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：  　　概述： 　　干式造粒机是我厂吸收国外先进粉体造粒技术而开发的干法造粒设备，并在国外技术的基础上加以改进和提高，结构更加合理紧凑、工艺过程简单、操作方便、性能良好。粉体物料经本设备，无需添加任何粘结剂即可直接制成用户所需的均匀颗粒产品，颗粒密度大，无需再进行后续加工处理，减少了工艺流程，不仅降低了造粒成本，并且减少了粉尘污染，改善了工人的劳动环境。 　　特点： 　　干粉直接制粒，无需任何粘结剂。 　　颗粒的强度可以调整。通过调节轧辊的压力控制颗粒干燥设备按雾化器的结构分为离心式喷雾干燥设备、压力式喷雾干燥设备、气流式喷雾干燥设备等三种型式，喷雾干燥设备适合于处理溶液、悬浮液或泥浆状物料的干燥，特别是用于高热敏性物料和料液浓缩过程上易于分散的物料的干燥。它是用喷雾的方法，使物料成为雾滴分散在热空气中，物料与热空气呈并流、逆流或混流的方式互相接触，使水分迅速蒸发，达到干燥目的。 　　喷雾干燥设备因其可直接由溶液或悬浮液制得成分均匀的粉状产品的特殊优点，目前已广泛应用在化工流化床干燥机的分类适用的物料 　　随着流化床干燥设备应用技术的不断发展，其类型及适应的物料也越来越多，在化工、轻工、医药、食品等工业中已广泛应用。由于不同物料及产品对干燥的不同要求，也就出现了不同形式的流化床干燥机。现根据其类型，分述如下。 　　1．单层流化床干燥机 　　单层流化床干燥机是最简单的一种机型，可分为连续、间歇两种操作方法。连续操作停留时间分布较广，因而多应用于比较容易干燥的产品或对干燥指标要求不是很严格的产品。间歇操作经过20多年的发展，我国的干燥设备行业已经形成了一定的企业数量和生产规模。从地域分布上看，东部地区生产企业多，中西部地区企业少；尤以江、浙、沪三地企业较为集中，仅江苏省常州市，干燥设备生产企业达50家以上。目前国内市场需要的常规干燥设备，以及国际市场需要的主要干燥设备，我国基本都能自己制造，这表明，我国干燥设备以进口为主的历史已经结束。但还存在一些问题和隐忧。 　　存在的问题 　　据中国通用机械干燥设备行业协会预测，今后几年，我国化工行业干燥设备需求量将达到3000台(套)左右；制药用干燥设备年需求量将达到3000台(套)左右；农林、粮食、轻工等行业用烘干设备年需求量预计将达到50有初洗用水、热水、纯化水几个接口，可以根据设定的程序进行在线清洗，具有水压力不足报警功能。在实际使用中，振动流化床干燥机不能做到完全意义上的CIP，因为CIP存在一定的风险，如过滤袋不能有效清洁、过滤袋的干燥、进风口筛网不易清洁等，这些内容均要求进行严格、全面的清洁验证。 　　实际上许多用户采用的是WIP清洗。通常作为口服固体制剂车间，包衣机、制粒线、清洗站等共用一套工艺热水系统，这是一套独立的水循环系统，其将热水接到面板上，通过振动流化床干燥机的PLC控制热水电磁阀或气动阀，设定清洗时间，WIP的前提是将过滤袋和其他可拆部件拆下来，根据需要使用初洗用水、纯化水、洗涤剂等。

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