中國地跨世界兩大地?zé)釒?/a>,地?zé)豳Y源豐富,已探明的地?zé)崮?/a>儲量約相當于4 626億噸標準煤。我國的地?zé)崮荛_發(fā)利用始于70年代,雖然取得一些成就,但比世界平均水平還低很多,目前已被開發(fā)利用的遠不到十萬分之一,潛力巨大。我國的地?zé)崮荛_發(fā)應(yīng)以中低溫地?zé)?/a>能的直接利用為主。地?zé)岣稍?/a>是地?zé)崮?/a>直接利用的重要課題。隨著地?zé)崮芫C合利用和梯級利用水平的提高,人們對地?zé)岣稍?/a>的興趣將日益增大。

1 國外地?zé)?/a>干燥技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用

地?zé)?/a>干燥在地?zé)豳Y源豐富的國家(如美國、冰島、馬其頓、日本、匈牙利等)早已達到較高的水平。

1.1 馬其頓的地?zé)?/a>大米干燥

馬其頓戈德堅地區(qū)地?zé)?/a>大米干燥裝置流程如圖1所示。干燥器是由干燥段(上)和冷卻段(下)兩部分組成的移動床結(jié)構(gòu)。加熱段的熱空氣在一銅管翅片換熱器中由地?zé)崴?/a>加熱得到。濕大米從頂部進入干燥器內(nèi),靠大米自身重力慢慢向下移動并與橫向氣流接觸換熱脫水,大米經(jīng)過干燥段后,進入冷卻段(冷卻氣體為環(huán)境空氣),最后大米在干燥器的底部通過調(diào)速卸料器裝袋。為避免大米干裂,干燥氣體溫度不應(yīng)超過40℃。

這是一套生產(chǎn)能力為10 t/h的大米地?zé)岣稍?/a>裝置,大米入口濕度為20%,出口為14%;熱空氣入口溫度為35℃;地?zé)崴?/a>入口75℃,出口為50℃;冷卻氣體為環(huán)境空氣。這套裝置與用常規(guī)能源的空氣加熱系統(tǒng)相比,實際上沒有什么技術(shù)差別,但大大節(jié)省常規(guī)能源,降低生產(chǎn)成本。

1.2 冰島的地?zé)狒~類干燥

在冰島,由于室外自然干燥受氣候條件限制,鱈魚頭、鳘魚和小魚之類魚產(chǎn)品的干燥多采用室內(nèi)熱風(fēng)脫水法。與室外自然干燥法相比,室內(nèi)熱風(fēng)干燥法的干燥時間短;產(chǎn)品的質(zhì)量和含水量穩(wěn)定;無蒼蠅和昆蟲對產(chǎn)品的污染;干燥可全年進行。室內(nèi)熱風(fēng)干燥的熱源主要為地?zé)帷?o:p>

魚類產(chǎn)品的地?zé)釤犸L(fēng)干燥一般分兩個階段,分別在兩個干燥器內(nèi)完成。第一階段一般在間歇的架式干燥箱或連續(xù)的傳送帶式干燥器內(nèi)完成。當魚類產(chǎn)品的含水量達到50%～55%時,就把這些魚產(chǎn)品從第一階段的干燥器內(nèi)移出來,置于體積為1～2 m3的第二階段干燥箱中;然后,再把這個干燥箱放在一個熱風(fēng)管道上,上吹的熱風(fēng)通過干燥箱使魚類產(chǎn)品進行第二階段干燥。在一個熱風(fēng)管道上一般可放置3～4個干燥箱。兩個階段的干燥條件與魚類品種有關(guān)。

將干燥過程分為兩個階段的目的是降低生產(chǎn)成本,因為在第二階段的干燥裝置中可放置更多的魚類產(chǎn)品,因此第二階段的干燥裝置初投資和運行費比第一階段的低很多。

冰島已建成的干燥裝置中,大多是帶有部分廢氣循環(huán)的短型干燥箱,雖然其熱效率不及長型箱,但結(jié)構(gòu)簡單,干燥產(chǎn)品均勻,投資少。與不帶廢氣循環(huán)的干燥系統(tǒng)相比,蒸發(fā)水分的能耗由5 400～5 900 kJ/kg降低為3 800～5 000 kJ/kg。

在冰島還利用地?zé)嵴羝臐L筒干燥器來干燥碎魚、魚粉、魚提取物、海藻、魚飼料、蛋粉和土豆泥等。

1.3 美國的地?zé)崮静募稗r(nóng)副產(chǎn)品干燥

美國利用地?zé)徇M行木材干燥的為一座干燥窯爐,被干燥的木材為寇阿相思樹木板,木板干燥周期由空氣自然晾干的一年縮短為1～2個月。用于果品的干燥裝置為一座地?zé)岣稍?/a>室,長5.5 m,寬1.2m,高1.8 m。由地?zé)嵴羝P管加熱的空氣靠七臺風(fēng)扇在干燥室中充分循環(huán),以保證果品均勻干燥,并備用一臺電加熱器。干燥室內(nèi)可容納三部裝滿果品料盤的“手推車”,干燥的果品為菠蘿片、香蕉片和木瓜粉,干燥溫度為49℃。此外,在美國還有洋蔥、芹菜、胡蘿卜、甜菜、大蒜、辣椒、蘋果、梨、葡萄、桃子、李子、水稻、苜蓿、棉花等產(chǎn)品的地?zé)岣稍镅b置。

另外,在日本野矢地區(qū)用地?zé)岣稍锵愎?在匈牙利則通過地?zé)崴?/a>加熱空氣進行農(nóng)副產(chǎn)品的脫水。國外地?zé)岣稍锼玫?a href="http://www.optool.cn/t/地?zé)崃黧w.html" >地?zé)崃黧w溫度大都在100℃以上。

2 我國地?zé)岣稍?a href="http://www.optool.cn/t/技術(shù).html" >技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用

我國地?zé)岣稍?a href="http://www.optool.cn/t/技術(shù).html" >技術(shù)研究開發(fā)是從70年代開始的,先后在廣東、福建、河北等省建立了多套地?zé)岣稍镌囼灮驅(qū)嵱醚b置,并取得了一些成果。

我國最早的地?zé)岣稍镅b置是1979年在廣東省豐順縣利用82℃地?zé)崴?/a>建成的面積為37 m2的地?zé)岣稍锖痛哐績捎醚b置。催芽時,將地?zé)崴窖b置室內(nèi)的明溝中,使室溫達到28℃～30℃,每次催芽1 500～2 000 kg,催芽時間由常規(guī)的96 h縮短為36～48 h。干燥時,引地?zé)崴诤娓傻匕逑铝鬟^,使地板溫度達到53℃,一次烘干谷物350～400 kg,經(jīng)6 h烘干后,使小麥水分從24.5%降到12%,如果自然晾干,需要3天時間。另外,由廣州能源研究所開發(fā)的地?zé)釤犸L(fēng)干燥裝置,建造在廣東省佛崗縣內(nèi)。利用65℃的地?zé)崴ㄟ^塑料翅片管換熱器將空氣加熱,使空氣最高溫度達到61℃。排出的地?zé)崴屯萍摇?a href="http://www.optool.cn/t/旅游.html" >旅游業(yè)或排放到魚塘供魚苗過冬使用,實現(xiàn)地?zé)峋C合梯級利用。該裝置適用于條狀、粒狀或粉狀物料的干燥,一次可投入濕料200 kg,對于初始水分為96%～98%的白菜,其最大脫水量為28 kg/h。

3 我國地?zé)岣稍锏奶攸c和展望

3.1 我國地?zé)岣稍锏奶攸c

我國地?zé)岣稍锏?a href="http://www.optool.cn/t/地?zé)崃黧w.html" >地?zé)崃黧w多為中低溫型,一般為100℃以下,有的地?zé)岣稍镅b置甚至可以利用60℃～70℃的地?zé)崴鳛楦稍?a href="http://www.optool.cn/t/熱源.html" >熱源,這在國外尚未見報道。為提高地熱能的利用率和經(jīng)濟效益,我國地?zé)岣稍镅b置大都以干燥為主體的地?zé)峋C合梯級利用型,不僅使地熱流體的“高溫”段得到充分合理的利用,同時也使裝置排出的“低溫”地熱流體中的熱能得到綜合利用。多用途的地?zé)岣稍镅b置是我國地?zé)岣稍锏挠忠惶攸c,這樣可提高裝置的利用率,增加經(jīng)濟效益。

3.2 我國地?zé)岣稍锏恼雇?o:p>

地?zé)岣稍锛夹g(shù)的推廣,不僅取決于常規(guī)能源的供應(yīng)情況及其價格,還取決于地?zé)岣稍锛夹g(shù)本身的成熟程度。我國地?zé)崮苜Y源豐富,地?zé)崮芾?/a>率很低,潛力巨大,地?zé)岣稍锞哂袕V闊的前景,地?zé)岣稍锛夹g(shù)的開發(fā)和應(yīng)用還有大量工作要做。

3.2.1 積極推廣利用地?zé)岣稍锛夹g(shù)

目前我國的地?zé)岣稍锛夹g(shù)主要應(yīng)用于農(nóng)副產(chǎn)品的干燥過程,應(yīng)用范圍較窄。從理論上講,地?zé)岣稍锛夹g(shù)可應(yīng)用于大部分的常規(guī)能源干燥過程,可以部分或全部代替干燥過程的常規(guī)能源,達到節(jié)省常規(guī)能源,提高經(jīng)濟效益的目的。因此,要大力推廣應(yīng)用地?zé)岣稍锛夹g(shù),特別是在工業(yè)干燥過程中的應(yīng)用。

3.2.2 堅持地?zé)岣稍锱c其它地?zé)崂?/a>相結(jié)合

由于我國地?zé)崴疁剌^低,因此,應(yīng)繼續(xù)堅持地?zé)岣稍镒鳛榈責(zé)峋C合梯級利用的一部分,干燥裝置排出的“低溫”地?zé)崴米髌渌猛?如種植、養(yǎng)殖、采暖、洗浴等),以提高地?zé)峋C合利用的總體經(jīng)濟效益。

3.2.3 開發(fā)出多功能或組合式地?zé)岣稍镅b置

目前的地?zé)岣稍镅b置多用于農(nóng)副產(chǎn)品的干燥過程,季節(jié)性很強,如果只用于一種物料的干燥,干燥裝置的利用率很低,若一套干燥裝置可用于多種物料的干燥或作其它用途(如催芽、栽培等),就可常年運行,提高經(jīng)濟效益。

由于地?zé)岣稍锒酁?a href="http://www.optool.cn/t/低溫.html" >低溫慢速型,如果把常規(guī)能源的快速干燥與地?zé)岣稍锝M成組合干燥,就會達到改善產(chǎn)品質(zhì)量,節(jié)約能源,提高經(jīng)濟效益的目的。

3.2.4 開發(fā)研制出高效率、低成本的地?zé)崃黧w空氣加熱器

與常規(guī)對流干燥裝置相比較,地?zé)岣稍镅b置的空氣加熱系統(tǒng)有所不同,因此,應(yīng)結(jié)合我國地?zé)?a href="http://www.optool.cn/t/資源.html" >資源的具體情況,開發(fā)出空氣阻力小、耐腐蝕、熱效率高、成本低的空氣加熱器。