太阳能干燥及蒸发系统介绍
本文先介绍两张单体设备，后介绍由各单体设备互相组合成的两种系统。
目录
设备介绍 ............................... 4
A 太阳能高温空气集热器 ............. 5
B阳光板温室 ....................... 6
系统介绍 ............................... 7
①蒸发系统 ......................... 8
相关使用案例 ................... 9
②干燥系统 ........................ 10
相关使用案例 .................. 11
设备介绍
A 太阳能高温空气集热器
太阳能高温空气集热器（专利批准号ZL201020129089.9）
在绝大多数以太阳能为热源的干燥系统中，由于受到日照时间及集热器产生的风温限制，干燥规模都不大，通常日工作时间不超过6小时，每小时使用的热量不超过80万KJ，多数为静态干燥，以烘房为主。而工业干燥的规模化应用却需要机械化的连续生产设备，每小时产生的热量在100万~2000万KJ以上，提供的热风温度在100℃以上。而本公司自行研制开发的太阳能高温空气集热器可提供100~150℃的热风，连续提供的热风风量可达到30000kg/h。该系统由于使用太阳能热源替代石化燃料，大大降低了能耗，为企业带来了可观的经济效益。
这是一种新型能源设备，利用太阳能将低温空气转换为高温热风；连续提供的高温热风可作为干燥设备或其它领域的热源，为太阳能干燥设备、蒸发设备的连续使用提供了热源保证。整个集热系统为多组集热单体串并联在一起组成，每个单体可通过太阳能提供2500kcal/h的热量。空气依次从上一个集热单体进入下一个集热单体，通过吸收太阳能达到逐步升温，直到达到所需的温度为止；合适温度的热风通过风机输入其它干燥装置，实现连续的工业化规模的干燥。如果将该设备产生的高温热风通过风机输入阳光板温室，可实现对液体如卤水、精细化工废水、工业废水的太阳能强制蒸发。
B阳光板温室
其由耐力PC板构成，透光率可达到90%；液态物料置放其内实现强制蒸发；固态物体置放其内可实现干燥。
系统介绍
①蒸发系统
使用设备：A太阳能高温空气集热器 + B 阳光板温室
液态物料的蒸发能力，取决于周围空气的温度和相对湿度，空气温度越高，湿度越小，该值越大，蒸发能力越强。自然蒸发由于液态物料周围空气温度不够高，周围空气湿度又较大，因而蒸发效果十分有限。
该系统是利用本公司专门设计的太阳能高温空气集热器（专利批准号ZL201020129089.9）产生的高温热风，配合阳光板温室，实现对液态物料的“强制蒸发”，即自然蒸发情况下无法达到的效果，实现快速的、大大提高波美度的蒸发。
该图右侧为太阳能空气集热器，左侧为阳光板温室，液态物料置放于阳光板温室中。低温空气通过太阳能高温空气集热器转换成高温热风后，鼓风机将此高温热风吹入阳光板温室。阳光板温室侧面带有排潮机，高温热风掠过液态物料上表面，带走水分后，排潮机将此潮湿空气排出阳光板温室。阳光板温室提供约60%的蒸发热量，其余的蒸发热量由太阳能高温真空集热器提供。
相关使用案例
合作项目
合作企业 年份
以太阳能为热源强制蒸发苦卤
大连盐化集团 2014
日处理量 处理效果 占地 能耗
100~150立方米 波美度从31度提高到33度 4000平方米 热耗：0/天
电耗：420度/天
概述：在苦卤化工厂，苦卤在自然晾晒状态下达到稳定的波美度后进入多效蒸发系统，以分离出氯化钾、氯化镁 、硫酸镁、溴素等产品。理论上苦卤达到33.5波美度时多效蒸发最节能，产量也最大。然而自然状态下，很难超过31波美度。通过特殊设计的太阳能空气集热蒸发系统，可以使苦卤达到该波美度要求。
工艺流程：
将苦卤放置于阳光板温室中，低温空气通过太阳能高温空气集热器转换成高温热风后，鼓风机将此高温热风吹入阳光板温室。阳光板温室侧面带有排潮机，高温热风掠过液态物料上表面，带走水分后，排潮机将此潮湿空气排出阳光板温室。阳光板温室提供约60%的蒸发热量，其余的蒸发热量由太阳能高温空气集热器提供。此时室内空气相对湿度大大降低，蒸发能力显著增强，苦卤波美度很快达到33度。
工程参数：
处理效果：波美度从31度提高到33度
能耗：热耗：0/天；电耗：420度/天
②干燥系统
使用设备：
振动流化床+太阳能高温空气集热器
工艺流程：
除尘器引风机上料装置振动流化床干燥鼓风机风阀门风阀门辅助热源太阳能空气集热器
在该工艺中，太阳能高温空气集热器产生的热风由鼓风机引入流化床并使物料流化干燥，尾气经旋风除尘器处理后由引风机排空。为保证无太阳能时设备的使用，配备了辅助热源，其可以是燃煤、燃油或燃气的热风炉。
工程参数：
日产量：40吨到400吨
处理效果：湿含量变化5%到0.5%
占地：1500~15000平方米
能耗：热耗：0/吨产品
电耗：6度/吨产品
相关使用案例
合作项目 合作企业 年份
以太阳能为热源干燥食用盐 海南东方盐场 2008
日产量 处理效果 占地 能耗
40吨 湿含量变化5%到0.5% 1500平方米 热耗：0/吨产品
电耗：6度/吨产品
案例讲解：
下面以年产2万吨食用盐为标准设计出一套太阳能热源干燥系统。
（一）．原始设计资料
初始水含量 %5.31x 成品水含量 %5.02x
物料平均粒度 d=0.35mm 物料净密度 ρ=2160kg/3m
设计产量 q=2万吨/年，按每天工作5小时，每年工作300天设计，小时产量为：13.4吨/小时
热源条件：太阳能 干燥介质：热风
（二）．基本干燥方案的选定 :
根据用户实际情况，如已配置了干燥系统，则只增加一套太阳能热源，但干燥设备应进行调整以保证工作时段的产能；如还没有配置干燥系统，则按本公司设计同时配置太阳能热源及干燥系统，并配置一套辅助的燃煤热源作为阴天或夜间使用。为节省电能消耗，选择振动流化床干燥机，工艺流程如下图：
（三）．干燥过程的质热平衡及主要设备的选择
1. 水分蒸发量
hkgw/283995.05.995.15.965.313400 水
2. 需要空气的质量流量
根据在东方盐厂的经验，7组串联太阳能换热器可提供t=108℃热风，9组串联可提供135℃热风，经计算，四季可平均提供120℃热风，据此可算出流量：
21ttciwL=15008)75120(24.085.0595283 （kg/h）；
3．主要设备的选型
依据盐的粒度计算,可取流化速度为u=1~1.5kg/mS•2，所以以太阳能作为热源使用流化床时面积为：
)(5.336002.11500836002muLs；
因此选择ZG0.8×6流化床是合理的,其中包含2米的冷却段。干燥有效面积为3.2㎡。
（四）．系统的能耗指标
1． 电耗
利用太阳能热源时,干燥用电耗8度/吨产品.
2． 热耗
利用太阳能热源时, 0kg/吨产品.
（五）、占地面积：集热器部分占地面积2000平方米，可以利用车间厂房的房顶。
（六）、以太阳能作为热源的经济效益分析
1、节能效益：按年产2万吨食盐，不同燃料每年消耗及价格为：
燃料 年消耗量（吨） 价格（万元）
燃煤 200（热值5000kca/kg） 20
重柴油 110（热值9000kca/kg） 55
太阳能 0 0
2、品质效益：使用太阳能没有任何污染，既没有燃烧过程对盐的气味污染及换热器的金属腐蚀污染，可以作为纯粹的绿色食品，所以其销售价格应该提高，按每吨增值50元计算，每年可增值100万元。
3、环保效益：由于无燃烧污染，也没有二氧化碳排放，所以可以避免上交排污费，如有政策还可以获得一部分二氧化碳减排收入。
4、人工费：太阳能热源不需要人工操作，可以减少2个司炉工，每年增加效益6万元。
5、利用太阳能热源的投资回收期：按以上分析，以增值部分为回报，3年可收回太阳能热源的投资，而该系统设计寿命为15年。
海南东方盐场太阳能盐干机实际使用情况
海南东方盐场的太阳能盐干机目前已使用3年以上，其产能为每小时烘干7吨食用盐，水含量从5%干燥到0.5%以下。
对比于原来的柴油热源，生产每吨盐降低能耗成本49.5元。
由于该系统为纯粹的太阳能干燥，产品为绿色食品，所以市场销售价格高，经济效益明显。