地熱能在工業(yè)領域應用的范圍也很廣，包括烘干、工藝加熱、汽化蒸餾、洗滌、鹽分析取以及化學萃取等。但是許多應用項目要求的地熱流體溫度較高，有的甚至超過中溫（90-150℃）的上限，因而地熱在工業(yè)上的應用和發(fā)展受到一定的制約，特別是大型地熱工業(yè)應用項目。

 

  工業(yè)企業(yè)的能源消耗是產品成本中的重要組成部分。企業(yè)主對能源的費用、質量和供應可靠性是十分關注的。地熱能對企業(yè)的能源選擇是有吸引力的，因為它的費用低于常規(guī)能源，質量又不次于常規(guī)能源。我國地熱資源中低溫居多，將這種資源用于工業(yè)項目仍然有廣闊的前景，特別是中溫范圍的地熱資源。

 

  當地熱流體的溫度低于工業(yè)應用所要求的溫度時，也可以通過鍋爐、熱泵或其他余熱利用裝置使地熱流體溫度進一步升高。這種方法是否值得采用要看地熱流體的參數、升溫的幅度以及采用的加熱裝置的投資等具體情況來比較確定。設計這類項目時，有兩種可能的考慮方法：一種是按現有的地熱流體去選擇適合的工業(yè)應用項目；另一種是根據提出的工業(yè)應用項目改造地熱流體(包括升溫、防腐等)。

 

  地熱干燥是利用中低溫地熱水中的高熱焙部分，經過熱交換器產生熱風，用它對不同物料進行脫水，達到產品的深加工。地熱干燥后的地熱尾水仍可進行其他項目的綜合利用，如采暖、種植、養(yǎng)殖、生活用熱水等。因此，地熱干燥可提高中低溫地熱綜合梯級利用的熱能利用率，同時也可提高地熱利用的總體效益。

 

  此外，地熱干燥屬于產品加工業(yè)，只要有充足的原料和穩(wěn)定的市場，就可全年生產，這樣可使地熱利用在一定程度上達到全年均衡利根據我國地熱干燥的實踐，只要地熱水溫度大于70℃，就可通過熱交換器產生55℃以上的熱風，用于農副產品的烘干。如果地熱水溫在70℃以下，則需和太陽能或其他能源互補進行干燥。當然，地熱流體溫度愈高，干燥項目的經濟性也愈好。

 

  應該注意的是，地熱干燥作為地熱梯級綜合利用的一個組成部分，它不宜單獨使用一口地熱井，而應與其他地熱利用項目共用一口地熱井，形成合理的梯級綜合利用系統(tǒng)，同時要使地熱水流量和不同利用項目的規(guī)模相匹配。地熱干燥產品應根據當地的原料市場、市場需求和勞動力等情況來確定。為了能形成一定的生產規(guī)模和產生較好的經濟效益，地熱水溫不應低于80℃，流量應在50t/h以上。

 

  雖然世界上大型地熱工業(yè)應用項目較少(因為需要高溫地熱流體作熱源)，但是仍然在蔬菜、水果脫水，糧食和木材于燥等許多方面有著應用前景。100℃以下地熱水仍有很多適用的項目。

 

  下面介紹下用于蔬菜水果的脫水和加工的工業(yè)應用。

 

  【一】蔬菜水果的脫水⑴各種產品脫水的生產工藝流程

 

  各種蔬菜、水果和一些需要干藏的食品的脫水和各種物料（如糧食、混凝土、煤、高嶺土等）的烘干都是地熱干燥的應用范疇。它們的干澡原理是相同的，只是在工藝上、設備上各有各的要求和特點。

 

  脫水蔬菜作為方便食品的調味品或烹調原料，近年來獲得較快的發(fā)展，市場開發(fā)前景看好。這是因為工農業(yè)生產的發(fā)展，人民生活節(jié)奏隨之加快，方便食品越來越暢銷。

 

  進行脫水蔬菜、果脯等食品的生產需要面積很大的原料供應基地，同時還要有配套的輔料。對原料的沖洗、去皮煮沸，也要有冷水水源和小型蒸氣鍋爐。

 

  各種產品的生產工藝流程舉例如下。

 

  1.脫水胡蘿卜粒

 

  清洗→燙漂→去皮→切粒→甩干→烘干→分選→包裝。

 

  2.脫水蔥段和脫水韭菜段

 

  清洗→切段→甩干→烘干→分選→包裝。

 

  3.桃脯生產

 

  揀選→去皮→去核切分→護色處理→糖煮→烘干→成品包裝。

 

  4.天鷹椒干生產

 

  揀選→分批烘干→包裝。

 

  5.干枸杞生產

 

  清洗→軟化表面→烘干→分選→包裝。

 

  ⑵主要干燥設備選型

 

  由于農副產品烘干的品種較多，而且脫水蔬菜與果脯、枸杞的烘干要求相差很大，所以要選用的干燥設備應具有適應性廣，烘干參數可調節(jié)，同時造價不能太高。根據這種情況建議選用推車式混流隧道干燥機，其結構簡圖如圖1所示。這種干燥機可以根據不同的烘干物品采用不同的流程來達到各自所需的烘干要求，現舉例如下。

 

  對于脫水蔬菜，可采用順流一逆流的混流使用法。此時，關閉排風閥1和3，打開排風閥2，打開調風閥11, 12和13，打開新風閥9, 10。烘車從順流段推入，同時啟動順流段風機一散熱器7和逆流段風機一散熱器8。順流段的排風全部從排風閥2排出。當要進入逆流段時，將活動門4打開，使烘車進入逆流段，人從保溫側門5進入，操作活動門4。逆流段的排風全部作為循環(huán)風使用，通過調風閥13,  11和12將循環(huán)風分別送入順流段和逆流段，并與從新風閥進入的新風混合。烘車從兩端的保溫端門6進入和拉出。對于果脯和枸杞，則采用逆流烘干。關閉排風閥2和3，打開排風閥1和活動門4，關閉調風閥11,  12和13，打開新風閥10，停止使用順風段風機一散熱器7，啟動逆流段風機一散熱器8。烘車從順流段推入，熱風從逆流段風機一散熱器8進入隧道，排風全部從排風閥1排出。烘干后，烘車從逆流段推出。

 

  河北省科學院能源研究所設計制造的混流隧道干燥機，長度為23m，箱體為鋼結構，每臺功率為11.3kW。

 

  ①廠址選擇需滿足以下要求：

 

  1.地熱烘干廠應離地熱井最近；

 

  2.地熱烘干廠與其他地熱利用項目的距離應盡可能短；

 

  3.在地熱烘干廠內應有冷水水源，并有穩(wěn)定供給水量10m3/h（或有冷水井，或有冷水水塔）；

 

  4.有通暢的生產廢水排水渠道。

 

  ②根據農副產品烘干的特點，烘干廠應包括：預處理車間、烘干車間、分選包裝車間、原料棚、成品庫、辦公室、門衛(wèi)室、宿舍和公共設施等。

 

  蔬菜水果的脫水除使用隧道式干燥器外，也可以使用連續(xù)輸送式干燥器，采用的熱空氣溫度從40-100℃。隧道式干燥器實際上是一個密閉的絕熱室，要干燥的產品放在室內一層層的托架上，大的物體則堆于其內。熱交換過程可以通過循環(huán)大量的氣體直接從氣體向被干燥產品傳熱，也可以間接地采用加熱托架的方法或采用盤管式散熱器來實現。

 

  但是隧道式干燥器的物料裝卸都需要繁重的體力勞動，所以只適用于下列情況：1.處理對象尺寸大，需要較長的加熱周期，或為了使內部熱量和水分擴散均勻，需要長期保持允許的加熱溫度；2.處理對象的量較少，不宜建造投資高的連續(xù)處理設備。

 

  下面介紹一些利用這類干燥機烘干農作物的國外地熱蔬菜脫水項目。

 

  坐落在美國內華達州Fernley附近地熱區(qū)的一座地熱食品加工廠(Gilroy食品公司的子公司)，主要經營洋蔥脫水，生產各種等級的干洋蔥，從粉狀到各種大小的粒狀都有。最終產品的含濕量為3.5%-5%。用地熱流體為工廠供熱。該廠從5月到11月收獲季，每年經營6個月。工廠從1978年開始運行，至今還沒有發(fā)生過重大設備事故(Lund，1994)。

 

  地熱井的井口流體溫度為154℃，壓力為1.31MPa，泵出的流量為170.3m3/h。在此條件下的蒸氣壓力為0.44MPa。系統(tǒng)壓力幾乎達到蒸氣壓力的3倍，從而保證地熱流體始終處于液態(tài)。系統(tǒng)的高壓運行也防止了熱水盤管和管道的嚴重結垢。地熱流體的排放溫度為42.2℃，壓力為0.28MPa。

 

  洋蔥的水分最初為50%，經三級處理和一個干燥器，最終產品的水分約為5%。產品通過一條長58m的連續(xù)輸運式食品脫水器被干燥。該脫水器是利用被地熱流體加熱的熱空氣吹過一個帶孔的不銹鋼帶來烘干洋蔥的。地熱流體與干燥空氣的傳熱過程是通過鋼制熱水加熱盤管來實現。

 

  第二條新建的洋蔥和大蒜加工廠已于1994年開工，它是Burns Philp食品有限公司的一個分部。工廠位于美國內華達州Reno北約160km處的San Emido沙漠，正好在Gerlach的南面。工廠采用一臺單線連續(xù)傳送干燥器，每年生產干燥產品6350t，其中60%為洋蔥，4%為大蒜。流量為204m3/h的130℃地熱流體為工廠提供4102kW的熱量 （Lund and Lienau，1994）。

 

  在菲律賓南部Negros的Philippines 1號地熱田，建成了一座采用160℃地熱水的1MWt食物干燥試驗工廠，用于干燥可可肉、果實、根生莊稼、香料和水產品。工廠面積650㎡，設計的干可可肉產量為每天7t（Chua and Abito，1994）。

 

  【二】土豆加工

 

  土豆是許多國家(特別是歐美國家)的重要食品，經加工可以生產出各種各樣的產品，如土豆片、油炸土豆、去水土豆泥、土豆粒、去水土豆丁、土豆淀粉、土豆粉、土豆罐頭及其他土豆雜品等。1970年以來，以美國為例，冷凍土豆產品占土豆加工量的45%-48%，或者說，占美國食用土豆的1/4。

 

  許多土豆加工工藝都可以用150℃或更低溫度的地熱流體作熱源來提供能量。但是其中有凡道工序如油炸過程需要很高的溫度，大多數地熱流體都不能滿足。

 

  待加工的土豆先送入一組洗凈器，再送入預熱器。在預熱器里，土豆被加熱并使土豆皮軟化易于除去，然后用15%的堿液保持在60-80℃的溫度范圍使土豆化學去皮。

 

  土豆離開化學去皮器被送入擦洗器將皮擦去，經沖洗后送到切桌上。擦下的土豆皮泵入一個容器，并將殘留堿液中和后作為牛飼料出售。

 

  土豆經修整后送至切割機房。搖篩將產品分類，小塊被分離出來后加工成其他產品，經修整后的合適大小產品由重力送入燙漂系統(tǒng)。

 

  燙漂后的土豆去水并經表面上糖，使油炸后呈金黃色。在兩級油炸之前，土豆先經干燥器去除表面的潮濕水分。第一級油炸將土豆炸透、炸熟，第二級油炸只為給土豆表面著上金黃色。油炸器所用的油通過換熱器用1.9MPa的高壓蒸氣加熱至190℃。

 

  產品的冷凍由壓縮式連續(xù)冷凍系統(tǒng)完成，冷凍溫度維持-35℃不變。

 

  為了避免地熱水對產品的污染，地熱利用采用間接供熱系統(tǒng)，即地熱流體通過換熱器將熱量傳遞給潔凈的循環(huán)水，循環(huán)水再將熱量傳送至工藝用熱的地方，然后返回換熱器重新被加熱，完成一個密閉的循環(huán)。