林長(zhǎng)駿 丁偉軍 石榮華

(中國(guó)石化集團(tuán)上海工程有限公司，上海 200120）

1 我國(guó)燃料乙醇行業(yè)目前的狀況及原料倉(cāng)儲(chǔ)現(xiàn)狀

2008年我國(guó)汽油表觀消費(fèi)量達(dá)到6342.7萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)了14%，為了滿足國(guó)內(nèi)日益增長(zhǎng)的能源需求，國(guó)家加大了以非糧原料生產(chǎn)燃料乙醇的力度。國(guó)家《生物燃料乙醇及車用乙醇汽油“十一五”發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》及國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)二○○八年三月公布的《可再生能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃》,堅(jiān)持“因地制宜，非糧為主”的原則，鼓勵(lì)以薯類、甜高粱莖桿等非糧生物質(zhì)為原料的燃料乙醇生產(chǎn)，到2010年全國(guó)增加非糧原料燃料乙醇年利用量200萬(wàn)t。目前，國(guó)家實(shí)施在重點(diǎn)薯類種植區(qū)，發(fā)展以薯類作物為原料的燃料乙醇的政策[1]。

我國(guó)燃料乙醇僅布點(diǎn)5家，至2009年，全國(guó)燃料乙醇生產(chǎn)能力達(dá)到122萬(wàn)t/y，已實(shí)現(xiàn)年混配1220萬(wàn)t燃料乙醇汽油的能力。其中黑龍江華潤(rùn)乙醇有限公司10萬(wàn)t/y、吉林燃料乙醇有限公司30萬(wàn)t/y、河南天冠燃料乙醇有限公司30萬(wàn)t/y、安徽豐原生化股份有限公司32萬(wàn)t/y和廣西中糧生物質(zhì)能源有限公司以木薯為原料的20萬(wàn)t/y的燃料乙醇生產(chǎn)裝置。

表1 現(xiàn)有燃料乙醇企業(yè)一覽表

上述的大型燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)所需的原料年耗量約50～100萬(wàn)t，由于原料的品種和性能差異性較大，國(guó)內(nèi)以玉米為原料生產(chǎn)燃料乙醇的原料倉(cāng)儲(chǔ)方式一般采用鋼板立筒倉(cāng)儲(chǔ)存，技術(shù)先進(jìn)性較高，而以薯干為原料生產(chǎn)燃料乙醇的原料倉(cāng)儲(chǔ)方式多采用平房倉(cāng)儲(chǔ)存，所耗勞動(dòng)力較多。

以薯類為原料的燃料乙醇生產(chǎn)裝置經(jīng)濟(jì)規(guī)?？刂圃?0～20萬(wàn)t/y，日需薯干約為1000～2000 t/d，生產(chǎn)企業(yè)一般考慮7～10天的薯干用量，共需儲(chǔ)存薯干7000～20000 t。由于薯干原料流動(dòng)性不暢，堆密度較低，易造成搭橋現(xiàn)象，且粉塵較多，易霉變生蟲，如何解決好薯干原料的倉(cāng)儲(chǔ)和轉(zhuǎn)運(yùn)是企業(yè)生產(chǎn)水平和管理水平重要指標(biāo)之一。

2 以薯干為原料倉(cāng)儲(chǔ)方案探討

國(guó)內(nèi)常用的薯干原料倉(cāng)儲(chǔ)方式有如下三種：平房倉(cāng)儲(chǔ)存、袋裝儲(chǔ)存、立筒倉(cāng)儲(chǔ)存，但這幾種倉(cāng)儲(chǔ)方式各有不足。

(1)平房倉(cāng)儲(chǔ)存需要裝載卸料車，由于每天物料輸送量較大，造成裝載車運(yùn)輸車次頻繁，易出現(xiàn)操作安全性問(wèn)題及汽車尾氣污染；平房倉(cāng)儲(chǔ)存物料屬于一種敞開式儲(chǔ)存，易出現(xiàn)書虱等蟲害[2,3]、鳥害及造成粉塵和空氣污染并危及生產(chǎn)人員的健康和安全；需要較大面積的平房倉(cāng)庫(kù)，按10萬(wàn)t / y燃料乙醇規(guī)模計(jì)，約需貯存面積為7200～10000 m2（未計(jì)入輔助生產(chǎn)面積和裝載機(jī)輸送車道面積）。

(2)袋裝儲(chǔ)存倒卸搬運(yùn)過(guò)程中勞動(dòng)強(qiáng)度較大，造成較大的人工成本，單位面積儲(chǔ)存量很?。徊僮鳝h(huán)境粉塵大，工作條件極為惡劣?？傊?，袋裝儲(chǔ)存方式占用場(chǎng)地極大，浪費(fèi)人力，污染環(huán)境[4]。

(3)立筒倉(cāng)多采用錐底形式，由于筒倉(cāng)容量較大，筒倉(cāng)落差大，原料分級(jí)嚴(yán)重，溫差產(chǎn)生的結(jié)露和水分引起霉變；由于筒倉(cāng)內(nèi)摩擦角較大，難以自卸[4]，由于薯干流動(dòng)性不暢，堆密度較低，立筒倉(cāng)儲(chǔ)存易造成物料搭橋和物料板結(jié)；不能確保物料出料順暢。

國(guó)內(nèi)燃料乙醇企業(yè)的薯干儲(chǔ)存方式主要采用第一種平房倉(cāng)儲(chǔ)存，進(jìn)入工廠感到占地面積大、勞動(dòng)強(qiáng)度大、機(jī)械化水平低、粉塵問(wèn)題較為嚴(yán)重。而國(guó)外針對(duì)流動(dòng)性不佳的物料采用一種稱為帶主動(dòng)出倉(cāng)系統(tǒng)的混凝土立筒倉(cāng)儲(chǔ)存方式，具有工藝性能穩(wěn)定、勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)。

主動(dòng)出倉(cāng)系統(tǒng)安裝于平底的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)立筒倉(cāng)倉(cāng)底， 立筒倉(cāng)直徑范圍為6至32 m，可適用于倉(cāng)內(nèi)物料高度高達(dá)30 m，體積為5000～20000 m3的立筒倉(cāng)內(nèi)。主動(dòng)出倉(cāng)系統(tǒng)設(shè)備由螺旋絞龍（絞龍葉片上安裝有刀片）組件，中心旋轉(zhuǎn)組件，自轉(zhuǎn)裝置組件，公轉(zhuǎn)裝置組件（含軌道），液壓站、電氣控制箱和電氣保護(hù)裝置等組成。螺旋絞龍共有兩個(gè)支點(diǎn)，一個(gè)在倉(cāng)中心，另一個(gè)在倉(cāng)壁軌道上，中間沒(méi)有任何支撐輪或支撐點(diǎn)。螺旋系統(tǒng)在工作中不與倉(cāng)底接觸，螺旋絞龍?jiān)O(shè)有背部護(hù)板，可以保護(hù)絞龍，并起到徹底出倉(cāng)的作用。

當(dāng)立筒倉(cāng)內(nèi)裝有物料時(shí)，螺旋絞龍通過(guò)電機(jī)、變速箱驅(qū)動(dòng)進(jìn)行自轉(zhuǎn)，將物料從倉(cāng)壁輸送至中心卸料口，然后經(jīng)由立筒倉(cāng)底部的輸送設(shè)備輸送到車間粉碎工序，絞龍葉片上裝有特制的刀片，可以有效的對(duì)板結(jié)的物料進(jìn)行切削、粉碎；絞龍自轉(zhuǎn)的同時(shí)，公轉(zhuǎn)裝置會(huì)推動(dòng)螺旋絞龍繞立筒倉(cāng)中心進(jìn)行公轉(zhuǎn)，絞龍末端設(shè)有齒輪和軌道，通過(guò)驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合軌道提供公轉(zhuǎn)動(dòng)力，公轉(zhuǎn)裝置的推動(dòng)力使設(shè)備對(duì)物料有一定的壓力，可以保證設(shè)備的產(chǎn)量和正常行走，絞龍的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以使倉(cāng)底部的物料保持松散，從根本上破壞物料搭橋的基礎(chǔ)，從而有效避免物料板結(jié)與搭橋現(xiàn)象的發(fā)生。公轉(zhuǎn)裝置的速度與絞龍自轉(zhuǎn)的速度通過(guò)PLC程序保持動(dòng)態(tài)選擇，即公轉(zhuǎn)裝置能夠隨阻力的變化而自動(dòng)地調(diào)節(jié)快慢，避免驅(qū)動(dòng)裝置過(guò)載，出倉(cāng)產(chǎn)量可以通過(guò)變頻器控制變頻電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，無(wú)需停機(jī)，操作簡(jiǎn)單靈活，并可以保證出倉(cāng)產(chǎn)量均勻。通過(guò)主動(dòng)螺旋出倉(cāng)設(shè)備物料從立筒倉(cāng)出料后，可直接通過(guò)輸送帶送至原料預(yù)處理裝置。見圖1，2所示：

圖2 主動(dòng)螺旋出倉(cāng)系統(tǒng)示意圖

主動(dòng)螺旋出倉(cāng)設(shè)備的最大輸送能力可以達(dá)到500t/h，并可以通過(guò)變頻控制調(diào)節(jié)出倉(cāng)產(chǎn)量?？梢栽?00%的產(chǎn)量的狀態(tài)下連續(xù)工作7200 h以上，年工作天數(shù)可達(dá)300天以上。

3 預(yù)計(jì)效果

3.1 工藝方面

由于薯干流動(dòng)性不暢，堆密度較低，易造成物料搭橋和物料板結(jié)，無(wú)法適用于立筒倉(cāng)常規(guī)出料方式，而采用主動(dòng)出倉(cāng)系統(tǒng)可以避免物料結(jié)拱/搭橋，保證物料順利出料和安全儲(chǔ)存，并遵循先進(jìn)先出原則，保證物料新鮮，不易劣變。混凝土立筒倉(cāng)密閉性和保溫性較好，可防止薯干原料成份破壞，從而保障了發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中成熟醪濃度相對(duì)穩(wěn)定。采用主動(dòng)出倉(cāng)系統(tǒng)的立筒倉(cāng)儲(chǔ)存方式可滿足同時(shí)出倉(cāng)進(jìn)倉(cāng)，出倉(cāng)量可靈活調(diào)節(jié)，自動(dòng)化程度較高，操作簡(jiǎn)便安全。

3.2 環(huán)境保護(hù)方面

帶主動(dòng)出倉(cāng)系統(tǒng)的立筒倉(cāng)儲(chǔ)存方式可以避免平房倉(cāng)儲(chǔ)存的若干缺陷：倉(cāng)庫(kù)內(nèi)不使用裝載卸料車，從而避免了倉(cāng)庫(kù)內(nèi)因物料轉(zhuǎn)運(yùn)引起的粉塵污染；由于采用全封閉、自動(dòng)出倉(cāng)操作，減少了儲(chǔ)存過(guò)程中的蟲害、鳥害和粉塵污染問(wèn)題。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益方面

由于筒倉(cāng)占地面積小，約為平房倉(cāng)庫(kù)所需面積的1/5，從而節(jié)省了征地成本；但是目前國(guó)內(nèi)尚未有主動(dòng)出倉(cāng)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備供應(yīng)，需由國(guó)外進(jìn)口，設(shè)備費(fèi)用較貴。

表2 投資對(duì)比表

4 結(jié)論

目前燃料乙醇企業(yè)原料的倉(cāng)儲(chǔ)方式多采用平房倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存，雖然平房倉(cāng)庫(kù)工程造價(jià)較低，易于操作，但是工作環(huán)境較差，原料儲(chǔ)存方式較為粗獷，而帶主動(dòng)出倉(cāng)系統(tǒng)的混凝土立筒倉(cāng)雖在投資方面有制約因素但在原料儲(chǔ)存、環(huán)境保護(hù)等方面有充分優(yōu)勢(shì)，若能開發(fā)國(guó)產(chǎn)化，將大幅度降低該系統(tǒng)的工程造價(jià)，從而為流動(dòng)性差的物料的倉(cāng)儲(chǔ)提供了一種更佳的選擇方式。

參考資料：

[1] 國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì). 《可再生能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃》，2008.

[2] 孟大明，高大平房倉(cāng)儲(chǔ)糧中常見的問(wèn)題與處理意見.糧油倉(cāng)儲(chǔ)科技通訊，2003，1：52-53.

[3] 崔晉波，鄧永學(xué)，王進(jìn)軍. 高大平房倉(cāng)散裝昆蟲群落組成及結(jié)構(gòu)分析. 糧食儲(chǔ)藏，2005（6）：10-12.

[4] 劉金娜，劉鑫，李海龍. 酒精生產(chǎn)中原料簡(jiǎn)筒倉(cāng)儲(chǔ)存的應(yīng)用及討論. 釀酒，2008，35（5）：59-60.