烟叶密集烤房排湿余热回收利用试验研究

　　摘要 针对烟叶密集烤房排湿余热无效流失问题，介绍了国内烟叶密集烤房排湿余热回收利用技术应用现状和研究进展，提出一种分离式热管余热回收机组设计方案，并采用自主研制的分离式热管余热回收机组进行了试验研究。结果表明，在现有密集烤房条件下，分离式热管余热回收机组具有很好的环境适用性，可以在不影响烟叶烘烤正常进行的前提下，实现排湿余热无功耗回收利用，节能效率达到15%以上，是现有密集烤房排湿余热回收较佳的设备形式，具有较好的实用价值和普及应用前景。
　　关键词 密集烤房；烟叶烘烤；余热回收；热管技术；节能降耗
　　中图分类号 S26 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）17-0200-04
　　Abstract In view of the low efficiency and high heat loss problem of the intensive tobacco baking room in its moist removing process， the related application status and research progresses in China were introduced. By combining with the separatetype heat pipe technology， a waste heat recovery unit design was proposed and experimentally tested.The results indicated that： in the intensive tobacco baking room condition， the waste heat recovery unit has a good environment adaptability and can achieve an ideal waste heat recovery effect without any power consumption in the moist removing process.Comparing with the normal coalburning hot blast stove， the separate heat pipe type has a higher conversion rate of 15.0% at least，which showed the new one is an advisable design of the intensive tobacco baking room and has a good practical value and a universal application prospect.
　　Key words Bulk curing barn；Flue cured tobacco；Waste heat recovery；Heat pipe technology；Energy saving
　　密集烤房的推廣应用在促进烤烟生产规模化发展方面发挥了重要作用。但是，密集烤房在使用中普遍存在热能利用效率较低的问题，烟叶烘烤所需热量仅占现有燃烧炉燃料发热量的30%左右[1]，无效能耗过高，存在很大的节能潜力。而影响现有密集烤房热能利用效率的因素较多，但排湿余热无效流失是其中的一个重要因素。提高密集烤房热能利用效率，改变烤烟生产无效能耗过高的生产局面，排湿余热回收利用便成为一个值得研究的课题。针对此，笔者采用自主研发的分离式热管余热回收系统，就密集烤房排湿余热回收利用进行了试验研究。
　　1 技术研究与应用现状
　　烟叶烘烤是指烟叶脱水干燥，同时控制各个时段烟叶水分动态和形态变化的一个过程，是物理变化过程和生物化学变化过程的协调和统一[2]。在这个过程中密集烤房需要消耗大量热能，蒸发出大量水分，通过循环热风向外排放，排湿气流不但相对湿度较大，而且其温度高于环境空气温度，携带有大量低温余热。密集烤房排湿气流热损失通常为燃料发热量的20%左右，严重时可达25%以上[3]，在燃料发热量当中占有明显的比重，排湿气流余热回收利用是节约能源和基础能源有效利用的重要途径，也是提高现有密集烤房热能利用效率的一个重要的切入点。
　　近年来，国内陆续开展了密集烤房排湿余热回收利用的研究，关注点主要集中在对排湿热空气进行除湿，再对除湿后的干热空气循环利用。
　　罗会龙等[4]采用重力热虹吸管设计了一种回收气流余热的逆流式热管换热器，能够有效回收密集烤房排湿余热，降低烤烟能耗。但这种整体式热管换热器的蒸发段和冷凝段为一体结构，设备体积和重量较大，给安装施工带来很大不便，如果烘烤工场的集群炕房都去动用吊装设备会增加不少的工序和施工费用，且浪费很多时间，增加施工成本。热管换热器与烤房排湿口对接还必须增设连接风筒，风筒拐弯直角较多，会增加流动阻力，连接风筒表面积大且路径较长，漏热空间较大，而且设备还需要增加引流风机，额外增加设备成本和运行能耗，使余热回收效益大打折扣，余热回收综合效益较低，不适合在密集烤房条件应用。
　　肖建国等[5]发明的烤烟密集烤房水循环冷凝排湿装置，利用水循环冷凝器将高能量排湿热空气冷凝成低能量液态水排出烤房，同时设计水喷淋降温器对冷凝器循环水进行降温，重复循环，有效降低耗煤量。崔振伟等[6]设计的烟叶密集烤房水冷循环排湿装置，设置蛇形水循环吸热管，对排湿热空气进行冷凝除湿，形成冷凝水，蛇形吸热管中的水升温后的热量进行利用，有效减少密集烤房排湿时带走的热量，能回收部分排湿余热。但这些热回收方式回收的余热的形态和品位与密集烤房不匹配，密集烤房不能直接利用，需要经过二次转化，余热回收利用的效率较低。
　　陈振国等[7]发明的一种除湿留热的节能烤房，采用吸湿板平铺混有指示剂的吸湿材料层，吸湿材料采用淀粉系、纤维系或聚乙烯酸盐系等可吸收水分同时使热气流穿透的材料，当吸水量达到一定状态时，指示剂变色提示更换吸湿板。该装置能吸收湿热空气的水分，同时使除湿后的热空气通过，不外排热量，提高热能利用率。缺点是需要手动更换吸湿板，同时缺少吸湿材料吸水量饱和后的再生装置。

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