一种太阳能棱镜聚光及链板—螺旋余热干燥集成干化装置的制作方法

一种太阳能棱镜聚光及链板
—
螺旋余热干燥集成干化装置
技术领域
[0001]
本实用新型属于固废资源化综合利用技术领域，具体涉及一种太阳能棱镜聚光及链板—螺旋余热干燥集成干化装置。


背景技术：

[0002]
在固废资源化综合利用过程中，高含水率物料如淤泥、污泥、尾矿等的干化处理是其资源化综合利用过程中的难题之一。而现今对高含水率物料干化的方式主要还是采用露天干燥、低效的太阳房、窑炉余热干燥等单一方式。现有露天干燥方式即自然干燥方式，不仅效率低，且干燥含水率无法控制，在阴雨天气、空气湿度大时，还会出现返潮现象，并且对于具有难闻气味的物料，干燥时还会对空气造成污染。低效太阳房干燥方式是将物料置于四面与顶端都为透明材料的太阳房内，使得物料可以接收到太阳光的能量，从而达到干化物料的目的，但是由于太阳东升日落、不同季节等自然规律的变化，造成太阳光入射角度不断变化，使得太阳房接收的太阳能十分有限，不能充分利用太阳能。窑炉余热干燥方式，主要是以热风形式通入干燥室或干燥设备，加热其中的空气作为干燥介质来干燥物料，热损耗较大，物料干化效率不高。
[0003]
因此，研究一种高效、节能、环保、成本低的高含水率物料干化装置，能够最大化利用太阳能和窑炉余热，对于解决固废资源化综合利用难题尤为重要。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的是提供一种太阳能棱镜聚光及链板—螺旋余热干燥集成干化装置，将太阳能和窑炉余热充分结合在一起，以解决现有干化技术中高含水率物料干化能耗高、效率低的问题。
[0005]
本实用新型采用以下技术方案：一种太阳能棱镜聚光及链板—螺旋余热干燥集成干化装置，包括太阳能棱镜屋面聚光系统，和位于其下方的链板—螺旋余热干燥系统；
[0006]
太阳能棱镜屋面聚光系统包括：
[0007]
两块聚光板，位于同一平面、其两者之间通过一桁架固定连接；多个三棱镜，设置于每个棱镜聚光板背离太阳的一面；
[0008]
多个液压杆，均匀分布在聚光板的两侧，每个液压杆的一端固定，另一端均连接至同侧的棱镜聚光板的中心线位置；
[0009]
一太阳能追踪器，设置在聚光板的顶部；用于接收太阳光角度信息，并控制多个液压杆的伸缩动作，从而带动聚光板旋转使其始终和太阳光线保持垂直；
[0010]
链板—螺旋余热干燥系统包括：
[0011]
一密封干化室，为空心封闭结构，位于两块聚光板的下方；
[0012]
一链板输送装置，设置于链板—螺旋余热干燥系统内部，其轴线与水平面的夹角为5～10
°
，其上位置较高一端为进料口，其上位置较低一端设置有出料装置；其内部腔体用于输送物料；
[0013]
一螺旋状通风管道，s形环绕于链板输送装置外，用于窑炉余热热风输送；其包括两个端口，靠近出料装置的一端为进风口，另一端为出风口；其外壁靠近链板输送装置处设置有多个通风孔。
[0014]
进一步的，两块聚光板相距为距离l，每块聚光板的宽度为nl，且每l宽度的棱镜角度相同。
[0015]
进一步的，进料口处设有用于定量给料的定量给料装置。
[0016]
进一步的，链板—螺旋余热干燥系统顶部设有一个或一个以上的排潮风机。
[0017]
进一步的，链板—螺旋余热干燥系统内设有温度、湿度传感器。
[0018]
进一步的，出风口外侧设有引风机。
[0019]
本实用新型的有益效果是：采用太阳能和窑炉余热为主要能源，提高能源利用效率，大幅缩短高含水率物料干化时间，仅消耗少量的电费，节省大量能源，高含水物料干化后含水率不大于25％，且封闭结构的设置减少了二次污染，提高含水物料资源化利用效率。
附图说明
[0020]
图1为本实用新型一种太阳能棱镜聚光及链板—螺旋余热干燥集成干化装置的结构示意图；
[0021]
图2-1和图2-2为本实用新型一种太阳能棱镜聚光及链板—螺旋余热干燥集成干化装置的太阳能聚光原理图；
[0022]
图3为本实用新型一种太阳能棱镜聚光及链板—螺旋余热干燥集成干化装置的链板—螺旋余热干燥系统的主视图；
[0023]
图4为图3的俯视图；
[0024]
图5为图3的侧视图。
[0025]
其中，1.排潮风机，2.密封干化室，3.聚光板，4.桁架，5.液压杆，6.三棱镜，7.太阳能追踪器，8.液压杆，9.链板输送装置，10.进料口，11.定量给料装置， 12.出料装置，13.螺旋状通风管道，14.通风孔，15.进风口，16.送热风机，17.出风口，18.引风机。
具体实施方式
[0026]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
[0027]
本实用新型提供了一种太阳能棱镜聚光及链板—螺旋余热干燥集成干化装置，包括太阳能棱镜屋面聚光系统，和位于其下方的链板—螺旋余热干燥系统。太阳能棱镜屋面聚光系统用于收集太阳能，链板—螺旋余热干燥系统用于高效的接收太阳能热量和窑炉余热，并高效的利用该热量来对物料进行干燥。
[0028]
1、如图1所示，太阳能棱镜屋面聚光系统包括两块聚光板3、桁架4、三棱镜7、太阳能追踪器6和液压杆5，桁架4将两块聚光板3连接固定在一个平面上，聚光板3为透明材料，桁架4和聚光板3形状为长板状，两块聚光板3材料为透明材料。两块聚光板3设置在密封干化室2的上方，且所述两块聚光板3之间通过一桁架4固定连接，桁架4的目的是将两块聚光板3固定连接，并使得两块聚光板3位于同一个平面。每个所述聚光板3背离太阳的一面均设置多个条状三棱镜7，通过三棱镜7将太阳光聚集到密封干化室2内。
[0029]
液压杆5设有多个，每个所述液压杆5的一端固定在设有干燥系统的底板上，另一
端分别连接至两块所述聚光板3的中心线位置处。太阳能追踪器6设置在所述聚光板3的顶部，用于采集太阳光的角度数据，并根据角度数据来计算出聚光板3应该倾斜的角度，以使得聚光板3始终和太阳光线保持垂直，以将绝大部分折射光折射在物料表面。如图2-1和图2-2所示，在计算出的倾斜角度的指导下，控制器控制液压杆5进行不同的伸缩动作，进而可以带动两块聚光板3呈现不同角度的倾斜状态。
[0030]
根据聚光要求，两块聚光板3相距为距离l，聚光板3宽度为nl，且每l 宽度的棱镜角度相同，并根据斯涅尔定律(折射定律)n1sinθ1＝n2sinθ2和棱镜的折射率，设置合适的高度、合适的棱镜聚光板宽度，并计算出每l宽度棱镜聚光板上三棱镜7角度，使的在正午太阳光直射时，每l宽度棱镜聚光板上的太阳光可以均匀的折射到宽为l～1.4l的链板输送装置9部分，使链板输送装置9上的物料可以接收到1.4n+0.7～2n+1倍的太阳光，设置合适的转动角度，并安装太阳能追踪器6，通过太阳能追踪器6发出信号，使液压杆5以链板输送装置9中心线为轴心线，直射时聚光板3与链板输送装置9高度为半径，根据太阳角度，绕轴心线转动，使棱镜聚光在一定时段内始终与太阳光垂直，从而达到一定时段内跟踪太阳，使得绝大部分折射光折射在物料上。液压杆5一端安装在聚光板3中心线上，另一端安装在聚光板3转动最大角度时垂直于地面的点上。
[0031]
2、如图3-图5所示，链板—螺旋余热干燥系统包括密封干化室2、链板输送装置9和螺旋状通风管道13。密封干化室2为空心封闭结构，密封干化室2 顶部及四周采用透明、保温隔热材料。密封干化室2内部设置有一倾斜的链板输送装置9，在链板输送装置9外s形环绕设置有一螺旋状通风管道13。
[0032]
该链板输送装置9用于输送物料，其通常由驱动装置、尾轮装置、拉紧装置、链板及机架组成，其轴线与水平面的夹角为5～10
°
，该链板输送装置9上位置较高的一端为进料口10，位置较低的一端设置有出料装置12。
[0033]
该螺旋状通风管道13为s形，用于窑炉余热热风输送。螺旋状通风管道13 包括两个端口，其中靠近所述出料装置12的一端为进风口15，另一端则为出风口17，同时在螺旋状通风管道13的外壁靠近链板输送装置9处设置有多个通风孔14。设置通风孔14的目的是，便于窑炉余热的热风汇集后与高含水率物料直接接触，加强高含水率物料与热空气的对流传热，提高高含水率物料干燥速度；水分子的动能不同，温度高处的水分子动能大于温度低处的水分动能，进料端物料含水率高、进风端热风温度高，使水分子由高温向低温移动，保证出料端物料的含水率，提高干燥速率。
[0034]
在一些实施例中，链板—螺旋余热干燥系统可以按照如下数据设置：长20～25 米，宽为5～10米，高为6～8米；所述链板输送装置9宽l为1～1.5米，长度20～25 米；所述螺旋状通风管道13以链板输送装置9为轴，呈螺旋状环绕链板输送装置9，螺旋状通风管道13直径为0.5～1米，长度为30～35米；所述螺旋状通风管道13近链板输送装置9处设有多个通风孔14，通风孔14直径为4～7厘米。
[0035]
在一些实施例中，进料口10处设有定量给料装置11，其作用是为了定量给料，满足生产物料平衡，保证操作的连续性、稳定性。
[0036]
在一些实施例中，出风口17外侧设有引风机18，其作用是为了提高窑炉余热的压力，形成窑炉余热气体的连续流动。
[0037]
在一些实施例中，链板—螺旋余热干燥系统顶部设有一个或一个以上的排潮风机
1。由于物料中的水分，经高温蒸发后以水蒸气的形式存在于空气中，为了保证干燥系统内部的水汽平衡，可以利用排潮风机1将使蒸发的水分和蒸汽快速排出。
[0038]
在一些实施例中，链板—螺旋余热干燥系统内设有温度、湿度传感器，各个传感器通过相应的线路与控制装置电连接。温湿度传感器是一种装有湿敏和热敏元件，采集温度和湿度数据，并将其转换成容易被测量处理的电信号的设备或装置，一般设置在干燥系统的中上部，且易于维修的部位。
[0039]
在一些实施例中，根据产能的需要，可以将本实用新型的一种太阳能棱镜聚光及链板—螺旋余热干燥集成干化装置作为一个单元，进行阵列排布，从而满足较大产能的需要。
[0040]
本实用新型一种太阳能棱镜聚光及链板—螺旋余热干燥集成干化装置的工作过程为：将含水率为50％～60％的高含水物料送入链板—螺旋余热干燥系统进行干化，高含水物料经定量给料装置11，在进料口10均匀给料至链板输送装置 9；利用太阳能棱镜屋面聚光系统汇聚的太阳能、以及螺旋状通风管道13送入的窑炉余热热风的热量，在链板输送过程中蒸发高含水物料所含部分水，干化后的物料经出料装置12，送至下一工序。
[0041]
本实用新型公开了固废资源化综合利用领域的一种太阳能棱镜聚光及链板—螺旋余热干燥集成干化装置。该装置的结构为：太阳能棱镜屋面聚光系统，链板—螺旋余热干燥系统。太阳能棱镜屋面聚光系统包括棱镜聚光板、桁架、液压杆及太阳能追踪器。桁架将两块棱镜聚光板连接固定在一个平面上，棱镜聚光板朝向太阳一面表面光滑，另一面设置多个不同角度长条状棱镜，棱镜聚光板中心线上安装液压杆，并在聚光板外侧安装太阳能追踪器，使棱镜聚光板在一定时段内始终与太阳光垂直，并将太阳光折射后成倍聚集在物料表面，使物料接受更多的太阳光能量。链板—螺旋余热干燥系统顶部及四周由透明保温隔热材料密封制成，系统内部由送料装置、链板输送装置、出料装置和窑炉余热利用装置组成，链板输送装置与水平面呈5～10
°
的倾角，窑炉余热管道呈螺旋状环绕链板输送装置，管道近链板输送装置处设有通风口，系统整体采取密保温措施。本实用新型的太阳能棱镜聚光及链板—螺旋余热干燥集成干化装置，采用太阳能和窑炉余热为主要能源，提高能源利用效率，大幅缩短物料干化时间，仅消耗少量的电费，节省大量能源，物料干化后含水率不大于25％，减少二次污染，提高物料资源化利用效率。