楊桂章 尤保常 王永范 劉桂菊(河南天冠生物工程股份有限公司， 河南 南陽 473000)

0 引言

發(fā)展非糧生物乙醇已成為世界燃料乙醇技術(shù)的發(fā)展趨勢。木薯作為一種富含淀粉的塊根植物，與馬鈴薯、紅薯并列為世界三大薯類作物。與其他非糧作物相比，木薯的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和扶貧效果都較為突出[1]，因此被越來越多的燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)所選用。但是木薯收獲期集中，短時(shí)期內(nèi)的原料供應(yīng)量大，不適應(yīng)車用燃料乙醇企業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)要求，因此對(duì)木薯原料進(jìn)行儲(chǔ)存十分必要[2]。

1 木薯倉儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 物料的倉儲(chǔ)形式

目前國內(nèi)外大宗散貨如豆粕、木薯、木屑、秸稈等物料均采用散裝儲(chǔ)存和流通方式，儲(chǔ)存通常采用的方式有房式倉庫、封閉式或敞開式料場以及筒倉等[3]。由于木薯、木薯干批次較多，產(chǎn)地品種不一，采用房式倉及封閉或敞開式料場不僅占地面積大，而且粉塵污染大，安全隱患突出，與環(huán)保目標(biāo)要求相去甚遠(yuǎn)。目前國內(nèi)企業(yè)大部分采用倉儲(chǔ)形式，這些倉儲(chǔ)方式存在的主要問題是繁重的勞動(dòng)、單位面積儲(chǔ)存量太小、生產(chǎn)成本高、空氣污染嚴(yán)重、害蟲橫行、危險(xiǎn)作業(yè)等。

立筒倉作為儲(chǔ)備倉使用的經(jīng)驗(yàn)不足，特別是適合大規(guī)模燃料乙醇生產(chǎn)的木薯原料的現(xiàn)代化倉儲(chǔ)技術(shù)及設(shè)備裝置開發(fā)仍處于探索階段，該部分的成熟技術(shù)或先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)在國內(nèi)外未見文獻(xiàn)報(bào)道。其技術(shù)應(yīng)用和日常管理主要參照房式倉開展，而房式倉和立筒倉又有較大的區(qū)別，所以立筒倉作為儲(chǔ)備倉使用急需摸索出一套科學(xué)、完善的進(jìn)出倉技術(shù)及管理方法，確保倉內(nèi)儲(chǔ)糧安全[2]。

1.2 物料的出倉難點(diǎn)

為了滿足倉容的需要，筒倉制作的直徑較大(筒倉直徑可達(dá)35米)，裝料高度較高(裝料高度可達(dá)35米以上)，木薯原料流動(dòng)性差，若儲(chǔ)存時(shí)間過長，底部物料易出現(xiàn)結(jié)拱或板結(jié)現(xiàn)象。物料結(jié)拱時(shí)破拱困難，破拱時(shí)大體積拱體突然坍塌對(duì)筒倉基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不利，如果倉頂透氣口數(shù)量不足會(huì)對(duì)倉頂結(jié)構(gòu)造成威脅。板結(jié)情況的發(fā)生，造成一般的輸送設(shè)備輸送物料困難，同時(shí)容易造成中心出倉口堵料，后續(xù)設(shè)備輸送作業(yè)困難[4]。

2 木薯筒倉出倉技術(shù)發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 清倉螺旋出倉技術(shù)

國內(nèi)部分乙醇生產(chǎn)企業(yè)的木薯平底筒倉采用了清倉螺旋出倉技術(shù)，其工作原理是，木薯原料出倉時(shí)，清倉螺旋自轉(zhuǎn)，將物料從倉壁一端推向中心出倉口，同時(shí)行走機(jī)構(gòu)沿筒倉周圍軌道推動(dòng)設(shè)備繞中心出倉口公轉(zhuǎn)。該平底筒倉預(yù)留的四個(gè)自流排放口不能將倉內(nèi)原料排空，仍剩余大量木薯原料，必須依賴清倉主絞龍才能排空。該平底筒倉的出倉形式及清倉螺旋工作原理如圖1所示。

圖1 清倉主絞龍出倉工作原理示意圖

2.2 清倉螺旋出倉技術(shù)缺陷

(1)清倉主絞龍工作過程中受到的壓力負(fù)荷過大

由于木薯棒狀、粉狀原料的特性，流動(dòng)性差，筒倉本身的直徑較大，能夠自動(dòng)通過中間預(yù)留的4個(gè)自流出料口出倉的木薯，不到整個(gè)筒倉容積的1/2，剩余的大部分原料需要靠清倉主絞龍來輸送出倉。因筒倉內(nèi)的料位較高，清倉主絞龍?jiān)诘撞孔鰣A周運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力很大，木薯通過主絞龍出倉比較困難，運(yùn)行情況不理想，操作不便，自動(dòng)化程度低，故障頻繁。

(2)進(jìn)倉、出倉不能同步進(jìn)行

由于筒倉倉底是平底，木薯靠幾個(gè)自流排放口排出后形成楔形空倉，再進(jìn)料就會(huì)直接落入該出料口，從而先出倉；在啟動(dòng)清倉主絞龍進(jìn)行清倉作業(yè)時(shí)，筒倉亦不能同時(shí)進(jìn)料，若進(jìn)料仍會(huì)造成清倉主絞龍附近的新進(jìn)料先出，而遠(yuǎn)離清倉主絞龍區(qū)域的一直未出倉的木薯原料仍不能出倉，違背了原料“先進(jìn)先出”的原則，給木薯火車卸車作業(yè)及粉碎車間正常生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響。在不啟動(dòng)清倉主絞龍時(shí)，倉壁周邊的木薯會(huì)一直囤積，木薯長時(shí)間囤積易造成板結(jié)及生熱，不但給出倉作業(yè)增加困難而且易引發(fā)安全隱患。

(3)清倉耗時(shí)長

清倉主絞龍出料速度較低，滿倉時(shí)原料清倉完成時(shí)間較長，約需3～5天，而且能耗較高，無法滿足企業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)要求。

3 錐形多出口木薯筒倉工藝系統(tǒng)簡介

3.1 倉儲(chǔ)系統(tǒng)

河南天冠生物工程股份有限公司充分吸取了平底筒倉建設(shè)使用的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，在借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的倉儲(chǔ)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)筒倉設(shè)施、設(shè)備、進(jìn)出倉系統(tǒng)等進(jìn)行分析總結(jié)，以探索科學(xué)、完善的筒倉倉儲(chǔ)技術(shù)和管理方法。在設(shè)計(jì)階段經(jīng)過了多次的反復(fù)討論、論證和試驗(yàn)，本著安全環(huán)保，節(jié)約能源的原則，最終決定建設(shè)方形錐底的多出口卷板式鋼結(jié)構(gòu)筒倉及配套進(jìn)出倉系統(tǒng)、設(shè)施等，筒倉設(shè)計(jì)容量9000m3，直徑φ23米，基礎(chǔ)高度10.5米，倉體高度20米(不含倉頂、基礎(chǔ)高度)。采用一定長度的方形漏斗將筒倉底部分割成一定數(shù)量的區(qū)(漏斗靠近筒倉壁的一側(cè)借用筒倉形狀，為圓弧)，沒有死角，每個(gè)區(qū)建設(shè)成方漏斗形下料口，錐底呈一定高度，下料漏斗上口將整個(gè)筒倉底截面全部布滿。漏斗下料按一定傾角延伸至漏斗底部，下部與出倉鋼漏斗及出倉絞龍、

出倉輸送機(jī)相聯(lián)。筒倉頂安裝有排風(fēng)口和呼吸孔，與倉底安裝的通風(fēng)系統(tǒng)配合使用，對(duì)倉內(nèi)儲(chǔ)存的木薯原料適時(shí)進(jìn)行降溫。錐形多出口木薯筒倉結(jié)構(gòu)形式參見示意圖2。

圖2 錐形多出口木薯筒倉結(jié)構(gòu)形式示意圖

進(jìn)入筒倉內(nèi)儲(chǔ)存的木薯原料水分不能超標(biāo)，要求含水率在14%以下；另外重要的一點(diǎn)是最好首先對(duì)木薯原料進(jìn)行篩分，篩分出粒徑較大的大塊木薯進(jìn)入筒倉儲(chǔ)存。這樣進(jìn)入筒倉內(nèi)儲(chǔ)存的木薯原料粒徑較大，透氣性明顯增加，本身的散熱效果提高了，同時(shí)又為使用通風(fēng)設(shè)備提供了便利條件，很大程度地消除了木薯原料在長時(shí)間儲(chǔ)存時(shí)容易造成板結(jié)的弊端，使得木薯筒倉的安全性能和環(huán)保優(yōu)勢得以充分發(fā)揮。

3.2 進(jìn)、出倉系統(tǒng)

(1)進(jìn)料方式

利用原平底筒倉的入倉輸送機(jī)頭部再搭接一臺(tái)南北向氣墊輸送機(jī)，原有的入倉二級(jí)輸送機(jī)既可以向原平底筒倉進(jìn)料，也可通過分料三通輸送至新筒倉入倉輸送機(jī)完成新建筒倉的入倉作業(yè)。

(2)出料方式

新筒倉建設(shè)項(xiàng)目的出倉系統(tǒng)相對(duì)比較復(fù)雜，在新筒倉底部安裝有出倉鋼漏斗、出倉絞龍和出倉一級(jí)輸送機(jī)等組合式出倉系統(tǒng)，再經(jīng)新出倉二級(jí)輸送機(jī)輸送至粉碎車間。出倉絞龍的數(shù)量根據(jù)筒倉直徑和出倉鋼漏斗的數(shù)量配置，絞龍?jiān)谒椒较蚩沙嗜我饨嵌确胖茫撘欢〝?shù)量的出倉絞龍遵循操作順序依次運(yùn)行，出料順利。其特點(diǎn)是操作方便，運(yùn)行穩(wěn)定，而且保證了筒倉的料位整體下降，有效防止木薯板結(jié)，安全可靠、能耗低，不存在堵料和不出料現(xiàn)象。另外需要指出的是該新型筒倉遵循了“先進(jìn)先出”的原則，實(shí)現(xiàn)了邊出料也可邊進(jìn)料的歷史性突破。

3.3 測溫及通風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用

新建筒倉內(nèi)安裝有測溫系統(tǒng)由測溫電纜引致操作室內(nèi)，并配備有專用電腦軟件對(duì)筒倉內(nèi)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。每根測溫電纜隨機(jī)分布，多個(gè)測溫點(diǎn)基本覆蓋整個(gè)筒倉，每個(gè)測溫點(diǎn)的溫度系統(tǒng)每一分鐘刷新一次，記錄的溫度數(shù)據(jù)反映了筒倉內(nèi)木薯原料多處的實(shí)時(shí)溫度。經(jīng)過多次的數(shù)據(jù)抽查記錄和在其它封閉式料場做的條件相似的測溫試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，系統(tǒng)記錄的溫度數(shù)據(jù)真實(shí)準(zhǔn)確，為我們掌握筒倉內(nèi)木薯原料的存儲(chǔ)狀況、質(zhì)量控制、及時(shí)調(diào)整進(jìn)、出倉作業(yè)等提供了可靠的參考依據(jù)。該測溫系統(tǒng)還設(shè)計(jì)有溫度報(bào)警裝置，接近或達(dá)到報(bào)警值時(shí)應(yīng)及時(shí)啟動(dòng)通風(fēng)降溫設(shè)施或盡快進(jìn)行出倉作業(yè)。

新筒倉建設(shè)時(shí)配備有通風(fēng)系統(tǒng)及排濕系統(tǒng)，用來降低倉內(nèi)木薯原料的溫度和濕度，增加倉內(nèi)木薯的流動(dòng)性，防止木薯原料存儲(chǔ)時(shí)間較長時(shí)易產(chǎn)生的板結(jié)或結(jié)拱狀況的發(fā)生。啟動(dòng)通風(fēng)降溫系統(tǒng)時(shí)，先打開倉頂軸流風(fēng)機(jī)及其相對(duì)應(yīng)的氣動(dòng)閥門，隨后開啟筒倉底部基礎(chǔ)平臺(tái)上處于相對(duì)稱位置的離心通風(fēng)機(jī)，通風(fēng)一定時(shí)間后相互輪換，并實(shí)時(shí)監(jiān)控筒倉內(nèi)的溫度變化，根據(jù)需要確定總通風(fēng)時(shí)間。

3.4 除塵系統(tǒng)

我公司使用的木薯產(chǎn)品以進(jìn)口木薯為主，其特點(diǎn)是粒度變化大，且極易揚(yáng)塵，造成環(huán)境污染，但不同于礦石、煤炭等原料，不能采用噴淋、霧化等措施進(jìn)行除塵。我公司新建筒倉生產(chǎn)線容易產(chǎn)生粉塵的位置都設(shè)計(jì)有負(fù)壓除塵系統(tǒng)，而且所有輸送設(shè)備本身的密封系統(tǒng)效果良好，充分發(fā)揮了負(fù)壓除塵工藝的優(yōu)點(diǎn)，粉塵不外漏，達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)的衛(wèi)生及環(huán)保要求。

4 項(xiàng)目建設(shè)的效果及意義

該項(xiàng)目建設(shè)充分針對(duì)木薯原料的特點(diǎn)，研制開發(fā)了適用于木薯原料的錐形多出口筒倉倉儲(chǔ)系統(tǒng)，專用鋼漏斗出倉系統(tǒng)，全封閉式組合氣墊機(jī)輸送系統(tǒng)，負(fù)壓除塵系統(tǒng)等多種防塵防污染措施，工藝布置合理緊湊，流程簡捷，操作簡便，體現(xiàn)了安全、可靠、高效、節(jié)能、適用的設(shè)計(jì)理念。整倉木薯在滿倉儲(chǔ)存近4個(gè)月之后，進(jìn)、出倉系統(tǒng)均運(yùn)行穩(wěn)定，出料順暢，倉內(nèi)原料可全部出空，其安全性能、生產(chǎn)產(chǎn)量、裝卸效率、環(huán)保效果，均達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)能力及安全環(huán)保要求。解決了木薯漏天存放或封閉式原料大棚儲(chǔ)存輸送木薯原料時(shí)粉塵污染嚴(yán)重、安全隱患難以排除的難題，為改善工人工作及其周邊環(huán)境，更好地為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，遏制霧霾天氣做出了較大貢獻(xiàn)。

[1]黎貞崇，黃志民，楊登峰，等.影響木薯燃料乙醇發(fā)展的不利因素及對(duì)策[J].可再生能源，2008,26(3)：106-110.

[2]梅永剛，張丙龍.木薯燃料乙醇的原料儲(chǔ)藏[J].釀酒科技，2012，(6).

[3]趙成.日照港木薯干專業(yè)化接卸工藝系統(tǒng)介紹[J].港口科技，2011(5)：18-22.

[4]田光宇，周瓊，閆漢書.豆粕、木薯等物料筒倉出倉技術(shù)[J].糧食儲(chǔ)藏，2008(2)：473-475.