熱風機、冷風機及熱風干燥器，導熱油加熱器頂部的排氣出口與熱風干燥器的熱風進口相接，熱風干燥器的熱風出口與熱風機的進口相接，熱風機的出口與循環過熱蒸汽增壓風機的進口相接；冷風機的進口與大氣相通，其出口與熱風干燥器的冷風進口相接，熱風干燥器的 冷風出口與第二級緩蘇倉的谷物出料口相接。
本發明所涉及的工藝操作系統的工作原理及其主要設備功能如下:專利申請號為201210032262.7發明所涉及的低壓過熱蒸汽干燥物料裝置，利用外部導熱油供熱系統提供的高溫導熱油作為其內部加熱的熱源為干燥裝置提供所需的熱量，并通過內置導熱油加熱盤管向在谷物干燥過程中產生的蒸汽和經增壓在干燥裝置內循環的低壓過熱蒸汽加熱，使二者的混合蒸汽在干燥裝置內部換熱過程中始終保持適當的過熱狀態，同時將其作為谷物的干燥介質，使其在干燥裝置內部自下而上的循環流動中與自上而下運動的谷物直接接觸，通過過熱蒸汽與谷物之間的對流換熱和傳質擴散，實現對谷物的快速加熱和干燥。與導熱油加熱器配套的一臺由變頻器控制電機驅動的循環過熱蒸汽增壓風機，其功能是為作為干燥介質的低壓過熱蒸汽增壓，以使其在干燥裝置內部循環流動。該低壓過熱蒸汽干燥裝置的工作原理及其結構完全適合氣流干燥工藝方法的工作條件，故本發明在所涉及的工藝操作系統中選用該種型式的干燥裝置。該操作系統設置了一臺蒸汽發生器及與其相配的給水泵，其功能是在操作系統冷態啟動時，利用高溫導熱油作為蒸汽發生器的熱源，使其快速生產足夠量的工作壓力為0.2Mpa(絕對壓力)的飽和蒸汽，將蒸汽分別送入預熱后的兩級干燥裝置，蒸汽通過在其內部循環流動并被加熱，使飽和蒸汽過熱后成為低壓過熱蒸汽，作為其運行初期的干燥介質使用，以使該操作系統能夠盡快達到有效的操作條件，同時，還在該操作系統啟動過程中將一部分蒸汽用于對兩級谷物預熱器的預熱。蒸汽發生器和導熱油加熱器所需要的高溫導熱油由同一導熱油供熱系統提供，并由該操作系統內的蒸汽冷凝器提供冷凝水作為蒸汽發生器的給水。濕谷物在導熱油加熱器內部被加熱干燥時，谷物攜帶的外部水分及部分內部水分會被蒸發成飽和蒸汽逸出，當其與作為干燥介質的低壓過熱蒸汽混合并被加熱后，即會變成低壓過熱蒸汽，成為干燥 介質的一部分。經過干燥谷物后具有較低溫度的低壓過熱蒸汽，大部分將直接進入導熱油加熱器的外循環加熱通道再次被加熱，經循環過熱蒸汽增壓風機加壓，然后送入導熱油加熱器的內循環加熱通道繼續加熱并作為干燥介質循環使用，剩余的低壓過熱蒸汽需要排放出系統。為了提高該操作系統的熱能利用效率，排放的剩余蒸汽將被送入谷物預熱器進行余熱回收，利用其氣化潛熱對進入干燥裝置前的待干燥谷物進行預熱；余熱利用后的少量乏汽被冷卻，冷凝水被收集到蒸汽冷凝器內，作為蒸汽發生器的給水使用；抽真空風機用于抽出谷物預熱器及蒸汽冷凝器內的乏汽和不凝結氣體，并在蒸汽冷凝器內部形成負壓環境，以使從導熱油加熱器頂部排放的剩余蒸汽，依靠其排汽余壓進入谷物預熱器進行余熱回收利用。谷物預熱器是一種鋼制夾套結構的板式換熱器，其內通道是谷物提升通道，外通道是蒸汽通道，二者通過兩個通道之間共用的內分界面進行換熱，谷物在內通道內提升過程中被預熱，剩余蒸汽在外通道內向下流動過程中被冷卻凝結。采用低壓過熱蒸汽作為干燥介質，具有其顯著的高效干燥和節能降耗優勢，與相同溫度條件下的熱空氣或煙氣相比，低壓過熱蒸汽因其比熱容大故干燥能力更強，并具有傳熱系數大、傳質阻力小、通過再次加熱升溫即可恢復其干燥能力、干燥后谷物質量高、所排放蒸汽中的余熱易回收利用故使熱能利用效率明顯提高、無氧化和燃燒危險且對環境友好等明顯的優點，但作為干燥介質使用時，常壓條件下過熱蒸汽理論上只能在100°C以上使用，對具有高熱敏性的谷物進行干燥，或在特殊工藝階段，當干燥處理中的谷物表面溫度已接近其質量變化控制溫度仍需要繼續干燥時，可能需要干燥介質的工作溫度低于110°c，此時若采用熱空氣作為低溫干燥介質，就可以避免因工作溫度過低導致過熱蒸汽喪失干燥能力的情況發生。為了使該操作系統適用于對高熱敏性谷物進行干燥，同時又不放棄使用低壓過熱蒸汽作為干燥介質的諸多好處，則需要針對不同的谷物性質和工藝溫度要求，選擇使用低壓過熱蒸汽或熱空氣作為干燥介質，也就是說根據工藝條件的變化，需要在同一套干燥裝置中將過熱蒸汽和熱空氣互換使用。為此，該操作系統設置了熱風機、冷風機和熱風干燥器，當干燥裝置使用熱空氣作為干燥介質時，將干燥谷物后的含濕熱空氣分為兩部分，一部分含濕熱空氣通過導熱油加熱器的外循環加熱通道直接加熱升溫，由循環過熱蒸汽增壓風機增壓后再次送入導熱油加熱器循環使用；另一部分含濕熱空氣將由導熱油加熱器的上部抽出，經過熱風干燥器冷卻脫水，熱風干燥器是由外部環境溫度的新鮮空氣與含濕熱空氣進行換熱的冷卻設備，含濕熱空氣經過冷卻降溫，將其中部分濕氣變成冷凝水排出，使得該部分含濕熱空氣脫水干燥，再由熱風機增壓后與來自外循環加熱通道的循環熱空氣混合，送入循環過熱蒸汽增壓風機增壓，再次被送入導熱油加熱器繼續加熱循環使用；經過與含濕熱空氣換熱后，來自冷風機的新鮮空氣溫度得到提高，使其處于非飽和狀態，在谷物緩蘇后的冷卻階段，這部分干燥的空氣將被用作冷卻風，對入倉前的谷物進行降溫和干燥處理。根據谷物的性質及其含濕率條件的變化，本發明涉及的氣流快速干燥谷物的工藝操作系統適應于在以下條件選擇應用:對于含濕量大的濕谷物，適合采用兩級干燥的工藝進行干燥處理，其干燥工藝通過預熱、一級干燥、緩蘇、二級干燥、再緩蘇和冷卻等工藝階段實施。采用兩級干燥工藝時，每一級干燥裝置的操作條件可以根據谷物的性質和含濕率進行調整，即為了提高該操作系統的干燥能力并避免谷物因超溫而導致質量下降，需要合理地確定第一級干燥裝置的干燥介質溫度，應當對第二級干燥裝置的干燥介質溫度加以限制。對于待干燥谷物具有較低熱敏性的情況，第一級干燥裝置和第二級干燥裝置都采用110°C 180°C范圍的低壓過熱蒸汽作為其干燥介質；對于待干燥的谷物具有較高熱敏性的情況，第一級干燥裝置采用110°C 180°c范圍的低壓過熱蒸汽為其干燥介質，而第二級干燥裝置采用50°C 110°C范圍的熱空氣作為其干燥介質；兩種干燥介質的工作溫度可以在其適用溫度范圍內進行調節。對于含濕量小或具有較高熱敏性的谷物，適合采用單級干燥工藝進行干燥處理，其干燥工藝通過預熱、干燥、緩蘇和冷卻等工藝階段實施。采用單級干燥工藝時，可以選擇所使用的干燥裝置，其操作條件根據谷物的性質和含濕率進行調整。第一級干燥裝置用于單級干燥工藝時，使用低壓過熱蒸汽作為干燥介質；第二級干燥裝置用于單級干燥工藝時，選擇低壓過熱蒸汽或熱空氣作為干燥介質；兩種干燥介質的工作溫度可以在其適用溫度范圍內進行調節。對于具有更高熱敏性的谷物，當其需要干燥介質的工作溫度更低時，采用50°C 110°c范圍的熱空氣作為其干燥介質，選擇單級干燥工藝和使用第二級干燥裝置實施干燥，或使用第二級干燥裝置對一定數量的待干燥谷物重復進行單級干燥處理。因為在此情況下，該操作系統的干燥能力已受到較大限制，如經過單級干燥處理后谷物尚不能達到工藝所要求的含濕率，則可以利用緩蘇倉的存儲 條件，使用第二級干燥裝置對一定數量的待干燥谷物重復進行單級干燥處理，即能夠使重復干燥處理后的谷物達到干燥工藝所要求的含濕率條件。本發明涉及的逆流式氣流快速干燥谷物的工藝方法及其工藝操作系統，在實施兩級干燥工藝的過程中包括如下操作步驟:1)由外部液相導熱油供熱系統向兩級干燥裝置和蒸汽發生器提供高溫導熱油，對設備和系統進行預熱和供熱；啟動給水泵向蒸汽發生器供水，并產生0.2Mpa(絕對壓力)的飽和蒸汽。2)當第一級導熱油加熱器內部溫度達到200°C以上時，從其下部送入飽和蒸汽，啟動抽真空風機以蒸汽置換空氣，并對兩級谷物預熱器進行預熱。3)當第一級導熱油加熱器頂部的過熱蒸汽溫度達到130°C和壓力達到0.12Mpa(絕對壓力)時，啟動第一級循環過熱蒸汽增壓風機，使低壓過熱蒸汽通過導熱油加熱器循環流動；當過熱蒸汽循環流速達到最低設計流速時，停止向其輸送飽和蒸汽，開始向第二級導熱油加熱器下部送入飽和蒸汽。4)將待干燥谷物經第一級谷物預熱器送至第一級導熱油加熱器上部，由給料機將少量谷物均勻送入第一級導熱油加熱器進行第一級干燥處理。5)逐漸增加送入第一級導熱油加熱器的待干燥谷物數量，根據第一級導熱油加熱器頂部過熱蒸汽溫度和干燥后谷物的含濕量及其表面溫度的變化，調節第一級導熱油加熱器內過熱蒸汽循環量和導熱油流量及溫度，控制其頂部的過熱蒸汽排氣溫度保持在110°c，同時使循環過熱蒸汽的最高溫度不高于180°C。6)當第二級導熱油加熱器頂部的過熱蒸汽溫度達到130°C和壓力達到0.12Mpa(絕對壓力)時，啟動第二級循環過熱蒸汽增壓風機，使低壓過熱蒸汽通過第二級導熱油加熱器循環流動，停止抽真空風機工作；過熱蒸汽循環流速達到最低設計流速時，停止蒸汽發生器及給水泵工作。7)將經過第一級干燥處理后的谷物送入第一級緩蘇倉，當倉內谷物達到最小堆存數量并且其堆放時間超過20分鐘時，將緩蘇后的谷物經第二級谷物預熱器送至第二級導熱油加熱器上部，由給料機將少量谷物均勻送入第二級導熱油加熱器進行第二級干燥處理。8)逐漸增加送入第二級導熱油加熱器的待干燥谷物數量，根據干燥后谷物的含濕量及表面溫度升高情況，調節第二級導熱油加熱器內過熱蒸汽循環量及其最高溫度不高于160°C，控制其頂部的過熱蒸汽排氣溫度保持在110°C和第二級干燥處理后谷物的表面溫度不超出其質量控制溫度。9)當第一級干燥裝置和第二級干燥裝置實現連續運行后，根據干燥處理后谷物含濕量的變化情況，通過調節高溫導熱油流量及谷物處理量，對兩級干燥裝置的工作溫度和操作負荷進行適當調整和合理分配。10)在第一級導熱油加熱器的頂部，將干燥谷物后排出的低壓過熱蒸汽分為兩部分，一部分作為干燥介質經第一級導熱油加熱器再次加熱后循環使用，剩余的蒸汽被送入兩級谷物預熱器進行余熱回收，其冷凝水被收集利用。11)當第二級導熱油加熱器頂部的蒸汽壓力大于0.12Mpa (絕對壓力)時，啟動熱風機和冷風機，將第二級導熱油加熱器內多余的低壓過熱蒸汽，送入熱風干燥器回收余熱；利用余熱加熱后的冷卻空氣送至第二級緩蘇倉的出料口，用于對緩蘇后的熱谷物進行冷卻干燥；當谷物溫度達到不高于環境溫度8°C時入倉儲存。12)當第二級干燥裝置采用熱空氣作為其干燥介質時，除了在上述步驟3)中不對第二級導熱油加熱器提供飽和蒸汽和停止蒸汽發生器工作外，繼續執行上述步驟I)至步驟5)進行操作；在步驟6)中將干燥介質改用熱空氣，繼續執行上述步驟6)至步驟10);將執行上述步驟11)改為執行下述步驟13)。13)在第二級導熱油加熱器的頂部，將干燥谷物后排出的含濕熱空氣分為兩部分，一部分作為干燥介質經第二級導熱油加熱器再次加熱并加壓后循環使用，剩余部分送入熱風干燥器經降溫脫水，然后由熱風機增壓并與再次加熱后的高溫熱空氣混合，由第二級循環過熱蒸汽增壓風機送入第二級導熱油加熱器內繼續加熱并循環使用；通過熱風干燥器加熱的冷卻空氣，送至第二級緩蘇倉的出料口，對緩蘇后的熱谷物進行冷卻干燥。對待干燥谷物采用單級干燥工藝處理時，需要根據其工藝溫度選擇所使用的干燥介質。如采用低壓過熱蒸汽為干燥介質，可以獨立操作第一級干燥裝置或第二級干燥裝置，并執行上述步驟I)至步驟11)中有關第一級干燥裝置或第二級干燥裝置的操作要求；如采用熱空氣為干燥介質，需要獨立操作第二級干燥裝置，并執行上述步驟1)、6)、8)和13)中有關第二級干燥裝置的操作要求。當干燥裝置采用單級干燥工藝操作運行時，將待干燥谷物直接送入所操作干燥裝置的導熱油加熱器上部的給料機，干燥處理后的谷物進入與其相接的緩蘇倉，緩蘇后的谷物經冷卻直接送進谷倉儲存。本發明的有益效果是:采用氣流干燥工藝對谷物進行干燥處理，通過對干燥介質的合理選用，和對干燥介質工作溫度及其傳遞熱量實時調節，實現對谷物干燥過程的自主控制，并達到快速干燥谷物，提高干燥裝置能力及降低系統能耗的效果。逆流式氣流快速干燥谷物的工藝方法及所述工藝操作系統具有干燥速度快、處理能力大、熱能利用效率高、干燥后谷物質量好、系統內設備組合靈活且適應性強、適合多種谷物的連續干燥處理、工藝過程對環境友好等優點。`


下面的附圖對本發明涉及的逆流式氣流快速干燥谷物的工藝方法及其操作系統做進一步的說明:圖1為逆流式氣流快速干燥谷物的工藝方法流程及其操作系統示意圖，該圖表示了所述工藝方法的流程和操作系統內的主要設備，以及設備之間的安裝位置關系。圖1中所示各設備及部件名稱及其編號為:第一級干燥裝置I，第一級導熱油加熱器Ia，第一級循環過熱蒸汽增壓風機lb，第一級谷物預熱器2，第一級緩蘇倉3，蒸汽冷凝器4，抽真空風機5，蒸汽發生器6，給水泵7，第二級干燥裝置8，第二級導熱油加熱器8a，第二級循環過熱蒸汽增壓風機8b，第二級谷物預熱器9，第二級緩蘇倉10，熱風機11，冷風機12，熱風干燥器13。圖2為專利申請號為201210032262.7發明所涉及的低壓過熱蒸汽干燥物料裝置的示意圖，該圖表示了該裝置包括的兩個主要設備的工作流程及二者之間的安裝位置關系，和立式盤管導熱油加熱器的內部結構及其主要部件相對位置的示意。圖2中所示設備及及其部件名稱及其編號為:
導熱油加熱器I"，循環過熱蒸汽增壓風機2"，鋼制外殼3"，加熱盤管組4"，外層加熱盤管組4a"，內層加熱盤管組4b"，中心輔助加熱管5"，外循環加熱通道6"，內循環加熱通道7"，進料分配器8"，過熱蒸汽出口溫度測點9"，外循環加熱通道的過熱蒸汽出口 10"，內循環加熱通道的過熱蒸汽進口 11"，給料器12"。
具體實施例方式本發明涉及的逆流式氣流快速干燥谷物的工藝方法，其工藝流程和具體實施方式
是:根據待干燥谷物的特性、含濕率和干燥處理量，按照本發明所述工藝方法和主要設備性能，設計并組成一個符合其工藝流程的操作系統，該操作系統需要具有靈活的工藝適應性和高效的干燥能力，并符合節能降耗和安全環保的要求。根據谷物性質或干燥工藝的不同，按照所述的工藝方法設計的操作系統能夠作為兩種具有不同運行方式 的操作系統使用，其一是用于對谷物實施兩級干燥處理的操作系統，其二是用于對谷物實施單級干燥處理的操作系統。采用所述的工藝方法對谷物進行兩級干燥處理的操作系統，該系統包括:第一級干燥裝置I和第二級干燥裝置8，分別與兩級干燥裝置I和8匹配的兩級谷物預熱器2及9和兩級緩蘇倉3及10，其中每一級的谷物預熱器、干燥裝置、緩蘇倉順序連接，第一級緩蘇倉3與第二級谷物預熱器9連接；兩級干燥裝置I和8串聯使用并依次對谷物進行連續干燥；兩級谷物預熱器2及9用于利用系統中剩余蒸汽，其和谷物垂直提升機組合成一個整體，對待干燥的谷物進行預熱；兩級緩蘇倉3及10分別將經兩級干燥裝置I和8處理后的熱谷物置于其中作短時間的中間儲存，用于使熱谷物獲得緩蘇。采用所述的工藝方法對谷物進行單級干燥處理的操作系統，即將按照所述的工藝方法設計的兩級干燥處理操作系統作為兩套分別獨立運行的單級干燥處理操作系統，其中包括由第一級干燥裝置I，與第一級干燥裝置I匹配的第一級谷物預熱器2及第一級緩蘇倉3組成的單級干燥處理操作系統，和由第二級干燥裝置8，與第二級干燥裝置8匹配的第二級谷物預熱器9及第二級緩蘇倉10組成的單級干燥處理操作系統；第一級谷物預熱器2、第一級干燥裝置I和第一級緩蘇倉3順序連接，第一級緩蘇倉3與第二級谷物預熱器9連接，第二級谷物預熱器9、第二級干燥裝置8和第二級緩蘇倉10順序連接；第一級干燥裝置I和第二級干燥裝置8作為單獨運行的干燥設備分別在其操作系統中使用，用于對谷物進行干燥處理；第一級谷物預熱器2和第二級谷物預熱器9用于利用系統中剩余蒸汽，其和谷物垂直提升機組合成一個整體，對待干燥的谷物進行預熱；第一級緩蘇倉3和第二級緩蘇倉10分別將經第一級干燥裝置I和第二級干燥裝置8處理后的熱谷物置于其中作短時間的中間儲存，用于使熱谷物獲得緩蘇。上所述的操作系統，還包括:蒸汽冷凝器4、抽真空風機5 ;其中蒸汽冷凝器4對兩級谷物預熱器2及9中排出的冷凝水進行回收，并且由給水泵7輸送到蒸汽發生器6中；抽真空風機5將蒸汽冷凝器4中的乏汽及不凝結的氣體抽出并排放。以上述的操作系統，還包括:蒸汽發生器6和給水泵7 ;其中蒸汽發生器6是以高溫導熱油為熱源的飽和蒸汽生產設備，用于在系統冷態啟動時為兩級干燥裝置I和8快速提供作為干燥介質的初始蒸汽，同時為兩級谷物預熱器2及9提供預熱用蒸汽；給水泵7將蒸汽冷凝器4中的冷凝水輸送到蒸汽發生器6中作為其給水利用。此外，上述的系統還包括:熱風機11、冷風機12和熱風干燥器13。當第二級干燥裝置8采用熱空氣為干燥介質時，熱風機11、冷風機12和熱風干燥器13用于對干燥谷物后排出的含濕熱空氣進行脫水干燥處理和余熱回收，當干燥裝置采用低壓過熱蒸汽為干燥介質時，其也是排放剩余蒸汽的余熱回收設備。第二級干燥裝置8排出的含濕熱空氣將冷風機12送入熱風干燥器13的冷風加熱，加熱后的冷風送入第二級緩蘇倉10的出料口對谷物進行冷卻干燥；脫水干燥后的熱空氣被熱風機11送入第二級干燥裝置8中循環利用。所述操作系統內各種設備相互之間的工藝聯系和連接位置關系如附圖1所示。其中，第一級谷物預熱器2、第一級干燥裝置I和第一級緩蘇倉3順序連接，第一級緩蘇倉3與第二級谷物預熱器9連接，第二級谷物預熱器9、第二級干燥裝置8和第二級緩蘇倉10順序連接；第一級干燥裝置I和第二級干燥裝置8的導熱油加熱器Ia和8a分別與導熱油供熱系統連接，導熱油加熱器Ia和8a的外循環加熱通道的循環過熱蒸汽出口 10"和內循環加熱通道的過熱蒸汽進口 11"分別與循環過熱蒸汽增壓風機Ib和8b的蒸汽進出口相接；蒸汽發生器6的蒸汽出口與導熱油加熱器Ia和Sa的內循環加熱通道的過熱蒸汽進口 11"連接；第一級谷物預熱器2和第二級谷物預熱器9的蒸汽進口與第一級導熱油加熱器Ia頂部的排汽口連接，兩級谷物預熱器2和9的冷凝水和乏汽排放口與蒸汽冷凝器4相接，蒸汽冷凝器4的排氣口與抽真空風機5的進氣口相接，給水泵7的進出口分別與蒸汽發生器6和蒸汽冷凝器4相接；導熱油加熱器83頂部的蒸汽出口與熱風干燥器13的熱風進口相接，熱風干燥器13的熱風出口與熱風機11的進口相接，熱風機11的出口與循環過熱蒸汽增壓風機8b的進口相接；冷風機12的進口與大氣相通，其出口與熱風干燥器13的冷風進口相接，熱風干燥器13的冷風出口與第二級緩蘇倉9的谷物出料口相接。該操作系統啟動初始，將外部的液相導熱油供熱系統作為熱源，向系統內第一級干燥裝置1、第二級干燥裝置8和蒸汽發生器6分別提供高溫導熱油，對設備和系統進行預熱和供熱；啟動給水泵7向蒸汽發生器6提供給水，由其產生0.2Mpa (絕對壓力)的飽和蒸汽。當第一級干燥裝置I的導熱油加熱器Ia內部溫度達到200°C以上時，首先將飽和蒸汽由其下部送入第一級導熱油加熱器Ia，通過其內置加熱盤管對蒸汽加熱，使其成為過熱蒸汽。此時啟動抽真空風機5，將第一級導熱油加熱器Ia頂部的蒸汽抽入第一級谷物預熱器2和第二級谷物預熱器9，用于置換系統內空氣并對第一級谷物預熱器2和第二級谷物預熱器9進行預熱，蒸汽在第一級谷物預熱器2和第二級谷物預熱器9內由上向下的流動過程中被冷凝，使蒸汽冷凝器4以及與其連接的第一級谷物預熱器2和第二級谷物預熱器9內形成微負壓，以保證蒸汽被連續送入第一級和第二級谷物預熱器2和9。其冷凝水被蒸汽冷凝器4收集，作為蒸汽發生器6的給水使用。當第一級導熱 油加熱器Ia頂部的過熱蒸汽溫度達到130°C和蒸汽壓力達到0.12Mpa (絕對壓力)時，啟動第一級循環過熱蒸汽增壓風機lb，使低壓過熱蒸汽由其上部轉換方向進入第一級導熱油加熱器Ia的外循環加熱通道6"，通過位于該通道下部的外循環加熱通道的過熱蒸汽出口 10"進入第一級循環過熱蒸汽增壓風機lb，經過風機加壓后再由第一級導熱油加熱器Ia下部內循環加熱通道的過熱蒸汽進口 11"進入其內循環加熱通道7"，形成了干燥介質在第一級導熱油加熱器Ia內部的再加熱及循環流動。由于低壓過熱蒸汽在整個循環過程中連續從導熱油加熱盤管4"獲得補充熱量，只有在與谷物接觸時才會向谷物釋放熱量，所以其循環流動過程同時也是干燥介質的換熱和對谷物進行干燥的過程。當第一級導熱油加熱器Ia內的過熱蒸汽循環流速達到最低設計流速時，停止向其輸送飽和蒸汽，蒸汽發生器6開始向第二級導熱油加熱器8a下部送入飽和蒸汽。啟動第一級干燥裝置I的谷物輸送機和垂直提升機，將待干燥谷物經第一級谷物預熱器2送至第一級導熱油加熱器Ia上部，由給料機12"逐步將少量谷物均勻送入第一級導熱油加熱器Ia內，經過進料分配器8"，濕谷物由上至下分層下落，干燥介質自下而上循環流動，二者逆向對流并通過傳熱和傳質過程除去谷物中的水分。逐步增加送入第一級導熱油加熱器Ia的待干燥谷物量，根據第一級導熱油加熱器Ia頂部過熱蒸汽溫度和干燥后谷物的含濕量及其表面溫度的變化，調節第一級導熱油加熱器Ia內過熱蒸汽循環量和各級加熱盤管的導熱油流量及溫度，使第一級導熱油加熱器Ia頂部的過熱蒸汽溫度保持在110°C，同時控制其內部過熱蒸汽的最高溫度不高于180°C，并且使干燥處理的谷物數量及除濕率達到工藝要求。谷物中的外部水分以飽和蒸汽的形態與谷物分離，其與周圍作為干燥介質流動的過熱蒸汽混合并被加熱，變成溫度更低的過熱蒸汽，即作為干燥介質的一部分，繼續向上流動并加熱和干燥與其接觸的其他谷物，直至到達第一級導熱油加熱器Ia的頂部。在此處，已降低溫度的過熱蒸汽被控制在110°C左右，其大部分將被再次加熱和增壓后作為干燥介質循環使用，根據第一級導熱油加熱器Ia內蒸汽壓力的變化，剩余的過熱蒸汽將被排出第一級導熱油加熱器Ia，利用其蒸汽余壓分別進入第一級谷物預熱器2和第二級谷物預熱器9進行余熱回收，其冷凝水被收集利用。當第二級導熱油加熱器8a頂部的過熱蒸汽溫度達到130°C和蒸汽壓力達到0.12Mpa (絕對壓力)時，啟動第二級循環過熱蒸汽增壓風機8b，使低壓過熱蒸汽增壓并在第二級導熱油加熱器8a內循環流動。當第二級導熱油加熱器8a內的過熱蒸汽循環流速達到最低設計流速時，停止抽真空風機5工作，停止蒸汽發生器6及給水泵7工作。將經過第一級導熱油加熱器Ia干燥后的谷物送入第一級緩蘇倉3，當第一級緩蘇倉3內谷物達到最小堆存數量并且其堆放時間超過20分鐘時，即可結束其緩蘇階段，啟動第二級干燥裝置8的谷物輸 送機和垂直提升機，將緩蘇后的谷物經第二級谷物預熱器9送至第二級導熱油加熱器8a上部，由給料機逐步將谷物少量均勻送入第二級導熱油加熱器8a內進行第二級干燥處理。當第二級導熱油加熱器83頂部的過熱蒸汽溫度在110°C以上，其內部過熱蒸汽的最高溫度達到工藝要求的控制溫度時，逐步增加送入第二級導熱油加熱器Sa的谷物量，并控制第二級導熱油加熱器8a內過熱蒸汽的循環量及其最高溫度，同時檢測經第一級和第二級干燥后谷物的表面溫度升高情況，以避免經過第二級干燥處理后谷物的表面溫度超出其質量控制溫度。當第一級干燥裝置I和第二級干燥裝置8實現連續運行后，根據干燥處理后谷物含濕量的變化情況，通過調節高溫導熱油和過熱蒸汽的流量及其溫度，對兩級干燥裝置的工作溫度和操作負荷進行適當調整和合理分配，并通過對谷物處理量的控制，實現對兩級干燥裝置工藝條件的優化和使該系統保持穩定操作。在谷物干燥過程中由第二級導熱油加熱器8a產生的低壓過熱蒸汽，除用于對其自用干燥介質的補充之外，剩余的過熱蒸汽將被排出，按照第二級導熱油加熱器83頂部蒸汽壓力在0.11 0.12Mpa (絕對壓力)范圍的條件，由一臺變頻器控制電機驅動的熱風機11控制其蒸汽排放量，將剩余蒸汽抽入熱風干燥器13進行回收余熱，與來自冷風機12的冷卻空氣進行換熱，加熱后的冷卻空氣送至第二級緩蘇倉10的出料口，用于對緩蘇后的熱谷物進行冷卻干燥。當冷卻后的谷物溫度達到不高于環境溫度8°C時，即可入倉儲存。當第二級干燥裝置8采用熱空氣作為其干燥介質時，需要在第一級干燥裝置I內過熱蒸汽循環流速達到最小設計流速時，停止蒸汽發生器6和給水泵7工作，不用對第二級導熱油加熱器8a提供飽和蒸汽，但對第二級導熱油加熱器8a及其第二級谷物預熱器9的預熱需要繼續執行。當第二級導熱油加熱器8a頂部的熱空氣溫度達到干燥介質的設計排氣溫度時，啟動第二級循環過熱蒸汽增壓風機8b，對熱空氣增壓，使其在第二級導熱油加熱器Sa內循環流動并被加熱，直至熱空氣溫度達到干燥介質的最高工作溫度，然后啟動第二級干燥裝置8的谷物輸送機和垂直提升機，將第一級緩蘇后的谷物經第二級谷物預熱器9送至第二級導熱油加熱器8a上部，由給料機12"逐步將谷物少量均勻送入第二級導熱油加熱器Sa內進行第二級干燥處理。在第二級導熱油加熱器8a上部，干燥谷物后的含濕熱空氣被分為兩部分，其中一部分直接進入第二級導熱油加熱器8a的外循環加熱通道6"再次加熱，剩余部分由熱風機11吸入熱風干燥器13與來自冷風機12的冷空氣進行換熱，降溫脫水后的低溫熱空氣由熱風機11增壓后，與再加熱后的高溫循環熱空氣混合，然后經第二級循環過熱蒸汽增壓風機8b加壓，送入第二級導熱油加熱器8a的內循環加熱通道7"繼續加熱并循環使用。當待干燥的谷物僅需要采用單級干燥處理時，首先根據干燥介質的工作溫度選擇干燥介質。如采用低壓過熱蒸汽為干燥介質，可以選擇單獨操作第一級干燥裝置I或第二級干燥裝置8，并按照上述有關第一級或第二級干燥裝置采用低壓過熱蒸汽為干燥介質時的工藝步驟進行操作；如采用熱空氣為干燥介質，則需要獨立操作第二級干燥裝置8，并執行上述有關第二級干燥裝置8采用熱空氣為干燥介質時的工藝步驟進行操作。采用第一級干燥裝置I運行時，待干燥谷物經第一級谷物預熱器2被直接送入第一級導熱油加熱器Ia上部的給料機12"， 干燥處理后的谷物進入與其相接的第一級緩蘇倉3，緩蘇后的谷物經冷卻后直接送進谷倉儲存。采用第二級干燥裝置8運行時，待干燥谷物首先被直接送至第一級緩蘇倉3，經第二級谷物預熱器9再送至第二級導熱油加熱器8a上部的給料機12"，干燥處理后的谷物進入與其相接的第二級緩蘇倉10，緩蘇后的谷物經冷卻后直接送進谷倉儲存。本發明所涉及的逆流式氣流快速干燥谷物的工藝方法適合于可呈流態化運動的多種不同性質谷物及其他顆粒狀物料的干燥處理，尤其適用于對具有高熱敏性、氧化反應、高含濕量和大批量的物料進行連續干燥處理，例如，谷物、種子、礦砂、食品、動物飼料、化學
工業產品等。下面的實施例對本發明所涉及的逆流式氣流快速干燥谷物的工藝方法做進一步的說明:實施例1被干燥谷物為含濕率為30%的稻谷，要求干燥后稻谷的含濕率小于13%，工藝操作系統的干燥能力為處理量20噸/小時。被干燥谷物的特性是:非育種用稻谷的干燥主要為除去其外部水分及部分內部水分，其中主要部分是易于去除的外部水分，其內部水分雖然少而且稻谷顆粒相對較小，但因為有稻殼包覆，使其內部水分難以快速脫出，同時干燥介質的工作溫度過高會使干燥后期的稻谷產生裂紋或破碎，稻谷的溫度超過45°C，其外在質量和內在質量都會降低，故干燥過程中需要對干燥介質溫度和加熱條件加以限制。此外，由于谷物干燥處理場所的條件所限，稻谷在干燥處理前無法進行預熱。為此，需在采用兩級干燥的工藝，即在稻谷溫度低而含濕率高的初始干燥條件下，通過在第一級干燥裝置(I)內提高干燥介質流量和采用適當的高溫，對其加熱并將其外部水分及少量內部水分去除；然后，在稻谷溫度升高而且含濕率降低的條件下進行第一級緩蘇，緩蘇后的稻谷送入第二級干燥裝置(8)內進行干燥，通過適當降低干燥介質工作溫度并保持較高的流速，以除去其中更多的內在水分，并保證干燥后稻谷的表皮溫度低于其質量變化控制溫度；此后，對其進行第二級緩蘇，并對再次緩蘇后的稻谷采用干燥的冷卻空氣進行冷卻，在冷卻過程中使其含濕率進一步降低。根據以上條件，采用本發明涉及的逆流式氣流快速干燥谷物的工藝方法對稻谷進行干燥處理。該干燥工藝系統的設計條件為:干燥系統的處理能力為稻谷20噸/小時，最大除濕量為3500kg/hr.，最大加熱功率為5500KW，第一級干燥裝置(I)采用低壓過熱蒸汽作為干燥介質，其最高工作溫度為160°C，第二級干燥裝置(8)采用熱空氣作為干燥介質，其最高工作溫度為100°C。該系統主要設備的能力及工藝參數如下:采用兩套專利申請號為201210032262.7發明所涉及的低壓過熱蒸汽干燥物料的裝置作為兩級干燥設備，根據兩級干燥裝置的功能及工藝要求，二者之間的干燥能力及熱負荷分配比例為7:3，即第一級干燥裝置(I)具有70%的系統干燥處理能力。第一級干燥裝置(I)的第一級導熱油加熱器(Ia)設計最大加熱功率為4500KW，加熱操作負荷為4000KW ;供熱系統提供的傳熱介質為LQ-D320導熱油，第一級導熱油加熱器(Ia)的供油溫度為260°C和回油溫度為200°C，其最大操作負荷所需的導熱油流量為160M3/hr ;第一級導熱油加熱器(Ia)的干燥介質為低壓過熱蒸汽，低壓過熱蒸汽的最高工作溫度為160°C，排汽溫度為110°C，排放蒸汽的壓力為0.1lMPa (絕對壓力)；第一級導熱油加熱器(Ia)的最高工作壓力為0.14MPa (絕對壓力)，其設計過熱蒸汽循環量為20MT/hr.。第一級循環過熱蒸汽增壓風機(Ib)的工作條件為:過熱蒸汽設計最大排量為50, 000 m3/hr.，過熱蒸汽壓力為0.14MPa (絕對壓力)，過熱蒸汽溫度為150°C。第一級谷物預熱器(2)按照谷物垂直提升機的結構尺寸設計。第一級緩蘇倉(3)的容積按照20m3設計，干燥后谷物的緩蘇時間大于30分鐘。第二級干燥裝置(8)的第二級導熱油加熱器(8a)設計最大加熱負荷是2500KW，加熱操作負荷為1500KW ;傳熱介質為LQ-D320導熱油，第二級導熱油加熱器(8a)的供油溫度為260°C和回油溫度為200°C，其最大操作負荷所需導熱油流量為80M3/hr ;第二級導熱油加熱器(8a)的干燥介質為熱空氣，熱空氣的最高工作溫度為100°C，含濕熱空氣的排氣溫度為60°C，含濕熱空氣的排放壓力為0.1OMPa (絕對壓力)；第二級導熱油加熱器(8a)的工作壓力為0.12MPa (絕對壓力)，其設計熱空氣循環量為32，000 m3/hr.。第二級循環過 熱蒸汽增壓風機(8b)的工作條件為:熱空氣設計最大排量為40，000m3/hr.，工藝操作排量為32，000 m3/hr.，熱空氣壓力為0.12MPa (絕對壓力)，熱空氣的工作溫度為90°C。
第二級谷物預熱器(9 )和第二級緩蘇倉(10 )與第一級谷物預熱器(2 )和第一級緩蘇倉(3)的設計條件相同。蒸汽發生器(6)的設計蒸發量為0.8T/hr.飽和蒸汽，蒸汽壓力為0.2Mpa (絕對壓力)，其熱源為260°C的導熱油，；給水泵(7)的排量為2.0 m3/hr，揚程為15m。蒸汽冷凝器(4)的設計容量為5 m3，抽真空風機(5)的排量為500 m3/hr.
熱風機(11)的設計排量為16，000 m3/hr.，熱風壓力為0.1lMPa (絕對壓力);冷風機(12)的設計排量為8，000 m3/hr.;熱風干燥器(13)的換熱面積按照冷、熱風量及其溫度進行設計。該工藝操作系統的操作過程如下:1.由外部的液相導熱油供熱系統向第一級干燥裝置(I)、第二級干燥裝置(8)和蒸汽發生器(6)分別提供高溫導熱油，對設備和系統進行預熱和供熱；啟動給水泵(7)向蒸汽發生器(6)提供給水，產生0.2Mpa(絕對壓力)的飽和蒸汽。2.當第一級導熱 油加熱器(Ia)內部溫度達到200°C以上時，將飽和蒸汽由其下部的過熱蒸汽進口 11"送入第一級導熱油加熱器(Ia)，使其加熱后成為過熱蒸汽。啟動抽真空風機(5)，第一級導熱油加熱器(Ia)內的蒸汽由其頂部排出后，被抽入第一級谷物預熱器(2 )和第二級谷物預熱器(9 )，用于置換空氣并進行預熱。3.當第一級導熱油加熱器(Ia)頂部的過熱蒸汽溫度達到130°C和蒸汽壓力達到0.12Mpa (絕對壓力)時，啟動第一級循環過熱蒸汽增壓風機(lb)，使干燥介質在第一級導熱油加熱器(Ia)內部循環流動并被連續加熱。當第一級導熱油加熱器(Ia)內的過熱蒸汽循環流速達到最低設計流速時，蒸汽發生器(6)停止向其輸送飽和蒸汽，停止抽真空風機
(5)、蒸汽發生器(6)及給水泵(7)工作。4.將待干燥稻谷經第一級谷物預熱器(2)逐步少量均勻送入第一級導熱油加熱器(Ia)進行第一級干燥處理。根據第一級導熱油加熱器(Ia)頂部過熱蒸汽溫度和干燥處理后稻谷的含濕量及其表面溫度的變化，逐步增加送入的待干燥稻谷量，調節第一級導熱油加熱器(Ia)內過熱蒸汽循環量和各級加熱盤管的導熱油流量及溫度，使干燥介質的最高工作溫度不高于160°c，同時將其最低工作溫度控制在110°C。5.將經過第一級導熱油加熱器(Ia)干燥后的稻谷送入第一級緩蘇倉(3)進行緩蘇。干燥谷物后的大部分低壓過熱蒸汽由第一級導熱油加熱器(Ia)上部轉向進入外循環加熱通道(6")，經過再加熱和增壓后作為干燥介質循環使用，剩余的低壓過熱蒸汽將被排出第一級導熱油加熱器(la)，進入第一級谷物預熱器(2)和第二級谷物預熱器(9)進行余熱回收。6.當第二級導熱油加熱器(8a)頂部的熱空氣溫度達到130°C時，啟動第二級循環過熱蒸汽增壓風機(8b)，使熱空氣在第二級導熱油加熱器(Sa)內循環流動并被連續加熱。7.當第二級導熱油加熱器(8a)內的熱空氣循環流速達到最低設計流速時，將緩蘇后的稻谷經第二級谷物預熱器(9)逐步少量均勻送入第二級導熱油加熱器(Sa)進行第二級干燥處理。8.逐步增加送入第二級導熱油加熱器(8a)的稻谷量，調節第二級導熱油加熱器(Sa)內循環過熱蒸汽量和各級加熱盤管的導熱油流量及溫度，控制干燥介質的最高溫度不高于100°C，其最低溫度維持在60°C，同時檢測經第一級干燥處理后稻谷的表面溫度不超過40°C和第二級干燥處理后稻谷的表面溫度不超過45°C。9.將經過第二級導熱油加熱器(8a)干燥后的稻谷送入第二級緩蘇倉(10)進行緩蘇。干燥谷物后的含濕熱空氣保持在60°C左右，在第二級導熱油加熱器(8a)上部被分為兩部分，其中一部分直接進入外循環加熱通道(6")，經過再加熱和增壓后作為干燥介質循環使用，其余部分的含濕熱空氣將從第二級導熱油加熱器(8a)頂部排出，進行脫水干燥處理。10.啟動熱風機(11)和冷風機(12)，根據熱空氣含濕率的變化，通過調節熱風機
(11)的排量控制含濕熱空氣的處 理量。排放出的含濕熱空氣進入熱風干燥器(13)，通過降溫脫水并回收余熱，干燥后的低溫熱空氣經熱風機(11)增壓與被直接加熱后的高溫含濕熱空氣混合，經第二級循環過熱蒸汽增壓風機(8b)加壓后，送回第二級導熱油加熱器(Sa)再次循環使用；由冷風機(12)提供的冷空氣被熱風干燥器(13)加熱后送入第二級緩蘇倉
(10)出料口，用于對緩蘇后的熱稻谷進行冷卻干燥。11.當冷卻后的稻谷溫度達到不高于環境溫度8°C時，即可入倉儲存。12.實現第一級干燥裝置(I)和第二級干燥裝置(8 )連續運行后，根據已干燥稻谷入倉前的含濕率和表面溫度，對兩級干燥裝置的工作溫度和操作負荷進行分級調整和合理分配，并通過對稻谷處理量的適當控制，使該系統工藝條件得到優化和保持穩定運行。實施例2被干燥谷物為含濕率為25%的玉米，要求干燥后玉米的含濕率小于12%，工藝操作系統的干燥能力為處理量20噸/小時。被干燥谷物的特性是:非育種用玉米的干燥主要為除去其外部水分及部分內部水分，但玉米顆粒較大而且內容致密，其內部水分難以快速脫出，干燥介質的工作溫度過高會使干燥后的玉米表皮變硬并產生裂紋，玉米的溫度超過60°C，其外在質量和內在質量都會降低，故干燥過程中需要對干燥介質溫度和加熱條件加以限制。此外，由于谷物干燥處理場所的條件所限，玉米在干燥處理前無法進行適當的預熱。為此，需在采用兩級干燥的工藝，即在玉米溫度低而含濕率高的初始干燥條件下，通過在第一級干燥裝置(I)內提高干燥介質流量和采用適當的高溫，對其加熱并將其外部水分及少量內部水分去除；然后，在玉米溫度升高而且含濕率降低的條件下進行第一級緩蘇，緩蘇后的玉米送入第二級干燥裝置(8)內進行干燥，通過適當降低干燥介質工作溫度并保持較高的流速，以除去其中更多的內在水分，并保證干燥后玉米表面溫度低于其質量變化控制溫度；此后，對其進行第二級緩蘇，并對再次緩蘇后的玉米使用干燥的冷卻空氣進行冷卻，在冷卻過程中使其含濕率進一步降低。根據以上條件，采用本發明涉及的逆流式氣流快速干燥谷物的工藝方法進行干燥處理。該干燥工藝系統的設計條件為:干燥系統的處理能力為玉米20噸/小時，最大除濕量為2600kg/hr.，最大加熱功率為4000KW，系統內采用低壓過熱蒸汽作為干燥介質。利用實施例1中所述的工藝操作系統及其主要設備對該批玉米進行干燥處理，其中兩級干燥裝置的負荷分配及工藝參數如下:根據第一級干燥裝置(I)和第二級干燥裝置(8)的功能及工藝要求，二者之間的干燥能力及熱負荷分配比例為6:4，即第一級干燥裝置(I)具有60%的系統處理能力。第一級干燥裝置(I)的第一級導熱油加熱器(Ia)加熱負荷為2500KW，第一級導熱油加熱器(Ia)的供油溫度為260°c和回油溫度為200°C，其最大操作負荷所需的導熱油流量為100M3/hr ;第一級導熱油加熱器(Ia)的干燥介質為低壓過熱蒸汽，低壓過熱蒸汽最高工作溫度為160°C，排汽溫度為110°C，蒸汽排放壓力為0.1lMPa (絕對壓力)；第一級導熱油加熱器(Ia)的工作壓力為0.14MPa (絕對壓力)，設計過熱蒸汽循環量為16MT/hr.。第二級干燥裝置(8)的第二級導熱油加熱器(8a)加熱操作負荷是1600KW，第二級導熱油加熱器(8a)的供油溫度為260°C和回油溫度為200°C，其最大操作負荷所需的導熱油流量為80M3/hr ;第二級導熱油加熱器(8a)的干燥介質為低壓過熱蒸汽，低壓過熱蒸汽最高工作溫度為140°C，排汽溫度為110°C，蒸汽排放壓力為0.1lMPa (絕對壓力)；第二級導熱油加熱器(8a)的工作壓力為0.14MPa (絕對壓力)，過熱蒸汽循環量為16MT/hr.。根據上述第一級干燥裝置(I)和第二級干燥裝置(8)的工藝條件及操作參數，實施例I中所述的工藝操作系統及其主要設備適合用于對該批玉米進行干燥處理。 該工藝操作系統的操作過程如下:1.執行實施例1操作過程中的步驟I和步驟2。2.當第一級導熱油加熱器(Ia)頂部的過熱蒸汽溫度達到130°C和蒸汽壓力達到0.12Mpa (絕對壓力)時，啟動第一級循環過熱蒸汽增壓風機(lb)，使低壓過熱蒸汽在第一級導熱油加熱器(Ia)內部循環流動并被連續加熱。當第一級導熱油加熱器(Ia)內的過熱蒸汽循環流速達到最低設計流速時，蒸汽發生器(6)停止向其輸送飽和蒸汽，開始向第二級導熱油加熱器(8a)下部送入飽和蒸汽。3.執行實施例1操作過程中的步驟4和步驟5。4.當第二級導熱油加熱器(8a)頂部的過熱蒸汽溫度達到130°C和蒸汽壓力達到
0.12Mpa (絕對壓力)時，啟動第二級循環過熱蒸汽增壓風機(8b)，使低壓過熱蒸汽在第二級導熱油加熱器(8a)內循環流動并被連續加熱。當第二級導熱油加熱器(8a)內的過熱蒸汽循環流速達到最低設計流速時，停止抽真空風機(5 )、蒸汽發生器(6 )及給水泵(7 )工作。5.將第一級緩蘇處理后的谷物經第二級谷物預熱器(9)逐步少量均勻送入第二級導熱油加熱器(8a)進行第二級干燥處理。6.逐步增加送入第二級導熱油加熱器(8a)的玉米量，調節第二級導熱油加熱器(Sa)內循環過熱蒸汽量和各級加熱盤管的導熱油流量及溫度，控制干燥介質的最高溫度不高于140°C，其最低溫度維持在110°C，同時檢測經第一級干燥處理后玉米的表面溫度不超過50°C和第二級干燥處理后玉米的表面溫度不超過60°C。7.將經過第二級導熱油加熱器(8a)干燥后的玉米送入第二級緩蘇倉(10)進行緩蘇；干燥玉米后的大部分低壓過熱蒸汽由第二級導熱油加熱器(8a)上部轉向進入外循環加熱通道(6")，通過再加熱和增壓后作為干燥介質循環使用，剩余部分的過熱蒸汽從第二級導熱油加熱器(8a)頂部排出。8.啟動熱風機(11)和冷風機(12)，根據第二級導熱油加熱器(Sa)頂部的蒸汽壓力變化，剩余的過熱蒸汽由熱風機(11)控制排出，蒸汽進入熱風干燥器(13 )由冷風機(12 )提供的冷空氣回收余熱并被冷凝，被加熱的冷空氣送入第二級緩蘇倉(10)出料口，用于冷卻干燥緩蘇后的熱玉米。9.當冷卻后的玉米溫度達到不高于環境溫度8°C時，即可入倉儲存。10.執行實施例1操作過程中的步驟12。實施例3被干燥谷物為含濕率為21%的小麥，要求干燥后小麥的含濕率小于13%，工藝操作系統的干燥能力為處理量30噸/小時。被干燥谷物的特性是:非育種用小麥的干燥主要為除去其外部水分及部分內部水分，其中主要部分是易于去除的外部水分，小麥顆粒相對較小而且外皮薄，其內部水分比較容易快速脫出，但如果干燥介質的工作溫度過高，使干燥后期的小麥溫度超過50°C，會造成其內在質量降低和影響面粉的口感，故干燥過程中需要對干燥介質溫度和加熱條件加以限制。考慮待干燥小麥的物性及其含濕率條件和干燥質量要求，僅需在采用單級干燥工藝，即在小麥溫度低而含濕率較高的初始干燥條件下，通過在干燥裝置內提高干燥介質流量和采用適當的高溫，對其加熱并將其外部水分及少量內部水分去除；然后，在小麥溫度升高而且含濕率降低的條件下進行緩蘇，并采用干燥的冷空氣對緩蘇后的小麥進行冷卻，在冷卻過程中使其含濕率進一步降低。根據以上條件，采用本發明涉及的逆流式氣流快速干燥谷物的工藝方法進行干燥處理。該干燥工藝系統的設計條件為:干燥系統的處理能力為小麥30噸/小時，最大除濕量為2500kg/hr.，最大加熱功率為4000KW，干燥裝置采用低壓過熱蒸汽作為干燥介質。利用實施例1中所述的工藝操作系統及其第一級干燥裝置(I)對該批小麥進行干燥。實施例1所述工藝操作系統，其第一級干燥裝置(I)的第一級導熱油加熱器(Ia)設計最大加熱功率為4500KW，第一級循環過熱蒸汽增壓風機(Ib)的過熱蒸汽最大設計排量為50，000 m3/hr.，本實施例中處理此批待干燥小麥所需的操作加熱負荷為4000KW，過熱蒸汽循環量為40，000 m3/hr.，故其第一級干燥裝置(I)的能力完全符合本實施例的工藝操作要求。本實施例中該操作系統采用工藝參數是，第一級導熱油加熱器(Ia)的供油溫度為280°C和回油溫度為220°C，在最大操作負荷條件下所需的導熱油流量為180M3/hr ;第一級導熱油加熱器(Ia)的干燥介質為低壓過熱蒸汽，低壓過熱蒸汽最高溫度為180°C，排汽溫度為120°C，過熱蒸汽循環量為20MT/hr.;第一級導熱油加熱器(Ia)的蒸汽排放壓力為
0.1lMPa (絕對壓力)，其工作壓力為0.14MPa (絕對壓力)。實施例1所述工藝操作系統中的其他設備不需要改變，該系統的操作過程如下:1.執行實施例1操作過程中的步驟I至步驟5，但不需要向第二級干燥裝置(8)提供高溫導熱油和蒸汽；調節第一級導熱油加熱器(Ia)內過熱蒸汽循環量和各級加熱盤管的導熱油流量及溫度，使干燥介質的最低溫度控制在120°C，同時其最高溫度不高于180°C。2.檢測經干燥處理后小麥的表面溫度不超過50°C。根據已干燥小麥的含濕率和表面溫度，對干燥介質的工作溫度和循環流量進行調整，并通過對小麥處理量的適當控制，使該系統工藝條件得到優化和保持穩定運行。3.使用移動式輸送機將第一級緩蘇倉(3)內的小麥送入第二級緩蘇倉(10)，或將經第一級干燥裝置(I)處理后的小麥直接送入第二級緩蘇倉(10)。4.啟動冷風機(12)，用冷空氣對緩蘇處理后的熱小麥進行冷卻，當冷卻后的小麥溫度達到不高于環境溫度8°C時，即可入倉儲存。實施例4被干燥谷物為含濕率為28%的稻谷種子，要求干燥后稻種的含濕率小于12%，稻種總處理量為50 噸。
被干燥谷物的特性是:育種用稻谷的干燥主要為除去其外部水分及部分內部水分，其中主要部分是易于去除的外部水分，其內部水分難以快速脫出，同時如果干燥介質的工作溫度過高，稻種的溫度超過40°C，會使干燥后的稻種降低生物活性，并影響稻種的發芽率和水稻的收成，故干燥過程中需要對干燥介質溫度和加熱條件加以嚴格限制。由于只能在工作溫度較低的條件進行干燥，采用單級干燥處理的工藝無法滿足被處理稻種的含水率要求，為此，需要使用較低溫度的干燥介質對稻種采用兩次干燥處理，即在稻種溫度低而含濕率高的初始干燥條件下，通過采用適當的干燥介質溫度，在第一次干燥處理過程中對其加熱并將其外部水分去除；在稻種溫度升高而且含濕率降低的條件下進行第一級緩蘇后，在較低工作溫度下對稻種重復進行一次干燥處理，即第二次干燥處理，通過適當降低干燥介質工作溫度并保持較高的流速，以除去稻谷中更多的內在水分，并保證干燥后稻種的表皮溫度低于40°C ;然后，對其進行第二級緩蘇，并對再次緩蘇后的稻谷采用干燥的冷卻空氣進行冷卻，在冷卻過程中使其含濕率進一步降低。根據以上條件，采用本發明涉及的逆流式氣流快速干燥谷物的工藝方法對稻谷進行干燥處理。該批待干燥稻種的總量為50噸，對干燥操作系統的處理能力無特殊要求，考慮在一天之內完成該批稻種的干燥處理，即該操作系統的處理能力為10噸/小時，最大除濕量為1600kg /hr.，最大加熱功率為3000KW，干燥裝置需要采用熱空氣作為干燥介質。由于需要采用兩級干燥處理的工藝而且都采用熱空氣作為干燥介質，可以利用實施例I所述的工藝操作系統中第二級干燥裝置(8)實施稻種的干燥處理，通過第二級干燥裝置(8)，采用改變干燥介質工作溫度的方式，對稻種連續進行兩次干燥處理，即在不同干燥介質工作溫度的操作條件下，將經過第一次干燥處理后的稻種再次送入第二級干燥裝置
(8)重復干燥處理，使稻種最終達到工藝要求的含濕率。實施例1所述工藝 操作系統，其第二級干燥裝置(8)的第二級導熱油加熱器(8a)設計最大加熱負荷是2500KW，第二級循環過熱蒸汽增壓風機(8b)的熱空氣設計最大排量為40，000 m3/hr.;本實施例中兩級干燥處理所需的總加熱操作負荷為3000KW，其中第一級干燥處理的加熱操作負荷為2000KW，第二級干燥處理的加熱操作負荷為1000KW，熱空氣排量為32，000 m3/hr.，故其第二級干燥裝置(8)的能力完全符合本實施例的工藝操作要求。此外，該工藝操作系統中的第一級緩蘇倉(3)和第二級緩蘇倉(10)共有存儲容積40 m3，利用兩個緩蘇倉的容積能夠容納全部待干燥的50噸稻種，以便于在兩級干燥處理過程中對稻種輸送和儲存。本實施例中，第二級導熱油加熱器(8a)的供油溫度為200°C和回油溫度為150°C，其在最大操作負荷條件所需的導熱油流量為IOOMVhr ;第二級導熱油加熱器(8a)的干燥介質為熱空氣，其循環量為32，000 m3/hr.，在第一次干燥處理工藝中，熱空氣最高工作溫度為110°C，含濕熱空氣的排氣溫度為60°C ;在第二次干燥處理工藝中，熱空氣最高工作溫度為80°C，含濕熱空氣的排氣溫度為50°C ;第二級導熱油加熱器(8a)的含濕熱空氣排放壓力為0.1OMPa (絕對壓力)，工作壓力為0.12MPa (絕對壓力)。實施例1所述工藝操作系統中的其他設備不需要改變，在本實施例中該系統的操作過程如下:1.由外部的液相導熱油供熱系統向第二級干燥裝置(8)提供高溫導熱油，對設備和系統進行預熱和供熱；將待干燥的稻種送入第一級緩蘇倉(3)內，準備進行第一次干燥處理。2.執行實施例1操作過程中的步驟6至步驟10。其中在步驟6中，當第二級導熱油加熱器(8a)頂部的熱空氣溫度達到110°C時，啟動第二級循環過熱蒸汽增壓風機(8b);在步驟8中，控制干燥介質的最高溫度不高于110°c，最低溫度維持在60°C，同時檢測經第一次干燥處理后稻種的表面溫度不超過30°C。3.由移動式輸送機將第二級緩蘇倉(10)內經過第一次干燥處理后的稻種送回第一級緩蘇倉(3)，通過第二級干燥裝置(8)的谷物輸送機和垂直提升機，將稻種再次送入第二級導熱油加熱器(8a)進行第二次干燥處理。4.重復執行實施例1操作過程中的步驟6至步驟11。其中步驟8中，第二次干燥處理過程中控制干燥介質的最高溫度不高于80°C，其最低溫度維持在50°C，同時檢測經此次干燥 處理后稻種的表面溫度不超過40°C。
權利要求
1.一種逆流式氣流快速干燥谷物的工藝方法，所述方法將谷物的干燥過程分為預熱、干燥、緩蘇和冷卻四個階段，在預熱階段利用在干燥過程中產生的剩余蒸汽，以凝結換熱方式對谷物進行預熱；在干燥階段采用低壓過熱蒸汽及熱空氣作為干燥介質，使運動中的谷物在一個內部加熱的封閉空間中與逆向流動的干燥介質直接接觸，通過二者之間的相對運動強化對流傳熱及傳質作用，實現對谷物的快速高效干燥，同時在干燥階段對干燥介質連續加熱并使其循環使用；在緩蘇階段將干燥處理后的熱谷物置放在緩蘇倉內，使熱谷物在適當溫度條件下經過短時間緩蘇，達到谷物內外部溫度和濕度的均衡；在冷卻階段回收干燥介質廢氣中的余熱，利用余熱干燥冷空氣，對入倉前的熱谷物進行冷卻干燥。
2.一種按照權利要求1所述的工藝方法對谷物進行兩級干燥處理的操作系統，該系統包括:第一級干燥裝置(I)和第二級干燥裝置(8)，分別與兩級干燥裝置(1、8)匹配的兩級谷物預熱器(2、9)和兩級緩蘇倉(3、10)，其中每一級的谷物預熱器、干燥裝置、緩蘇倉順序連接，第一級緩蘇倉3與第二級谷物預熱器9連接；兩級干燥裝置(1、8)串聯使用并依次對谷物進行連續干燥；兩級谷物預熱器(2、9)用于利用系統中剩余蒸汽，其和谷物垂直提升機組合成一個整體，對待干燥的谷物進行預熱；兩級緩蘇倉(3、10)分別將經兩級干燥裝置(1、8)處理后的熱谷物置于其中作短時間的中間儲存，用于使熱谷物獲得緩蘇。
3.一種按照權利要求1所述的工藝方法對谷物進行單級干燥處理的操作系統，該系統是將按照所述的工藝方法設計的兩級干燥處理操作系統作為兩套分別獨立運行的單級干燥處理操作系統，其中包括由第一級干燥裝置(1)，與第一級干燥裝置(I)匹配的第一級谷物預熱器(2)及第一級緩蘇倉(3)組成的單級干燥處理操作系統，和由第二級干燥裝置(8),與第二級干燥裝置(8)匹配的第二級谷物預熱器(9)及第二級緩蘇倉(10)組成的單級干燥處理操作系統；第一級谷物 預熱器(2)、第一級干燥裝置(I)和第一級緩蘇倉(3)順序連接，第一級緩蘇倉(3)與第二級谷物預熱器(9)連接，第二級谷物預熱器(9)、第二級干燥裝置(8)和第二級緩蘇倉(10)順序連接；第一級干燥裝置(I)和第二級干燥裝置(8)作為單獨運行的干燥設備分別在其操作系統中使用，用于對谷物進行干燥處理；第一級谷物預熱器(2)和第二級谷物預熱器(9)用于利用系統中剩余蒸汽，其和谷物垂直提升機組合成一個整體，對待干燥的谷物進行預熱；第一級緩蘇倉(3)和第二級緩蘇倉(10)分別將經第一級干燥裝置(I)和第二級干燥裝置(8)處理后的熱谷物置于其中作短時間的中間儲存，用于使熱谷物獲得緩蘇。
4.根據權利要求2或3所述的系統，還包括:蒸汽冷凝器(4)、抽真空風機(5);其中蒸汽冷凝器(4)對兩級谷物預熱器(2、9)中排出的冷凝水進行回收，并且由給水泵(7)輸送到蒸汽發生器(6)中；抽真空風機(5)將蒸汽冷凝器(4)中的乏汽及不凝結的氣體抽出并排放。
5.根據權利要求4所述的系統，還包括:蒸汽發生器(6)和給水泵(7);其中蒸汽發生器(6)是以高溫導熱油為熱源的飽和蒸汽生產設備，用于在系統冷態啟動時為兩級干燥裝置(1、8)快速提供作為干燥介質的初始蒸汽，同時為兩級谷物預熱器(2、9)提供預熱用蒸汽；給水泵(7)將蒸汽冷凝器(4)中的冷凝水輸送到蒸汽發生器(6)中作為其給水利用。
6.根據權利要求2或3所述的系統，其中第一級干燥裝置(I)包括第一級導熱油加熱器(Ia)和第一級循環過熱蒸汽增壓風機(Ib);第二級干燥裝置(8)包括第二級導熱油加熱器(Sa)和第二級循環過熱蒸汽增壓風機(8b)。
7.根據權利要求6所述的系統還包括:熱風機(11)、冷風機(12)和熱風干燥器(13);當第二級干燥裝置(8)采用熱空氣為干燥介質時，熱風機(11)、冷風機(12)和熱風干燥器(13)用于對干燥谷物后排出的含濕熱空氣進行脫水干燥處理和余熱回收，當第二級干燥裝置(8)采用低壓過熱蒸汽為干燥介質時，其也是排放剩余蒸汽的余熱回收設備；第二級干燥裝置(8 )排出的含濕熱空氣將冷風機(12)送入熱風干燥器(13)的冷風加熱，加熱后的冷風送入第二級緩蘇倉(10)的出料口對谷物進行冷卻干燥；脫水干燥后的熱空氣被熱風機(11)送入第二級干燥裝置(8 )中循環利用。
8.一種根據權利要求2所述的工藝操作系統的應用，對于含濕量大的濕谷物，適合采用兩級干燥的工藝進行干燥處理，其干燥工藝通過預熱、一級干燥、緩蘇、二級干燥、再緩蘇和冷卻等工藝階段實施。采用兩級干燥工藝時，每一級干燥裝置的操作條件可以根據谷物的性質和含濕率進行調整，第一級干燥裝置使用低壓過熱蒸汽作為干燥介質，第二級干燥裝置選擇低壓過熱蒸汽或熱空氣作為干燥介質，兩種干燥介質的工作溫度可以在其適用溫度范圍內進行調節。
9.一種根據權利要求3所述的工藝操作系統的應用，對于含濕量小或具有較高熱敏性的谷物，適合采用單級干燥工藝進行干燥處理，其干燥工藝通過預熱、干燥、緩蘇和冷卻等工藝階段實施。采用單級干燥工藝時，可以選擇所使用的干燥裝置，其操作條件根據谷物的性質和含濕率進行調整。第一級干燥裝置(I)用于單級干燥工藝時，使用低壓過熱蒸汽作為干燥介質；第二級干燥裝置(8)用于單級干燥工藝時，選擇低壓過熱蒸汽或熱空氣作為干燥介質；兩種干燥介質的工作溫度可以在其適用溫度范圍內進行調節。
10.一種根據權利要求3所述的工藝操作系統的應用，對于具有更高熱敏性的谷物，當其需要干燥介質的工作溫度更低時，采用50°C 110°C范圍的熱空氣作為其干燥介質，選擇單級干燥工藝和使用第二級干燥裝置( 8)實施干燥，或使用第二級干燥裝置(8)對一定數量的待干燥谷物重復進行單級干燥處理。
11.利用權利要求7所述的操作系統進行操作的方法，包括如下操作步驟: O由外部液相導熱油供熱系統向兩級干燥裝置(1、8)和蒸汽發生器(6)提供高溫導熱油，對設備和系統進行預熱和供熱；啟動給水泵(7)向蒸汽發生器(6)供水，并產生.0.2Mpa(絕對壓力)的飽和蒸汽。
2)當第一級導熱油加熱器(Ia)內部溫度達到200°C以上時，從其下部送入飽和蒸汽，啟動抽真空風機(5)以蒸汽置換空氣，并對谷物預熱器(2)進行預熱。
3)當第一級導熱油加熱器(Ia)頂部的過熱蒸汽溫度達到130°C和壓力達到0.12Mpa(絕對壓力)時，啟動第一級循環過熱蒸汽增壓風機(lb)，使低壓過熱蒸汽通過第一級導熱油加熱器(Ia)循環流動；當過熱蒸汽循環流速達到最低設計流速時，停止向其輸送飽和蒸汽，開始向第二級導熱油加熱器(8a)下部送入飽和蒸汽。
4)將待干燥谷物經第一級谷物預熱器(2)送至第一級導熱油加熱器(Ia)上部，由給料機將少量谷物均勻送入第一級導熱油加熱器(Ia)進行第一級干燥處理。
5)逐漸增加送入第一級導熱油加熱器(Ia)的待干燥谷物數量，根據第一級導熱油加熱器(Ia)頂部過熱蒸汽溫度和干燥后谷物的含濕量及其表面溫度的變化，調節第一級導熱油加熱器(Ia)內過熱蒸汽循環量和導熱油流量及溫度，控制其頂部的過熱蒸汽排氣溫度保持在110°C，同時使循環過熱蒸汽的最高溫度不高于180°C。6)當第二級導熱油加熱器(8a)頂部的過熱蒸汽溫度達到130°C和壓力達到0.12Mpa(絕對壓力)時，啟動第二級循環過熱蒸汽增壓風機(8b)，使低壓過熱蒸汽通過第二級導熱油加熱器(8a)循環流動，停止抽真空風機(5)工作；過熱蒸汽循環流速達到最低設計流速時，停止蒸汽發生器(6 )及給水泵(7 )工作。
7)將經過第一級干燥處理后的谷物送入第一級緩蘇倉(3)，當倉內谷物達到最小堆存數量并且其堆放時間超過20分鐘時，將緩蘇后的谷物經第二級谷物預熱器(9)送至第二級導熱油加熱器(8a)上部，由給料機將少量谷物均勻送入第二級導熱油加熱器(Sa)進行第二級干燥處理。
8)逐漸增加送入第二級導熱油加熱器(8a)的待干燥谷物數量，根據干燥后谷物的含濕量及其表面溫度升高情況，調節第二級導熱油加熱器(8a)內過熱蒸汽循環量及其最高溫度不高于160°C，控制其頂部的過熱蒸汽排氣溫度保持在110°C和第二級干燥處理后谷物的表面溫度不超出其質量控制溫度。
9)當第一級干燥裝置(I)和第二級干燥裝置(8)實現連續運行后，根據干燥處理后谷物含濕量的變化情況，通過調節高溫導熱油流量及谷物處理量，對兩級干燥裝置(1、8)的工作溫度和操作負荷進行適當調整和合理分配。
10)在第一級導熱油加熱器(Ia)的頂部，將干燥谷物后排出的低壓過熱蒸汽分為兩部分，一部分作為干燥介質經第一級導熱油加熱器(Ia)再次加熱后循環使用，剩余的蒸汽被送入兩級谷物預熱器(2、9 )進行余熱回收，其冷凝水被收集利用。
11)當第二級導熱油加熱器(8a)頂部的蒸汽壓力大于0.12Mpa (絕對壓力)時，啟動熱風機(11)和冷風機(12)，將第二級導熱油加熱器(Sa)內多余的低壓過熱蒸汽，送入熱風干燥器(13)回收余熱；利用余熱加熱后的冷卻空氣送至第二級緩蘇倉(10)的出料口，用于冷卻緩蘇后的熱谷物；當谷物溫度達到不高于環境溫度8°C時入倉儲存。
12)當第二級干燥裝置(8)采用熱空氣作為其干燥介質時，除了在上述步驟3)中不對第二級導熱油加熱器(8a)提供飽和蒸汽和停止蒸汽發生器(6)工作外，繼續執行上述步驟I)至步驟5)進行操作；在步驟6)中將干燥介質改用熱空氣，繼續執行上述步驟6)至步驟10);將執行上述步驟11)改為執行下述步驟13)。
13)在第二級導熱油加熱器(Sa)的頂部，將干燥谷物后排出的含濕熱空氣分為兩部分，一部分作為干燥介質經第二級導熱油加熱器(8a)再次加熱并加壓后循環使用，剩余部分送入熱風干燥器(13)經降溫脫水，然后由熱風機(11)增壓并與加熱后的循環高溫熱空氣混合，由第二級循環過熱蒸汽增壓風機(8b)送入第二級導熱油加熱器(Sa)內繼續加熱并循環使用；通過熱風干燥器(13)加熱的冷卻空氣，送至第二級緩蘇倉(10)的出料口，用于對緩蘇后的熱谷物進行冷卻干燥。
12.根據權利要求11所述的方法，包括如下操作步驟: 對待干燥谷物采用單級干燥工藝處理時，需要根據工藝溫度選擇所使用的干燥介質。如采用低壓過熱蒸汽為干燥介質，可以獨立操作第一級干燥裝置(I)或第二級干燥裝置(8)，并執行上述步驟1)至步驟11)中有關第一級干燥裝置(I)或第二級干燥裝置(8)的操作要求；如采用熱空氣為干燥介質，需要獨立操作第二級干燥裝置(8)，并執行上述步驟1)、6)、8)和13)中有關第二級干燥裝置(8)的操作要求。
全文摘要
本發明屬于谷物干燥的技術領域，涉及一種逆流式氣流快速干燥谷物的工藝方法。其工藝原理是根據不同種類谷物的特性條件及其干燥工藝要求，將谷物的干燥過程分為預熱、干燥、緩蘇和冷卻等工藝階段，針對具有不同熱敏性及含濕率的待干燥谷物，在干燥階段采用差異性處理的工藝流程進行更有效的分階段干燥, 在預熱和冷卻階段采用余熱回收和利用技術降低工藝過程的能耗并提高系統的干燥能力；根據不同谷物的干燥工藝條件，選擇不同的干燥介質進行逆流式氣流干燥; 通過控制干燥介質的工作溫度及流速，使谷物在可接受的溫度條件下快速脫濕，達到谷物干燥的目的，并使干燥后的谷物符合質量要求。
文檔編號A23B9/08GK103229829SQ20131013223
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月16日 優先權日2013年4月16日
發明者陳南嶺 申請人:北京康威盛熱能技術有限責任公司