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摘要：
介绍了目前国内谷物干燥工程设计中普遍存在的几种除尘方式及其除尘原理和特点。并提出了一些设计建议，供谷物干燥工程设计同仁们参考。
关键词：
谷物干燥工程设计；除尘方式；原理；特点
近年来，随着粮食种植向集约化、规模化发展，农业生产的机械化程度愈来愈高，粮食数量多，水份高，难以集中晾晒处理，容易霉变造成损失。面对大批量、高水分的粮食，在国内循环式谷物干燥机被广泛推广应用，主要机型开始向大产量转变，目前市场主要机型有15t、30t、60t和100t（单机一批谷物干燥量）等类型的循环式谷物干燥机［1］（以稻谷计，容重0．55t／m3）。其干燥原理也基本相同。
1循环式谷物干燥机的干燥原理
1．1热源与温度调节
干燥机以空气为介质，从热风炉（或其他热源设备）出来的干燥热空气（相对湿度较低）在引风机的作用下经过换热器、热风调节装置（直接加热式的无换热器）进入热风通道，当安装在热风通道进口处的热风温度传感装置测量的热风温度高于设定值，控制终端发出指令，打开冷风调节装置，保证进入热风通道的热风在安全范围内，防止谷物因热风温度过高增加谷物爆腰率从而降低谷物的品质［2］。
1．2热风在干燥机内的输送
热风在送风机作用下，顺着热风通道向下运动进入干燥段内部与谷物层（厚度一般为12～20cm）充分接触，介质对谷物传热的同时，使谷物内部的水分子运动进一步加速并向外移动，由于送风机的压力，含有水分的热风从排风通风管出口进入排风通道，经送风机将其排出机体进入集尘室。
1．3循环式谷物干燥机的干燥过程
循环式干燥机采用机械循环方法，待干燥的谷物通过进料斗进入斗式提升机，谷物经斗式提升机头部出料口进入风选装置，利用送风机对风选装置内部形成的负压将在谷物抛洒过程中扬起的杂质由除尘管进入排风通道，最后随送风机排出，进入集尘室。经过除杂的谷物经均分装置自上而下地经过储留段→干燥段→排粮段，谷物流过排粮段下方的排出循环装置，经谷物水分在线检测仪检测，未达到目标水分的谷物，经排出循环装置进入提升机继续进行干燥循环，周期性地使谷物得到加热和缓苏，直到谷物的含水率达到设定值，机器自动停止干燥，完成整个干燥过程［2］。
1．4谷物干燥过程中产生的杂质和有机粉尘
在谷物干燥过程中，含有水分的热风中掺杂的谷物杂质和有机粉尘，经送风机排出机体进入集尘室，这些杂质和粉尘一旦扩散到空气中，对车间环境卫生及人的身体健康等造成一定的危害，也有粉尘爆炸的潜在危险。因此，有必要采取有效的技术手段，减少谷物干燥过程产生的粉尘及其危害。
2谷物干燥工程中几种除尘方式的原理及特点
2．1重力沉降除尘方式的原理及特点
重力沉降除尘方式是一种原理、结构都很简单的一种除尘方式，它是依靠在特定环境中粉尘受到地球引力作用即粉尘自身的重力作用从气流中分离粉尘的一种除尘方式［2］。在谷物干燥过程中，由于送风机的压力，含有水分的热风中会掺杂谷物杂质和有机粉尘经送风机排出机体通过风管进入沉降室，由于沉降室截面积的突然增大，含尘气流在沉降室内的水平流动速度显著减小，从而使得气流携带粉尘的能力下降，此时，粉尘就会在重力作用下自由沉降，从而达到除尘的目的。在实际工程设计中，为了提高重力沉降室的除尘效率，会在沉降室内设置2～3道挡灰墙。当含尘气流沿一定方向运动时，挡灰墙可以改变气流的运动方向，而粉尘颗粒由于其惯性作用撞击到挡灰墙上，失去继续运动的动能而沉降下来；另一方面，挡灰墙的设置也延长了粉尘在沉降室内的运行时间，增加了粉尘在重力作用下沉降的机会，从而提高了除尘效率。重力沉降除尘方式具有以下除尘特点：适合于分离气流中粒径在50μm以上的粉尘；结构简单，无运转部件，能耗低，运行成本低；沉降室占地面积大，除尘效率低；随着国家的环保要求越来越严格，此种除尘方式在逐渐被改进或被其他除尘方式取代。
2．2重力沉降与喷淋除尘方式的原理及特点
重力沉降与喷淋的除尘方式是在重力沉降除尘方式的基础上改进而来，为达到更好的除尘效果，在沉降室的挡灰墙上设置喷淋装置，在沉降室外设置除尘沉淀池。当含尘气流在沉降室运动过程中，开启喷淋装置进行洒水喷雾降尘作业，同时将含有粉尘的污水收集到沉淀池集中处理，从而达到除尘的目的。重力沉降与喷淋的除尘方式具有以下除尘特点：在喷淋装置的作用下，除尘效果好，排到大气中的气体能够达到环保要求；结构简单，维修工作量小；除尘的污水处理难度较大，由于谷物干燥具有季节性，特别是在夏季，污水如果不及时处理，除尘沉淀池会有异味，对工人的健康及工厂的环境造成影响，鉴于此，现在此种除尘方式也逐渐被取代。
2．3布袋除尘器除尘方式的原理及特点
布袋除尘器是利用多孔过滤介质———滤布，来分离含尘气流中粉尘的处理方法。由于滤布一般根据相应环境做成各种各样的袋子形状，因而又称为布袋除尘器［2］。在谷物干燥过程中，当含尘气流通过送风机进入集尘室穿过滤布时，由于布袋除尘器滤布的筛滤作用粉尘得以与气流分离。滤布是有孔径的，滤布的孔径一般为20～50μm，表面起绒的滤布孔径为5～10μm，当含尘空气中粒径大于滤布孔径时，粉尘就被截留在滤布的一侧，即被分离；而当粉尘粒径小于滤布孔径时，粉尘则随气流穿过滤布，随气流通过集尘室的百叶窗排放到大气中。布袋除尘器除尘方式具有以下除尘特点：布袋除尘器对含尘空气中微细粒粉尘的除尘效率特别高，从含尘空气中分离的最小粉尘粒径达到0．01μm，除尘效率一般都在99％以上；布袋除尘器的滤布必须及时清灰，否则粘附了大量粉尘的滤布阻力将逐渐升高，使得滤布的处理风量逐渐下降，从而降低除尘效率；相对于重力沉降除尘方式而言，其投资成本高，结构较复杂，需要人工清理；布袋除尘器风阻较大，对谷物干燥机的送风机的配置有一定要求，一般对于配置轴流风机的谷物干燥机则不能选用该除尘方式。在谷物干燥工程设计，要根据干燥机的送风机风量和风压的配置，来进行布袋除尘器的计算，并根据工程场地来设计集尘室的面积，并合理选择布袋除尘器布袋的直径、长度和数量。以下参数仅供参考［2］：布袋直径100～300mm；布袋长度2～4m；布袋净间距60mm；单位负荷q≤30m3／（m2•h）；阻力100～300Pa；过滤风速0．5～0．8m／min。布袋除尘器滤布过滤面积计算：F＝Q／q，式中：F为布袋除尘器滤布过滤面积，m2；Q为布袋除尘器的处理风量，m3／h；q为布袋除尘器的单位负荷，m3／（m2•h）。布袋根数的计算：n＝F／πdL，式中：n为布袋根数；d为布袋的直径，m；L为布袋除尘器的长度，m。在实际工程设计中，布袋的排列一般呈矩形排列，长度方向上布置n1个布袋，宽度方向上布置n2个布袋，使得n＝n1•n2。根据现场位置和条件，也可为其他形状布置。
2．4重力沉降与高压脉冲除尘器除尘方式的原理及特点
重力沉降与高压脉冲除尘器除尘方式是利用了重力沉降和布袋除尘器两者的除尘优势。在谷物干燥过程中，当含尘气流通过送风机进入集尘室，而一部分颗粒较大的粉尘和杂质由于其惯性作用撞击到挡灰墙上，失去继续运动的动能而沉降下来，另一部分颗粒较小的粉尘随着气流通过高压脉冲除尘器进行过滤，符合国家环保要求的气体被排到大气中，从而达到除尘目的。重力沉降与高压脉冲除尘器除尘方式具有以下除尘特点：集尘室结构简单，无运转部件，能耗低，运行成本低；高压脉冲除尘器清灰均匀、清灰效果好，其过滤风速可以达到3m／min，且易于实现自动化控制；高压脉冲除尘器工作时需配置空气压缩机系统，且随着谷物干燥机工作则一直处于工作状态，运行成本和维护成本增加；与布袋脉冲除尘器除尘方式相比而言，土建投资成本低，设备维护方便，但设备运行成本较高，能耗增加。
3总结
在谷物干燥工程设计中除尘的方式有很多，本文所述仅是针对谷物干燥工程中循环式谷物干燥机除尘的几种方式。各种方式均有优缺点，设计选用除尘方式时应根据具体使用要求而定，其中环保和经济是两个主要的考虑因素。随着国家环保要求的提高，重力沉降除尘方式已逐渐被改进或取代；重力沉降与喷淋的除尘方式因其污水难处理和产生异味原因也很少被采用；布袋除尘器则因其具有结构简单，除尘效果达到环保要求，运行维护成本低等优点，正在逐渐被采用；重力沉降与高压脉冲除尘器除尘方式则更是因其自动化控制程度高，土建投资成本低等优点成为设计中经常采用的除尘方式。
作者：于海华 马文杰 马天红 马俊雅 高志航 单位：无锡中粮工程科技有限公司
参考文献
［1］汪世民，丁亚琳．谷物干燥机的现状与发展趋势［J］．江苏农机化，2011（5）：30－31．
［2］吴建章，李东森．通风除尘与气力输送［M］．北京：中国轻工业出版社，2009