本实用新型属于干燥装置领域，主要是一种煤粉自动化干燥装置。
背景技术：
我国是以煤炭为主导的一次能源资源国家，煤炭能提供65％以上的一次能源，煤炭产量居世界首位，而且逐年增加。我国的煤炭资源可采储量位居世界第三，约占世界总储量的11.5％。其中褐煤储量约占世界褐煤总储量的16％。随着对能源需求的不断增加和对烟煤、无烟煤资源的过度开采，我国对褐煤的开发和利用将越来越重视。与烟煤、无烟煤相比，褐煤的优势是价格较低，反应活性高，但其热值相对较低，含水量较高，一般为25％-60％，易风化和自燃，单位能量的运输成本高，不利于长距离输送和贮存。
另外，褐煤直接燃烧的热效率较低，且温室气体的排放量也很大，难以大规模开发利用。此外，褐煤作为原料转化利用也受到限制，褐煤液化、热解和气化都需要把煤中的水分降至10％以下为宜。
现有对煤炭，如褐煤的干燥，大多使用如滚筒式干燥、沸腾床层干燥、带式干燥、振动混流干燥等方法，这些干燥方法所使用的干燥装置结构复杂，效率低，干燥程度差。例如，振动混流床干燥程度低，滚筒式干燥机或转筒式干燥器用于原煤干燥，体积庞大，占地面积大，进口热风温度高，损失煤的挥发份，粉尘大，易爆炸，安全性差，生产能力差。
太阳能，一般是指太阳光的辐射能量，在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已经成为人类使用能源的重要组成部分，并得到不断发展，太阳能利用的基本方式可分为光热利用，光电利用，光化学利用，光生物利用四类，在四类方式中——光热利用最成熟，应用也最广泛，成本相对较低，使用太阳能对物料干燥就是光热利用，目前较多使用的是通过晾晒的方式直接吸收太阳能并将它转换成热量，再经过物料表面与物料内部之间的传热，但传统的干燥方式对太阳能的利用率较低，干燥时间较长，干燥效果差。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本文提供了一种太阳能煤粉自动化干燥装置，适用于细煤粉的干燥，实用性强，节能环保。
具体地，本实用新型提供的太阳能煤粉自动化干燥装置包括：
干燥箱体，干燥箱体为沙漏型结构且上下开口，包括上下对称的上箱体和下箱体以及连接上箱体和下箱体的中间缩口，上箱体内设置有弯曲的盘管，盘管的入水口设置在上箱体上部，盘管的出水口设置在上箱体下部紧邻中间缩口处；
集热器，集热器包括设置在上端的出水管和设置在下端的回水管，出水管通过上升管与盘管的入水口相连，回水管与通过下降管与盘管的出水口相连；
冷却水供水管，冷却水供水管一端连通至下降管。
本专利中干燥箱体的结构来源于现实中的沙漏并借鉴了古人的智慧。目前中国现状是用块煤较多，因为块煤便于开采运输等。粉煤相对于块煤不好利用，堆积和运输过程中又易引起自燃现象，而且粉煤不好当原料使用，对应的处理粉煤的反应器少，落料过程中扬尘又大，造成环保压力大，导致粉煤价格很低，如果有效利用粉煤，就会产生很大的经济效应。对于粉煤难于利用的问题，想到利用沙漏型结构，以便对粉煤进行干燥处理。
设置成沙漏型的上下锥形结构，是充分考虑了粉煤的流动性，因为粉煤在自然堆积过程中会产生一个堆积角，堆积角类似于小沙丘的形状，如果将下箱体设置成锥形结构，刚好可以跟粉煤在下落过程中的堆积结构相一致，最大限度的容纳更多的粉煤，充分利用了下箱体的体积；
设置成锥体还有一个作用就是能够减少粉煤的扬尘，如果不进行密闭处理，粉煤在下落过程中会产生大量扬尘，造成环保压力，设置成锥体后，可避免粉尘外放，可将下锥体留出一部分区域做为出料口
下箱体与上箱体还可以设置为非对称结构，下箱体体积可大于上箱体体积，优选为对称结构，这样便于流入内流出的粉煤量的统计。更进一步，还包括冷却水池，冷却水池一端连接冷却补给水，一端连接到冷却水供水管的另一端。
更进一步，干燥箱体为双层不锈钢板结构，在双层不锈钢板之间设置有保温体。
更进一步，保温体为整体发泡的聚氨酯材料。
更进一步，中间缩口处设置有截止阀。
更进一步，通过所述截止阀的开度调节所述干燥箱体的中间缩口的孔径大小。
更进一步，干燥箱体的中间缩口的孔径大小其中，
V为煤粉流通通量，单位为：立方米/小时，
U为煤粉流动速率，单位为：米/小时。
更进一步，截止阀的正上方设置有振动棒，振动棒的作用是防止物料在下落的过程中发生架桥现象，保证物料顺利下落，正常情况下，经干燥后的物料由靠自重力自由下落，通过截止阀与振动棒可使物料下料通畅，在干燥时选用不易黏粘的煤，长焰煤和褐煤，不会形成粉煤干燥过程中聚结成块；经过干燥后的粉煤下落到“沙漏”的下半部锥体内，已干燥粉煤可由下半部锥体的下底面排出，亦可在锥体内开孔排出。
更进一步，集热器为平板型集热器，内部包含多个吸热管，吸热管为双层玻璃管并与出水管和回水管相连通。
更进一步，双层玻璃管包括位于外层的第一层玻璃和位于内层的第二层玻璃，第一层玻璃为透明玻璃，第二层玻璃外侧涂覆黑色吸热层，第一层玻璃和第二层玻璃之间为真空。
更进一步，出水管的主路上还设置有支路，支路连接生活供水管，且支路和主路的连接处设置有可使主路连通或支路连通的阀门。
更进一步，所述上箱体和所述下箱体均为锥形结构，所述上箱体为倒锥形结构，下箱体为正立锥形结构，该正立锥形结构刚好跟粉煤在下落过程中的堆积结构相一致。
本装置的工作过程为：阳光穿过集热器的吸热管的第一层玻璃照到第二层玻璃的黑色吸热层上，将太阳光能的热量吸收，由于两层玻璃之间是真空隔热的，热量不能向外传，只能传给玻璃管里面的水，使玻璃管内的水加热，管内的水吸热后温度升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。随着热水的不断上移经过上升管并储存在干燥箱体的盘管中，同时温度较低的水沿管的另一侧下降管回流到集热器之中，同时，下降管通过另一条管路连接有冷却水池，由补给水源提供补给水，从而形成不断补充如此循环往复。
本装置适用于细煤粉的干燥过程，细煤粉从干燥箱体顶部缓慢进入到箱体中，均匀地分布在干燥箱体内的盘管周围，经过热水盘管的热量使细煤粉进行干燥，除去煤粉中的水分，可有效地减轻下一步热解炉处理煤粉的能耗和成本，经过干燥后的水分从干燥箱体顶部出口直接排出。
该装置的设计先进性还体现在如下，可以通过调节及改变沙漏型干燥箱体7的中间缩口的孔径，来保证该煤粉干燥设备的连续自动运行，中间缩口的孔径的尺寸可根据公式来计算，其中V为煤粉的流量通量，立方米/小时，U为煤粉流动的速率，当处理的煤粉通量为V时，体积为M的装置自动干燥完成的时间即为t＝M/V，此种工况下，煤粉的出口直径为D。则M立方米的煤粉经过t小时完成干燥，同时下方的M立方米的煤粉也完成了向下流通，从而实现该干燥装置的自动连续运行，中间缩口直径取在20～60mm为宜。
本装置充分利用了太阳能，把太阳光能转化为热能，利用热能对煤粉进行干燥，由于煤粉能够紧密无缝隙的围绕在盘管周围，既增加了物料的干燥空间，又保证了与热源的充分接触，煤粉干燥和送进能够保持同速率。并且，太阳能热利用除了干燥煤粉之外，在不需要干燥的时候，还可以在下降管和冷却水池的连接管路上安装阀门，使得集热器能将冷却水池的水加热从而为用户提供热水，做到同一装置多功能使用，节能环保。
本实用新型的有益效果在于：
(1)采用太阳能集热器收集热量对煤粉进行干燥，使煤粉的水分得到有效地去除，为后续的煤粉利用提供保障，反应系统结构简单，操作方便，装置使用时不会释放出任何的废气，同时也非常的环保，通过利用太阳光能进行工作，还能实现有效的节能。
(2)热水管道均匀地分布在整个干燥容器内，使得物料在干燥器内分布均匀，受热充分，能够达到同步干燥速度，有效地保证的干燥效果。
(3)能够有效地处理煤粉颗粒，是煤粉干燥的一种手段，煤粉干燥更彻底，同时可避免污染空气和浪费资源的现象。
(4)保温效果好，干燥箱箱体是采用双层不锈钢板构成，中间是聚氨酯整体发泡的保温体，保温作用十分明显，能够保证每天温度下降在5℃以内。
(5)充分利用了煤粉的流动性，在干燥箱体为沙漏型的设计下，能够使未干燥的煤粉不断进入，干燥后的煤粉不断排出，实现装置的自动运行。
(6)太阳能热利用除了干燥煤粉之外，在不需要干燥的时候，还可以为用户提供热水。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得显而易见和容易理解，其中：
图1是本实用新型中的太阳能煤粉自动化干燥装置的结构示意图。
附图标记说明：
1、集热器，2、上升管，3、下降管，4、盘管，5、截止阀，6、冷却水池，7、干燥箱体，8、冷却补给水，9、振动棒。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
根据本实用新型的一个实施例和附图1，示出了一种太阳能煤粉自动化干燥装置，包括：
干燥箱体7，干燥箱体7为沙漏型结构且上下开口，包括上下对称的上箱体和下箱体以及连接上箱体和下箱体的中间缩口，上箱体内设置有弯曲的盘管4，盘管4的入水口设置在上箱体上部，盘管4的出水口设置在上箱体下部紧邻中间缩口处；
集热器1，集热器1包括设置在上端的出水管和设置在下端的回水管，出水管通过上升管2与盘管4的入水口相连，回水管与通过下降管3与盘管4的出水口相连；
冷却水池6，冷却水池6一端连接冷却补给水8，一端通过管路连接到下降管3。
在另一个优选实施例中，干燥箱体7由双层不锈钢板构成，在双层不锈钢板中间设置有保温体。
在另一个优选实施例中，保温体为整体发泡的聚氨酯材料。
在另一个优选实施例中，中间缩口处设置有截止阀5。
在另一个优选实施例中，截止阀5可开闭。
在另一个优选实施例中，干燥箱体7的中间缩口的孔径大小可以通过截止阀5的开闭来调节。
在另一个优选实施例中，干燥箱体7的中间缩口的孔径大小V为煤粉流通通量，U为煤粉流动速率。
在另一个优选实施例中，在截止阀5的正上试设置有振动棒9，振动棒9的作用是防止物料在下落的过程中发生架桥现象，保证物料顺利下落，正常情况下，经干燥后的物料由靠自重力自由下落，通过截止阀5与振动棒9可使物料下料通畅，在干燥时选用不易黏粘的煤，长焰煤和褐煤，不会形成粉煤干燥过程中聚结成块；经过干燥后的粉煤下落到“沙漏”的下半部锥体内，已干燥粉煤可由下半部锥体的下底面排出，亦可在锥体内开孔排出。
在另一个优选实施例中，集热器1为平板型集热器，内部包含多个吸热管，吸热管为双层玻璃管并与出水管和回水管相连通。
在另一个优选实施例中，双层玻璃管的第一层玻璃为透明隔热玻璃，第二层玻璃外侧涂覆黑色吸热层，第一层玻璃和第二层玻璃之间为真空隔热结构。
在另一个优选实施例中，出水管的主路上还设置有支路(未示出)，支路连接生活供水管，且支路和主路的连接处设置有可使主路连通或支路连通的阀门，在不需要干燥的时候，打开该支路阀门，装置还可以为用户提供热水。
在另一个优选实施例中，上箱体和下箱体均为锥形结构，上箱体为倒锥形结构，下箱体为正立锥形结构，该正立锥形结构刚好跟粉煤在下落过程中的堆积结构相一致。
本装置的工作过程为：阳光穿过集热器1的吸热管的第一层玻璃照到第二层玻璃的黑色吸热层上，将太阳光能的热量吸收，由于两层玻璃之间是真空隔热的，热量不能向外传，只能传给玻璃管里面的水，使玻璃管内的水加热，管内的水吸热后温度升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。随着热水的不断上移经过上升管2并储存在干燥箱体7的盘管4中，同时温度较低的水沿管的另一侧下降管3回流到集热器1之中，同时，下降管3通过另一条管路连接有冷却水池6，由冷却补给水8提供补给水，从而形成不断补充如此循环往复。
本装置适用于细煤粉的干燥过程，细煤粉从干燥箱体7顶部开口缓慢进入到箱体中，均匀地分布在干燥箱体7内的盘管4周围，盘管4中热水的热量使细煤粉进行干燥，除去煤粉中的水分，可有效地减轻下一步热解炉处理煤粉的能耗和成本，经过干燥后的水分从干燥箱体7顶部开口直接排出
该装置的设计先进性还体现在如下，可以通过调节及改变沙漏型干燥箱体7的中间缩口的孔径，来保证该煤粉干燥设备的连续自动运行，中间缩口的孔径的尺寸可根据公式来计算，其中V为煤粉的流量通量，立方米/小时，U为煤粉流动的速率，当处理的煤粉通量为V时，体积为M的装置自动干燥完成的时间即为t＝M/V，此种工况下，煤粉的出口直径为D。则M立方米的煤粉经过t小时完成干燥，同时下方的M立方米的煤粉也完成了向下流通，从而实现该干燥装置的自动连续运行，中间缩口直径D取在20～60mm为宜。
根据设计经验参数，盘管间距取决于漏斗内单位时间的处理粉煤通量，一般在20～25mm之间；管径取决于不同流速范围下的经济管径，一般在20～30mm之间，在此种工况下，其漏斗有效容积高度经过计算可以得出为850～1000mm之间，管容(管的体积)按最大盘管量计算，在管径取25～80mm(优选30～50mm)时，盘管的体积占上沙漏总体积的50％至80％。同样，此种工况业也适用于漏斗在倾斜状态下的流量通量。此时总流通量不变，但由于沉降速度(管内粉煤流速)下降，造成装置干燥速率下降，这与管间距的增大管径变小带来的影响效果是一样的。同样，管径过大造成物料层中间部分干燥效果差，过小会使热量浪费，管径范围20～30mm为我们选用后的经济合适的参数范围。
连续运行的计算依据来源，其中经济流速U的确定，缩口直径D的计算，计算公式的选择，参考化工流体计算等相关规范，例如，对于气体其流通量为单位时间的流通体积，单位为M3/H(小时)，对于固体，其流通量也为流通速率，体积流量或质量流量，单位为M3/H或KG/H。其计算结果即为本专利所确定的中间缩口直径D的范围，取20～60mm之间，以便实现该装置在最经济工况下运行。
经过干燥后的煤粉由干燥箱体7中部的截止阀5控制排出，当第一批干燥后的煤粉流出后，可以将截止阀5设置为常开状态，然后新的物料不断进入到干燥箱体7中完成干燥，同时经过干燥后的物料从排截止阀5处流至下方再排出，实现连续运行。
在本实用新型的另一优选实施例中：
假设粒径1-3mm的煤粉颗粒下落至干燥箱体7的上箱体体积为1m3，煤粉流动的速率为u＝0.4m/s，(流速取值采用重力流沉降速度)，煤粉的流量通量为1m3，其漏斗中间缩口孔径根据计算得出D＝29mm，取管径为DN30，其流出完成时间为t＝1h，在此种工况下，上箱体煤粉干燥能力设计为1m3/h时，干燥能力与煤粉流通能力相等，第一批煤粉干燥完成后，将截止阀5设置为常开状态，然后新的物料不断进入到干燥箱体中，干燥进行的同时，已完成干燥的煤粉由截止阀5控制排出，从而实现同时干燥，同时沉降的自动干燥过程，实现装置的自动连续运行。
本装置充分利用了太阳能，把太阳光能转化为热能，利用热能对煤粉进行干燥，由于煤粉能够紧密无缝隙的围绕在盘管周围，既增加了物料的干燥空间，又保证了与热源的充分接触，煤粉干燥和送进能够保持同速率。并且，太阳能热利用除了干燥煤粉之外，在不需要干燥的时候，还可以在下循环管路上安装阀门，能为用户提供热水，做到同一装置多功能使用，节能环保。此外，本装置充分利用了煤粉的流动性，能够对未干燥的煤粉不断进入，干燥后的煤粉不断排出，实现装置的自动运行。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。