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蒸汽-除湿联合干燥木材能耗的实验研究(2)

3除湿干燥试验及能耗分析
3.1除湿能耗与回收能量分析[3~5]
马尾松干燥过程中除湿能耗与回收能量随木材含水率阶段变化关系如图2。除湿机回收的能耗包括:①湿空气中水蒸汽流经蒸发器时冷凝为水而放出的汽化潜热;②冷凝水降温放出的热量;③流经蒸发器的空气放出的热量。由图2可以看出干燥初期除湿能耗与回收的能量相比,除湿能耗很少,到了含水率阶段26%~23%时除湿能耗与回收的能量接近,进一步过次纵轴线,可以看出当含水率为23%时除湿消耗的能量与回收能量相等,木材含水率在23%以下,除湿消耗的能量就大于其回收的能量,说明在含水率23%以下除湿不合算。
3.2除湿干燥总能耗分析[2\6\7]
马尾松除湿干燥周期为12.83天,干燥过程中单位总能耗随木材含水率的变化关系如表1。从表中数据可看出,除湿干燥过程中,木材从含水率50%干燥到23%,每m3木材约消耗188.9kW.h的电能。平均每降低1%的含水率消耗6.99kW.h的电能。进一步从含水率23%干燥到终含水率12%,需要再消耗200.3kW.h的电能。平均每降低1%的含水率消耗18.20kW.h的电能,为干燥前期的2.6倍。
以上数据也说明除湿干燥在后期是不经济的。从而影响了它的推广应用。因此除湿干燥用作预干或与其他能源联合干燥更合适。
4.蒸汽干燥试验及能耗分析[5,6,8]
马尾松蒸汽干燥周期为7.04天,干燥过程中每个放出的热干燥工艺阶段能耗与排气热损的失如表2。
从表2可知,蒸汽干燥每个阶段排气热损失都是非常严重的,每个阶段排气热损失的总和为546.69kW.h,干燥过程总的能耗为1205.7kW.h,可以算出排气热损失占干燥过程中总供给能量的546.69/1205.7=45.3%。可见蒸汽干燥排气热损失很大,造成能量的极大浪费。
5.蒸汽-除湿联合干燥试验及能耗分析[2、6、8]
马尾松联合干燥周期为6.80天,干燥过程中的试验记录及整理数据如表3:从表中可以看出联合干燥的总能耗为946.78kW.h,干燥过程中回收的总能量为136.49kW.h,占整个干燥过程中总供给能量的136.49/946.78=14.4%,整个过程中排气热损失为17.69kW.h,占干燥过程中总能耗的1.9%。
由此可以看出虽然联合干燥过程中有排气热损失,但占整个过程中总供能的比例很小,与蒸汽干燥相比,联合干燥的排气热损失几乎可以忽略不计,大量节约了能量。并且联合干燥的周期比除湿干燥的周期缩短了近一半。由此可以看出联合干燥的优点。
国际干燥咨询委员会主席,国际干燥界权威性杂志“Drying Technology”主编、加拿大的A.S Mujumdar教授在谈到干燥技术的创新时曾指出:创新干燥设备已由单一的干燥参数(视为稳定)的粗放型,逐渐过度到由多种干燥设备、不同干燥参数(非稳定)下、多级组合而成的智能型、精确型干燥。[11]
蒸汽-除湿联合干燥符合国际干燥技术的创新发展趋势。因此,今后联合干燥必将有更大的发展。
6.结束语
热泵(除湿)干燥是一种节能的干燥技术,但是由于用R22作工质干燥室温度低,延长了干燥时间,降低了生产率,如果改用高温制冷工质可明显缩短干燥时间。而常规蒸汽干燥虽具有技术成熟、干燥周期短、适应性强等诸多优点,但能量的利用率低。联合干燥能避其缺点,而扬其优点,因此联合干燥是今后干燥技术发展的趋势。
从上面三种干燥方式的能耗分析中可以看出,除湿干燥的能耗最少,但其周期最长;蒸汽-除湿联合干燥的能耗比除湿能耗高18%,但比蒸汽干燥节能27.3%,且干燥周期比除湿干燥缩短了近一半,与蒸汽干燥基本相同,由此从试验方面说明了联合干燥的优越性。
参考文献
[1] 何定华. 锯材干燥节能途径的探讨. 林产工业,1998(1):23~25
[2] 张璧光等. 除湿干燥的节能分析. 林产工业,1995,2(6):35~38
[3] 张璧光,李贤军. 椴木除湿干燥能耗分析. 林产工业,2004,(2)
[4] 朱政贤主编. 木材干燥. 北京:中国林业出版社,1992
[5] 张璧光主编. 热工学. 北京:中国林业出版社,1992
[6] 张璧光,赵忠信. 降低木材除湿干燥能耗初探. 木材工业,1998,12(4):34~37
[7] Paul.B,et.al,Heat pump dehumidifier drying technology—status ,potential and prospects,7th International Energy Agency Conference ,Beijing,2002:219~230,
[8] Y. Xie, B. Zhang, J. Chang, G. Huo, P. R. China The Development and Experiment of Dehumidification Wood Dryer with Multi-Function 2001,3(2):158~161
[9] A.S.Mujumdar and L.Passos. Drying innovation technology and trends in research and development.1999 the first Asion-Austrialia drying conference,1999,4~14

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