太阳能干燥技术的国内外概况及应用前景

能源是经济建设和社会发展的重要物质基础，随着我国经济的快速增长和人民生活水平的不断提高，对能源的需求也随之递增。目前中国已经是世界第二大能源消费国，其用量相当于美国的1/3。但中国人口众多，人均资源不足世界平均水平的一半，要实现2020年国内生产总值比2000年翻两番的目标，全国能源消耗至少比2000年翻一番，能源的供需矛盾将进一步加剧。而且煤、石油、天然气等常规能源是不可再生，并最终面临枯竭的能源。同时随着能源需求迅速增长，由此造成的环境污染也日趋严重，我国正面临着前所未有的能源与环境的双重巨大压力。我国能源利用率低，单位GDP能耗是世界平均水平的3倍。为发达国家的4-6倍，美国的3.5倍，日本的10倍。据有关专家估计，如果把中国的环境污染因素考虑在内，国民生产总值GDP大约将下降两个百分点，因为要清除空气中的污染物大约是所需燃料费用的10倍左右。大气污染的日益加剧不仅给国民经济造成了巨大损失，也给人民生活与健康带来了巨大危害。据世界银行评估，环境污染所致疾病造成的损失占中国GDP的2%-3%，每年有40万人因空气污染而过早死亡，全国还有不少的人喝着受不同程度污染的水。 　　2006年4月国务院总理温家宝主持召开的国家能源领导小组会议上指出[4]：能源问题关系我国经济发展、社会稳定和国家安全。必须坚持开发与节约并重、把节约放在首位的方针，采取更加有力的措施全面推动能源节约，大力发展可再生能源[5]。我国能源供求矛盾将长期存在，确保能源安全，构筑稳定、经济、清洁的能源供给体系，以能源的可持续发展支持经济社会的可持续发展，是我国现代化建设中一项长期的重大战略任务。 　　干燥作业涉及国民经济的广泛领域，同时也是我国的耗能大户之一，所用能源占国民经济总能耗的12%左右[6]。有的行业如木材干燥的能耗，约占企业总能耗的40%-70%[7]。另外,干燥过程造成的污染又常常是我国环境污染的重要来源，因此干燥技术的节能与环保问题十分重要。 　　太阳能是清洁、廉价的可再生能源，取之不尽用之不竭。每年到达地球表面的太阳能辐射能约为目前全世界所消耗的各种能量的1万多倍。我国有较丰富的太阳能资源，约有2/3的国土年辐射时间超过2200小时，年辐射总量超过5000MJ/m2。全年照射到我国广大面积的太阳能相当于目前全年的煤、石油、天然气和各种柴草等全部常规能源所提供能量的2000多倍。全国各地太阳年辐射总量为3340～8 400MJ／m2，中值为5 852MJ／m2。从我国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、宁夏南部、甘肃、内蒙古南部、山西北部、陕西北部、辽宁、河北东南部、山东东南部、河南东南部、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大，尤其是青藏高原地区最大。全国以四川和贵州两省及重庆市的太阳年辐射总量最小，尤其是四川盆地最低。 　　太阳能干燥比较适于农副产品的干燥，一般温度在60℃以下，不会破坏食品的营养价值，；木材采用太阳能预干不仅节能，还可以防止因为干燥温度过高，而使木材开裂、变形。 　　太阳能干燥技术的应用概况 　　国外应用概况 　　利用太阳能干燥技术的研究和推广应用工作，已在世界上许多国家展开，研究工作主要在发达国家如美国、英国、法国、德国、加拿大、澳大利亚、新西兰和日本等国[7、10]。早在上世纪七、八十年代，美国、德国、英国、法国等发达国家就在本国和一些发展中国家建立了不同规模的太阳能干燥试验装置，初期以小型为主，也有较大规模的太阳能干燥系统。在美国太阳能干燥设备已有一定批量的商业性生产，受到小型干燥用户的欢迎。印度、泰国、印度尼西亚等国也有小批量的商业性应用，然而在欧洲商业性的太阳能干燥室则较少。 　　太阳能干燥的推广应用大部分在热带和亚热带国家如南非、斐济、乌干达、尼日利亚、巴西、菲律宾、泰国、印度、印度尼西亚、孟加拉及中国(包括台湾)等国[11..12]。泰国早在上世纪八十年代就推广使用一种太阳能干燥器，烘干谷物，在非收获季节，还可以用于干燥胡椒、辣椒、咖啡豆、小虾等，全年都可收益。泰国采用太阳能作为辅助能源与常规能源配合干燥烟叶，试验证明能有效地节约30%-40%的常规能源。甚至在马来西亚这样的高温多雨地区也在推广使用简易廉价的太阳能干燥装置，他们认为：太阳能干燥装置成本低，易于制造，可以较好地解决谷物一年三熟的干燥问题。印度研制了太阳能与烟气联合的谷物干燥机，日干燥能力为650-1000kg/d。，也有每小时干燥能力为375kg/h的太阳能谷物干燥机；还有用于干燥胡椒的太阳能干燥房，效果很好；此外印度在烟草和土豆等农作物方面，也在推广太阳能干燥技术[13、14]。印度尼西亚的太阳能干燥装置多数为温室型，也有用木屑作燃料加热水作辅助能源的组合干燥装置，干燥对象主要是谷物等农作物。 　　目前世界上各国太阳能干燥木材的应用规模都很小，大多数为简易的温室型太阳能干燥室，材积一般小于10m3，据不完全统计，目前世界上大约有300余个以太阳能为能源的木材干燥室，其中中国有近20个。 　　无论国内外，早期的太阳能干燥装置多数为温室型、半温室型或规模较小的集热器型。大型太阳能干燥装置基本上都是集热器型，而且都与常规能源结合以保持干燥过程的连续性。据相关资料报道，国外已建成一批采光面积超过500m2的大型太阳能干燥器，其中美国四座、印度两座、阿根廷一座[16、17]。这标志着太阳能干燥在世界上已经进入生产应用阶段。由于全球的能源和环境问题日益突出，太阳能干燥技术的应用近十年来有较大的发展。 　　纵观国际太阳能干燥技术的推广应用情况有以下几个特点：⑴太阳能干燥对象以谷物、烟草、水果等农副产品为主，其次是木材干燥。⑵太阳能干燥的发展方向是提高太阳能干燥装置的热效率和降低成本。⑶注重实用性，尽量使用廉价材料。例如以干沙做吸热体，用塑料薄膜做透光材料。⑷许多国家对太阳能、风能等新能源的开发和推广应用都有相应的鼓励和扶持政策。例如在瑞典对节能干燥技术有15%的财政资助。德国、美国、澳大利亚、日本及印度尼西亚等国，对太阳能干燥实行免税、减税、补贴、无息或贴息贷款等优惠措施。 · 行业聚焦： 空气洁净技术是创造洁净空气环境的一门技术。空气洁净技术的应用最早出现于航空航天仪表的“控制装配区”,逐渐扩展应用到精密加工的产品、喷漆、大规模集成电路等电子工业、核工业领域。20 世纪中后期,空气洁净技术开始进入生物和医药行业。 　　和普通产品不同，药品是关乎人类健康的特殊产品，在生产过程中有着极为严格的要求。从原材料、生产过程、设备、软件到人员操作都有着明确的规范。为防止生产中的药品、包材受到污染,使得药品生产的环境控制和规范生产达到药品质量的要求,空气洁净技术必不可少。空气洁净技术的原理就是通过对空气过滤达到一定洁净度,同时以相应的管理保持环境控制系统的有效运转,从而保证药物生产处于一 万能粉碎机特点 　　中草药粉碎机（木粉粉碎机）制作精细，加工工艺高，中草药粉碎机采用双层机体，机体内注入自来水起到水冷作用，装入了一种新型材料，起到隔音、散热的功能。该机进料口采用自吸式进料，永保安全生产，取代了传统粉碎机直接进料、不小心投入金属块以至严重损坏木粉机的缺点。具有能耗低、散热快、工艺流程短、占地面积小、无粉尘污染、成品粒度细、工作噪音小、粉碎范围广等优点。 　　二 万能粉碎机适用面广 　　高效万能粉碎机主要处理硬度在3级左右的软质矿物，脆性材料，高效混合机韧性材料，纤维物质等固体物质的粉碎以及易凝结成块物质化工，石化，制药，食品等行业，由于生产某些产品必须摆脱水，需要干燥设备。改革开放的过去，干燥设备，主要来自日本，欧洲和美国的进口。 1980年，国内性质的第一次集体所有权的干燥设备制造商的诞生，中国化学工业，第一乡镇开辟了长江三角洲地区。一般情况下在长江三角洲经济比较发达，而且经过20多年的发展，如何领域的干燥设备制造商也应该有几个大型企业。然而，记者了解到，干燥设备生产企业在常州市，最集中，尽管企业总数达300可超过万点○万元销售收入的企业还没有，只有一个的资格一些老企业在2002年首次实现超过1亿美元的销售收入，只有在那个时候。其他更好的当前干燥设备企业都非常重视新产品的开发。应当看到，我国的干燥设备工业发展到今天，虽然与国际先进水平尚有差距，但已经超越了简单地照搬吸收的阶段。寻求进一步发展的技术途径，应当在分析借鉴国外先进产品的同时，从更深的层次上对干燥设备技术发展的趋势和产品开发的走向进行综合的分析和思考，努力开发具有自主知识产权的新产品。 　　以人为本，树立人性化的产品设计理念 　　通常我们在干燥设备产品设计中主要考虑的是它的材质、结构、机械强度、工作性能、使用寿命等要素，在评价干燥设备的优劣间提出的“绿色”干燥技术概念，即环保型干燥。因此，“绿色”干燥不仅需要干燥领域的科研人员认真研究工程涉及的水、汽、气的排放问题，还得要认真考虑和解决干燥过程中产生的粉尘和噪音、过程气体散发出的臭味、洁净燃烧、干燥中的有机挥发物等问题。经过研究，干燥从业人员一定可以在纳米技术、生物技术、微电子技术、太阳能的综合利用等技术领域有所创新。国内干燥界已在这方面取得一定成绩，如徐成海的纳米物质的冷冻干燥，张璧光的太阳能热泵干燥等。不久的将来，天然植物的气化、液化获得的能源以及太阳能、风能、水能等将成为干燥产业的主要能源。这都将对干燥领域的研究人员、干燥设备制造企业的工程技术人员或者感兴趣的人士有所启发。

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