CN105222371A - 一种太阳能干燥装置 - Google Patents

Abstract

本发明的太阳能干燥装置，包括油箱、真空集热管、循环油泵、干燥***以及液气换热器，油箱内存储有导热油，循环油泵设置于油箱的出油口上，油箱的出油口分为两路；真空集热管的***均匀固定有反射聚光镜，反射聚光镜利用聚焦的太阳能光线对流经真空集热管的导热油进行加热，油箱中设置有对导热油温度进行测量的温度传感器，达到温度要求的导热油流经液气换热器与干燥***中的工艺气体进行热量交换，以使工艺气体完成干燥作业。本发明的太阳能干燥装置，较高温度的导热油在液气换热器中与工艺气体进行热交换后，升温后的工艺气体在干燥管中对待干燥物质进行干燥，如对烟草烟丝的干燥，拓宽了太阳能的利用领域。

Description

一种太阳能干燥装置

技术领域

本发明涉及一种太阳能干燥装置，更具体的说，尤其涉及一种通过太阳能的聚光实现对导热油高温加热以实现对烟丝干燥的太阳能干燥装置。

背景技术

能源是经济和社会发展的重要物质基础。工业革命以来，世界能源消费剧增，煤炭、石油、天然气等化石能源资源消耗迅速，生态环境不断恶化，特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化，人类社会的可持续发展受到严重威胁。一般卷烟厂对烟草进行干燥处理的时候，往往都是采用燃烧炉进行供能，燃烧炉基本都是烧油或天然气，既污染环境，又导致能源危机，然而清洁能源太阳能的开发与利用是实现可持续能源发展最为直接的方式之一，应对全球能源短缺和改善环境有着积极的意义。

在太阳能热利用方面，我国目前主要使用平板集热器和玻璃真空管集热器提供100℃以下的热水，属于低温热利用范畴。虽然太阳能普遍存在，但到达地球的太阳光辐射能流密度较低，要获得能流密度较高的太阳辐射能，采用聚光手段可以获得较高温度的热能，为工业提供能量。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种太阳能干燥装置。

本发明的太阳能干燥装置，其特别之处在于：包括油箱、真空集热管、循环油泵、干燥***以及设置于干燥***中的液气换热器，油箱内存储有交替进行贮藏和释放热量的导热油，循环油泵设置于油箱的出油口上，油箱的出油口分为两路，一路与真空集热管相通，另一路与真空集热管相通，液气换热器和真空集热管的回油管均与油箱的回油口相通；真空集热管的***均匀固定有反射聚光镜，反射聚光镜利用聚焦的太阳能光线对流经真空集热管的导热油进行加热，油箱中设置有对导热油温度进行测量的温度传感器，达到温度要求的导热油流经液气换热器与干燥***中的工艺气体进行热量交换，以使工艺气体完成干燥作业。

本发明的太阳能干燥装置，所述真空集热管的数量为一个或一个以上，油箱与液气换热器之间、油箱与真空集热管之间、相邻真空集热管之间的管路均采用保温油管；油箱与液气换热器之前的管路上设置有第一阀门，油箱与真空集热管之间的管路上设置有第二阀门，通过第一阀门和第二阀门的选择性关闭和开启，控制导热油在真空集热管与油箱之间或者液气换热器与油箱之间流动。

本发明的太阳能干燥装置，所述干燥***包括喂料器干燥管、旋风分离器和锅炉风机，喂料器设置于干燥管上，用于向干燥管中送入待干燥的物质；干燥管的一端与液气换热器的出气口相通，另一端与旋风分离器相通，旋风分离器的出口经锅炉风机与液气换热器的进口相通；旋风分离器的出料口上设置有落料气锁，落料气锁的下方设置有装丝箱。

本发明的太阳能干燥装置，所述落料气锁上设置有压力传感器和温度传感器，锅炉风机与液气换热器之间的管路上设置有进气风门和排气风门。

本发明的太阳能干燥装置，所述油箱内设置有储能装置，储能装置由相变储能材料和贯穿于相变储能材料中的换热管道组成；真空集热管的返回管路分为两路，一路与油箱相通，另一路与换热管道的进口相通；油箱的内部空腔和换热管道的出口均与循环油泵的进口相通。

本发明的太阳能干燥装置，所述真空集热管与换热管道、油箱之前的管路上分别设置有第三阀门、第四阀门，油箱、换热管道与循环油泵之间的管路上分别设置有第五阀门和第六阀门。

本发明的太阳能干燥装置，所述真空集热管采用真空金属-玻璃直通管，以减少热损失、提高导热油的温度。

本发明的太阳能干燥装置，所述干燥管采用变径管式干燥管，以降低干燥管的高度和对锅炉风机的功率要求。

本发明的太阳能干燥装置，所述相变储能材料采用石墨泡沫及膨胀石墨复合相变储能材料，该材料导热系数大，利于快速贮热和释放热量，保证供能持续稳定。

本发明的有益效果是：本发明的太阳能干燥装置，通过在真空集热管上设置多个反射聚光镜，通过对太阳能的聚焦可将导热油加热至较高温度；较高温度的导热油在液气换热器中与工艺气体进行热交换后，升温后的工艺气体在干燥管中对待干燥物质进行干燥，如对烟草烟丝的干燥，拓宽了太阳能的利用领域。

同时，通过在油箱中设置由相变储能材料和换热管道组成的储能装置，在太阳能照射充足的情况下，可将富余的太阳能暂存在相变储能材料中，在夜间或太阳光照射不良的情况下，再将相变储能材料中的能量释放出来加以利用，保证了整个太阳能干燥装置的持续利用。

本发明与同类烟丝干燥管相比具有以下优点：采用变径管式干燥管，有效降低干燥管的高度，降低对厂房高度及风机功率的要求，节约材料、空间及高品位电能。

附图说明

图1为本发明的太阳能干燥装置的结构示意图；

图2为本发明中储能装置的结构原理图。

图中：1保温油管，2真空集热管，3反射聚光镜，4工艺气体，5旋风分离器，6落料气锁，7干燥管，8装丝箱，9喂料器，10压力传感器，11温度传感器，12锅炉风机，13液气换热器，14进气风门，15排气风门，16连接法兰，17第一阀门，18第二阀门，19循环油泵，20油箱，21导热油，22温度传感器，23支架，24相变储能材料，25第三阀门，26第四阀门，27第五阀门，28第六阀门，29换热管道。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，给出了本发明的太阳能干燥装置的结构示意图，其包括油箱20、循环油泵19、真空集热管2、反射聚光镜3、液气换热器13以及干燥装置，油箱20中存储有导热油21，循环油泵19设置于油箱20的出口上，用于驱使导热油循环流动。循环油泵19的出口分为两路，一路通过保温油管与真空集热管2相通，另一路通过保温油管与与液气换热器13相通；第一阀门17、第二阀门18分别设置于油箱20与真空集热管2、液气换热器13之间的保温油管上，以对保温油管的通断状态进行控制。

真空集热管2的数量可采用一个或一个以上，图中所示的真空集热管2的数量为2个，反射聚光镜3均匀设置于真空集热管2的***，反射聚光镜3用于将太阳光线聚焦于中心位置处的真空集热管2上，以便将流经真空集热管2中的导热油21加热至较高的温度。相邻将真空集热管2之间也通过保温油管1相连通，末端的真空集热管2将导热油21回流至油箱20中。液气换热器13的出口也经保温油管将导热油21回流至油箱20中，液气换热器13的进口和出口均通过连接法兰16与保温油管1相连接；油箱20上设置有温度传感器22，以便对油箱20中导热油21的温度进行测量，真空集热管2通过支架23进行固定。真空集热管2可采用真空金属-玻璃直通管，以减少热损失、提高导热油的温度。

太阳能对导热油21加热过程中，第一阀门17关闭、第二阀门18打开，导热油21在循环油泵19的驱动作用下，在油箱20与真空集热管2之间循环流动，反射聚光镜3聚焦的太阳能对流经真空集热管2中的导热油21不断加热。通过温度传感器22检测到油箱20中的导热油21温度达到设定的温度时，则关闭第二阀门18并打开第二阀门17，在循环油泵19的作用下，导热油21在油箱20与液气换热器13之间流动，导热油21在液气换热器13中与干燥***中的工艺气体4进行热交换，以升高工艺气体4的温度。

所示的干燥***由喂料器9、干燥管7、旋风分离器5、落料气锁6、锅炉风机12组成，喂料器9设置于干燥管7上，用于向喂料器9中送入待干燥的物质，如卷烟用烟丝。干燥管7的下端口与液气换热器13的出气口相通，干燥管7的上端口与旋风分离器5相通，旋风分离器5的出气口经管路与锅炉风机12的进风口相通，锅炉风机12的出风口经管路与液气换热器13的进风口相通。落料气锁6设置于旋风分离器5的下方，落料气锁6的下方设置有装丝箱8，将干燥完毕的烟丝装起来。

所示的干燥管7上设置有压力传感器10和温度传感器11，用于对干燥管7中的压力和温度进行检测。锅炉风机12与液换热器13之间的管路上还设置有进气风门14和排气风门15。干燥的过程中，流经液气换热器13的工艺气体4与导热油21进行热交换，使工艺气体4的温度升高，高温的工艺气体4对干燥管7中烟丝进行干燥，干燥后的烟丝在旋风分离器5中实现烟丝与气体的分离，分离后的烟丝经落料气锁6进入装丝箱8中。气体在锅炉风机12作用下抽出，工艺气体4中额一部分废气通过排气风门15排出，同时通过进气风门14将一部分添加蒸汽和新鲜空气的工艺气体送入，进行循环干燥。

如图2所示，给出了本发明中储能装置的结构原理图，所示的储能装置由相变储能材料24和贯穿于相变储能材料24中的换热管道29组成，真空集热管2不仅与油箱20相通，还与换热管道29的进口相通，真空集热管2与换热管道29、油箱20之前的保温油管上分别设置第三阀门25、第四阀门26，换热管道29、油箱20与循环油泵19之间的保温油管上分别设置有第六阀门28和第五阀门27。相变储能材料24可采用石墨泡沫及膨胀石墨复合相变储能材料，该材料导热系数大，利于快速贮热和释放热量，保证供能持续稳定。

在晴朗天气条件下，第三阀门25打开，导热油21通过换热管道29将能量储存在相变储能材料24里面，当不稳定天气因素影响时，打开第三阀门25和第四阀门28，相变储能材料24开始释能，导热油21在换热管道29中加热到设计温度，可以保证对液气换热器13的稳定供能，确保干燥烟丝装置正常工作。

本发明的太阳能干燥装置，主要采用了高反射率的反射聚光镜，通过高反射率的反射聚光镜把太阳光聚焦到真空集热管2上，提高太阳光的能流密度，提高太阳能集热效率，保证了导热油输出温度。当天气晴朗时，可以通过石墨泡沫及膨胀石墨复合相变储能材料将部分能量储存起来，当不稳定天气因素影响时，保证导热油的输出温度稳定，确保工艺气体温度波动幅度在可控范围之内，能够有效节约能源，保护环境。

Claims (9)

1.一种太阳能干燥装置，其特征在于：包括油箱（20）、真空集热管（2）、循环油泵（19）、干燥***以及设置于干燥***中的液气换热器（13），油箱内存储有交替进行贮藏和释放热量的导热油（21），循环油泵设置于油箱的出油口上，油箱的出油口分为两路，一路与真空集热管相通，另一路与真空集热管相通，液气换热器和真空集热管的回油管均与油箱的回油口相通；真空集热管的***均匀固定有反射聚光镜（3），反射聚光镜利用聚焦的太阳能光线对流经真空集热管的导热油进行加热，油箱中设置有对导热油温度进行测量的温度传感器（22），达到温度要求的导热油流经液气换热器与干燥***中的工艺气体进行热量交换，以使工艺气体完成干燥作业。

2.根据权利要求1所述的太阳能干燥装置，其特征在于：所述真空集热管（2）的数量为一个或一个以上，油箱（20）与液气换热器（13）之间、油箱与真空集热管（2）之间、相邻真空集热管之间的管路均采用保温油管（1）；油箱与液气换热器之前的管路上设置有第一阀门（17），油箱与真空集热管之间的管路上设置有第二阀门（18），通过第一阀门和第二阀门的选择性关闭和开启，控制导热油（21）在真空集热管与油箱之间或者液气换热器与油箱之间流动。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能干燥装置，其特征在于：所述干燥***包括喂料器（9）、干燥管（7）、旋风分离器（5）和锅炉风机（12），喂料器设置于干燥管上，用于向干燥管中送入待干燥的物质；干燥管的一端与液气换热器（13）的出气口相通，另一端与旋风分离器（5）相通，旋风分离器的出口经锅炉风机与液气换热器的进口相通；旋风分离器的出料口上设置有落料气锁（6），落料气锁的下方设置有装丝箱（8）。

4.根据权利要求3所述的太阳能干燥装置，其特征在于：所述落料气锁（6）上设置有压力传感器（10）和温度传感器（11），锅炉风机（12）与液气换热器（13）之间的管路上设置有进气风门（14）和排气风门（15）。

5.根据权利要求1或2所述的太阳能干燥装置，其特征在于：所述油箱（20）内设置有储能装置，储能装置由相变储能材料（24）和贯穿于相变储能材料中的换热管道（29）组成；真空集热管（2）的返回管路分为两路，一路与油箱（20）相通，另一路与换热管道（29）的进口相通；油箱的内部空腔和换热管道（29）的出口均与循环油泵（19）的进口相通。

6.根据权利要求1或2所述的太阳能干燥装置，其特征在于：所述真空集热管（2）与换热管道（29）、油箱（20）之前的管路上分别设置有第三阀门（25）、第四阀门（26），油箱、换热管道与循环油泵之间的管路上分别设置有第五阀门（27）和第六阀门（28）。

7.根据权利要求1或2所述的太阳能干燥装置，其特征在于：所述真空集热管（2）采用真空金属-玻璃直通管，以减少热损失、提高导热油的温度。

8.根据权利要求2所述的太阳能干燥装置，其特征在于：所述干燥管采用变径管式干燥管，以降低干燥管的高度和对锅炉风机的功率要求。

9.根据权利要求2所述的太阳能干燥装置，其特征在于：所述相变储能材料（24）采用石墨泡沫及膨胀石墨复合相变储能材料，该材料导热系数大，利于快速贮热和释放热量，保证供能持续稳定。