一种基于聚光式太阳能的橡胶烘干装置的制作方法

本实用新型涉及橡胶烘干技术领域，尤其涉及到一种基于聚光式太阳能的橡胶烘干装置。

背景技术：

在对橡胶生产过程中，需要对生产出来的橡胶进行烘干。干燥部分由高效换热器、传送带、烘干窑及排风排湿装置组成，水洗工艺后的橡胶，经传送带进行运输，经高效换热器后，再通过循环风机对橡胶进行换热，换热部分是密闭的，烘干窑内的保持温度恒定，从而使水分蒸发，蒸发的水分通过除湿风机排出。

现有工艺的情况下，需要煤炭锅炉或者燃气锅炉进行燃烧产生高温水蒸气，进而加热。当利用煤炭锅炉进行供热时，这种燃烧方式是最常见的原始能源之一的燃烧形式，煤炭资源取用便捷。但是随着煤炭近几年的燃烧使用，不仅煤炭资源的储量逐年下降，而且由于煤炭的燃烧会产生大量的二氧化碳以及废气污染空气，给环境造成污染。

当我们选用燃气锅炉或轻质油炉时，由于燃料中的灰分、含硫量和含氮量比煤低，燃烧充分，烟气中粉尘量极少，排放易达到国家对燃气设备所要求的标准，可大大减轻对环境的污染，但选用燃气锅炉也就意味着烘干工艺的成本也会相应的增加，且仍存在一定的环境危害性。

技术实现要素：

本实用新型针对目前橡胶烘干方式中产生的工作效率低，成本高，浪费能源和污染环境的问题，提供一种基于聚光式太阳能的橡胶烘干装置，以符合“低投入、低能耗、低污染、高产出”的发展要求。

本实用新型是通过如下技术方案实现的，提供一种基于聚光式太阳能的橡胶烘干装置，包括太阳能集热器和设置有换热器的烘干窑，以及位于太阳能集热器与换热器之间的储热装置，所述换热器、太阳能集热器的集热管和储热装置通过输送管道依次连通形成循环回路，所述输送管道上安装有集热循环泵。

本方案在使用时，通过集热循环泵的作用，使输送管道内的导热介质在换热器、太阳能集热器和储热装置形成的循环回路中循环流动，通过太阳能集热器的集热对集热管内的导热介质进行加热，在导热介质流经换热器时对烘干窑内的橡胶进行烘干，同时通过设置的储热装置进行储热，不仅提高了加热效率，而且降低了生产成本。

作为优化，还包括一端与储热装置连通，另一端连通至换热器与太阳能集热器之间输送管道的储热旁通管路。本优化通过设置储热旁通管路，在正常加热及换热器不需要换热时，均能保持对热量的储存，延长了太阳能加热的利用时间，为了更方便控制导热介质流向，在储热旁通管路上安装有闸阀。

作为优化，还包括辅助加热装置，所述辅助加热装置通过辅助加热管道与储热装置连通形成循环回路。本优化方案的辅助加热装置可采用现有技术的电加热，从而实现了太阳能集热与电加热辅助热源的橡胶烘干的新方案，在太阳能集热无法满足温度要求时，启动电加热对缓冲罐内的导热介质进行加热，从而通过两种方式的同时加热，以满足加热需求，提高了烘干效率。

作为优化，储热装置的上端设有与辅助加热管道连通的出口和入口。本优化方案将辅助加热管道设置在储热装置顶部，有利于减少辅助加热管道内导热介质留存量，从而缩短了辅助加热开启后达到要求温度的时间，提高了加热效率。

作为优化，集热循环泵位于储热装置与太阳能集热器之间。本优化方案集热循环泵位置的设置，更方便在实际使用时的场地布置。

作为优化，集热循环泵与储热装置之间的输送管道上安装有气液分离装置，所述气液分离装置的蒸汽出口连通膨胀排气装置。由于聚光式太阳能集热器集热温度较高，导热介质在高温的情况下会产生蒸汽，通过本优化方案的设置，当导热介质流经气液分离装置时，蒸汽会分离出来，通过膨胀排气装置上方的排气阀排出。

作为优化，集热循环泵与太阳能集热器之间的输送管道上沿热介质的流动方向依次安装有现场压力表和止回阀，用于及时了解管内压力和防止导热介质倒流，集热循环泵与气液分离装置之间的输送管道上沿热介质的流动方向依次安装有y型过滤器和温度计，用于过滤和测量导热介质温度，集热循环泵与止回阀之间的输送管道，以及集热循环泵与y型过滤器之间的输送管道上均安装有管道膨胀补偿器。

作为优化，太阳能集热器为蝶式太阳能集热器、塔式太阳能集热器或槽式太阳能集热器。本优化方案的太阳能集热器加热效率高，从而提高了纸张的烘干效率。

本实用新型的有益效果为：通过聚光式太阳能集热器进行集热，将太阳光聚集到接收装置的集热管上，加热集热管中的导热介质，光热转换效率可达到60%以上，清洁高效，满足橡胶绿色烘干的用热要求；通过辅助加热装置和太阳能集热器联合供热，实现了太阳能稳定供热的橡胶烘干的新方案，适应不同的天气，实现了橡胶烘干系统的稳定运行；利用太阳能加热，解决了现有橡胶烘干技术方案中出现的工作效率低，能量损失严重，成本高，浪费能源和污染环境的问题，并且采用导热介质作为加热介质，导热介质通过集热泵的循环可以重复利用，并且能够保证烘干窑内的温度保持恒温。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为集热循环泵连接示意图；

图3为第二集热泵连接示意图；

图中所示：

1、太阳能集热器，2、闸阀，3、排气阀，4、现场压力表，5、止回阀，6、集热循环泵，7、y型过滤器，8、温度计，9、气液分离装置，10、膨胀排气装置，11、辅助加热装置，12、储热装置，13、烘干窑，14、控制系统，15、换热器，16、储热旁通管路。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1所示一种基于聚光式太阳能的橡胶烘干装置，包括太阳能集热器1和设置有换热器15的烘干窑13，以及位于太阳能集热器与换热器之间的储热装置12，换热器15、太阳能集热器的集热管和储热装置通过输送管道依次连通形成循环回路，所述输送管道上安装有集热循环泵6，太阳能集热器利用太阳能加热集热管内的导热介质，导热介质在集热循环泵6的作用下沿换热器15、太阳能集热器和储热装置形成的循环回路流动。

储热装置采用现有技术，其具有储热功能。应用中将聚光式太阳能集热器多余的热量储存在储热装置中，以满足其余时间段的使用，且储热装装置采用高密度整体发泡式绝热保温材料进行保温，单位热损可降低至3~5%，即1.5~2w/㎡/h的热损量。

还包括一端与储热装置连通，另一端连通至换热器与太阳能集热器之间输送管道的储热旁通管路16，从储热装置流出的导热介质有一部分直接进入太阳能集热器的集热管进口，从而实现了储热，在储热旁通管路上设有闸阀。

为了实现两种加热方式的配合使用，本实施例还包括辅助加热装置11，所述辅助加热装置通过辅助加热管道与储热装置连通形成循环回路，辅助加热管道上安装有第二集热泵，储热装置的上端设有与辅助加热管道连通的出口和入口。本实施例的辅助加热装置采用现有技术中的电加热，通过电加热提高导热介质温度。

管路具体设置为，换热器15的导热介质出口通过设置有闸阀的管道与太阳能集热器的集热管入口连通；太阳能集热器为两件，且两太阳能集热器的集热管串联，在两太阳能集热器之间的管道上安装有闸阀2和排气阀3；集热循环泵6位于储热装置与太阳能集热器之间，集热循环泵与储热装置之间的输送管道上安装有气液分离装置9，所述气液分离装置的蒸汽出口连通膨胀排气装置10，气液分离装置的出口通过安装有闸阀的管道与储热装置的进口连通，储热装置的出口通过设有闸阀的管道与换热器的导热介质入口连通。集热循环泵与太阳能集热器之间的输送管道上沿热介质的流动方向依次安装有现场压力表4和止回阀5，由于导热介质的温度较高，所以系统中的闸阀均为高温闸阀，现场压力表和温度计均为相应的耐高温配件；集热循环泵与气液分离装置之间的输送管道上沿热介质的流动方向依次安装有y型过滤器7和温度计8，集热循环泵与止回阀之间的输送管道，以及集热循环泵与y型过滤器之间的输送管道上均安装有管道膨胀补偿器。第二集热泵的出液口与辅助加热装置的进口连通，辅助加热装置的出口与储热装置顶部连通，第二集热泵的进液口与储热装置顶部连通，通过第二集热泵使导热介质在储热装置与辅助加热装置之间循环，实现对导热介质的加热。

本实施例的太阳能集热器为菲涅尔式太阳能集热器、蝶式太阳能集热器、塔式太阳能集热器或槽式太阳能集热器。此四种太阳能集热器采用多个点型或线型聚焦方式，将太阳光聚集到接收装置上，加热接收器中的导热介质，导热介质的运行温度可到350℃以上，提高热源的品味，以达到橡胶烘干用热要求。

本实用新型的工作原理：当天气晴朗太阳能能够正常工作的情况下，聚光式太阳能集热器进行工作，加热接收器中的导热介质，达到设定的温度后集热循环泵开始循环，对烘干窑内的橡胶进行烘干。当天气出现阴雨天气或者不能达到聚光式太阳能集热器工作所需要的条件下，先消耗储热装置中的热量，当热量无法满足烘干需求时，继而自动启动专用辅助加热装置对储热装置进行辅助加热。

为了使本实用新型的结构应用更加方便，本实施例还设有控制系统14，并优选采用plc控制系统，在储热装置中设置温控装置。plc控制系统包括避光保护系统、太阳光跟踪系统、温控系统、自动启停热源系统、故障报警系统等。烘干系统在plc控制系统的作用下进行数据监测，当温度传感器检测达到一定的数值后，通过plc控制系统进行一个间歇的避光保护或者停用辅助加热装置，以避免橡胶烘干温度过高。

具体应用中，当天气晴朗时，聚光式太阳能集热器在plc控制系统的控制下启动，开始收集热量，对集热管中的介质进行加热，加热至烘干用热需求。通过集热循环泵进行开始循环，依次通过气液分离装置、储热装置、烘干窑。经过烘干窑里的换热器对橡胶进行烘干加热。导热介质在此系统中不断地循环，通过聚光式太阳能集热器收集热量，从而对导热介质进行加热，从而保证烘干窑的用热温度要求；同时利用聚光式太阳能集热器将白天多余的能量储存到储热装置中，以便其余时间段进行供热。

当聚光式太阳能集热器受到外来因素影响，导致聚光式太阳能集热器出现不稳定因素时，plc控制系统检测到数据变化后，优先利用储热装置中的热量进行供热，其次再启动辅助加热装置作为辅助热源以此来弥补聚光式太阳能集热的效率。此时两个循环泵共同运转，聚光式太阳能集热器和辅助加热装置共同提供热量。当聚光式太阳能集热器完全没有工作条件时或储热装置中的温度低于烘干温度时，聚光式太阳能集热器就会通过plc控制系统启动避光保护功能，此时完全由辅助加热装置进行供热，以达到烘干窑的用热需求。专用电加热装置的电力来源可以分为大电网电力、光伏发电和风力发电。根据电源类型可设置储能电池，将低谷电、光伏电源或风力发电电源存起来以备用。

在整个烘干系统设备的系统中由控制系统对数据进行实时监测，并可以自动启停，节省能源的消耗，避免了资源浪费，并且两种资源共同利用可以各取其优势，已达到资源利用效率的最大化。不消耗一次性能源，降低了生产成本，且利用可再生资源不会对环境造成污染。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。