CN102677519B - 太阳能环保干燥部 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种太阳能环保干燥部，包括设备基础及设备基础上设置驱动辊，在进纸侧的驱动辊上设置有与驱动辊构成摩擦副的压辊，在驱动辊上设置有环形薄钢带，驱动辊带动环形薄钢带循环转动，在环形薄钢带上面设置太阳能加热器，太阳能加热器与太阳能聚光收集器连接，在环形薄钢带的两侧均设置有抽湿箱，太阳能聚光收集器包括框架，在框架内设置有聚焦板，还设置有底板或底架，在底板上设置有凸透镜阵列，或在底架设置菲涅尔透镜阵列，在凸透镜阵列或菲涅尔透镜下面设置有聚焦板，聚焦板上设置有光导纤维入射阵列。利用太阳能聚光收集器将太阳光线收集聚集到足够的光通量，并将光线导入到太阳能加热器，太阳能加热器对纸页进行辐照加热纸页，蒸发水分干燥。

Description

太阳能环保干燥部

技术领域

本发明属于造纸行业的设备，具体的说是涉及一种利用太阳能作能源的环保无污染的造纸机干燥部。

背景技术

造纸机干燥部一般是指纸机压榨单元与涂布单元之间的部分和涂布单元与压光单元之间的部分。根据其在整条纸机生产线中的相对位置不同，分为前干燥、中干燥和后干燥。对于大缸纸纸机，大直径烘缸也属于纸机干燥部。纸机干燥部的主要功能是对湿纸幅脱水，保证纸页达到成品纸的干度，同时调整纸页纵向和横向水份定量一致，保证纸页性能。

从压榨单元出来的湿纸幅，由于纸品和压榨形式的不同，其干度在30%－47%之间。湿纸幅进入干燥部后，经过一系列被加热的烘缸，蒸发掉大部水分，达到成品纸96%左右的干度要求。蒸发过程需要大量热能，这些热能通常以蒸汽形式供给。干燥部一般是纸机中耗能最大的。热能从蒸汽传递到纸幅，需要相当大的传热面积，因此干燥部是纸机中最庞大的单元。

如图1、图2和图3所示的传统纸机干燥部，这种方案是现在纸机普遍采用的结构形式。主要包括设备基础1、引纸绳传动和张紧装置2、环形薄钢带张紧和调偏装置3、机架4、汽罩5、环形薄钢带6、烘缸装置7；还有图2所示的传动装置8、润滑系统9等。对于低速纸机，烘缸真径一般为1.2m或者1.5m，烘缸数量为40个左右。干燥部的整体长度45米－60米，占纸机主体长度的45%－48%。一条常规3150纸机干燥部的总重量为600吨左右。传动功率为750ＫＷ，约占纸机主体总功率的1/4。干燥部的设备高度13.5米，一般是纸机主体中最高的，相应的厂房高度为20米。

对于高速纸机常用1.8m的烘缸。烘缸数量为45个左右，真空缸35个左右。通常干燥部的整体长度90米，约占纸机主体长度的60%。一条幅宽5900mm，车速1600米/分钟的高速纸机干燥部的总重量为2000吨左右。传动功率为2650ＫW，约占纸机主体总功率的1/4。干燥部的设备高度15米，一般是纸机主体中最高的，相应的厂房高度为2７米。

对于大缸纸机，烘缸直径3米－7米，整个大缸单元设备50吨－120吨，传动功率，110kＷ－250kW，设备高度10米，相应的厂房高度为１７米。

综上所述，传统纸机干燥部不足之处有：

１.利用蒸汽加热烘缸来干燥纸页，综合效率低，能耗高。如图3，传统纸机干燥部热传递流程，锅炉将水转变为高压水蒸汽，效率约为85%；高压水蒸汽经过蒸汽管网输送到达烘缸，效率约为88%；烘缸再将热传递到纸，其效率约为63%，整个系统的综合效率只有47%。

2．传统造纸机干燥部，需要燃烧煤或重油，生产一吨纸约需要0.357吨标准煤，消耗不可再生的自然资源，对自然资源依赖程度高，不利于实现可持续发展。

3、燃烧煤炭、重油等，产生废气、粉尘、废固体污染，会排放大量废气，如二氧化碳、二氧化硫。燃煤干燥生产一吨纸，会排放0.714吨二氧化碳，造成严重的环境负荷。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述不足提供一种太阳能环保干燥部，利用太阳能加热的方式加热纸页，蒸发水分干燥，热利用率高，环保。

本发明的目的可通过以下技术方案来实现：

一种太阳能环保干燥部，包括设备基础，在设备基础上设置有驱动辊，在进纸侧的驱动辊上设置有与驱动辊构成摩擦副的压辊，在驱动辊上设置有环形薄钢带，驱动辊带动环形薄钢带循环转动，在环形薄钢带上面设置有太阳能加热器，太阳能加热器与太阳能聚光收集器连接，在环形薄钢带的两侧均设置有抽湿箱。

上述太阳能环保干燥部，所述太阳能聚光收集器包括框架，在框架内设置有底板和聚焦板，在凸透镜阵列下面设置有聚焦板，聚焦板上设置有光导纤维入射阵列，光导纤维入射阵列是平均分布在聚焦板上的第一光通孔阵列，每个光通孔对应一个凸透镜的焦点，光导纤维的入射端固定在第一光通孔上，所述太阳能加热器由光导纤维末端阵列组成，光导纤维末端阵列包括加热板和设置在加热板上的第二光通孔阵列，光导纤维的另一端固定在光导纤维末端阵列的第二光通孔上，太阳光经凸透镜聚焦后经聚焦板上的第一光通孔至光导纤维，光导纤维将聚焦后的太阳光传送到太阳能加热器的第二光通孔阵列上，直接对湿纸页的表面进行加热。

上述太阳能环保干燥部，所述太阳能聚光收集器包括框架，在框架内设置有底架和聚焦板，在底架上设置有菲涅尔透镜阵列，在菲涅尔透镜阵列下面设置有聚焦板，聚焦板上设置有光导纤维入射阵列，光导纤维入射阵列是平均分布在聚焦板上的第一光通孔阵列，每个光通孔对应一个菲涅尔透镜的焦点，光导纤维的入射端固定在第一光通孔上，所述太阳能加热器由光导纤维末端阵列组成，光导纤维末端阵列包括加热板和设置在加热板上的第二光通孔阵列，光导纤维的另一端固定在光导纤维末端阵列的第二光通孔上，太阳光经菲涅尔透镜聚焦后经聚焦板上的第一光通孔至光导纤维，光导纤维将聚焦后的太阳光传送到太阳能加热器的第二光通孔阵列上，直接对湿纸页的表面进行加热。

上述太阳能环保干燥部，所述抽湿箱与热交换器连接，热交换器与汽水分离器连接。

采用上述技术方案，本发明有以下优点：如图6，太阳能干燥部流程。利用太阳能聚光收集器将太阳光线收集聚集到足够的光通量，并将光线导入到太阳能加热器，太阳能加热器对纸页进行辐照加热纸页，蒸发水分干燥。

本发明直接利用太阳光能，减少能量转化次数，能量利用率高，不消耗不可再生的煤、石油等自然资源，改变了热能取得方式。直接利用取之不尽的太阳光，减少了对环境的污染，减轻对自然资源的依赖程度。

附图说明

图1是传统纸机干燥部。

图2是图1的Ａ－Ａ向视图。

图3是传统干燥部流程图。

图4是本发明结构示意图。

图５是图４的B向视图。

图６是本发明流程图。

图7是本实用新型太阳能加热器和太阳能聚光收集器的第一种结构示意图。

图8是经过图7中太阳能聚光收集器中一个凸透镜的太阳光线经聚焦后通过光导纤维传输的原理图。

图9是本实用新型太阳能加热器和太阳能聚光收集器的第二种结构示意图。

图10是经过图9中太阳能聚光收集器中一个菲涅尔透镜的太阳光线经聚焦后通过光导纤维传输的原理图。

具体实施方式

如图4、图5、图6、图7和图8所示的一种太阳能环保干燥部，包括设备基础15，在设备基础15上设置有驱动辊11，驱动单元17驱动驱动辊11，在进纸侧的驱动辊上设置有与驱动辊构成摩擦副的压辊10，在驱动辊11上设置有环形薄钢带14，驱动辊11带动环形薄钢带14循环转动，在环形薄钢带14上面设置有太阳能加热器13，太阳能加热器13与太阳能聚光收集器16连接，利用太阳能聚光收集器将太阳光收集起来，通过太阳能加热器将光线高度聚集，并将高能量的光线直接照射到湿纸页20表面，使湿纸页20内含的水份在短时间内迅速汽化蒸发，达到干燥纸页的目的，具体地说太阳能聚光收集器16包括框架31，在框架31内设置有底板24和聚焦板21，在底板24上设置有凸透镜阵列25，在凸透镜阵列25下面设置有聚焦板21，聚焦板21上设置有光导纤维入射阵列26，光导纤维入射阵列26便是平均分布在聚焦板21上的第一光通孔阵列，每个光通孔对应一个凸透镜的焦点，光导纤维22的入射端固定在第一光通孔上，且凸透镜的焦点聚焦到光导纤维的入口，所述太阳能加热器13由光导纤维末端阵列23组成，光导纤维末端阵列23包括加热板27和设置在加热板27上的第二光通孔阵列28，光导纤维的另一端固定在光导纤维末端阵列的第二光通孔28上，太阳光经凸透镜聚焦后经聚焦板上的第一光通孔至光导纤维，光导纤维将聚焦后的太阳光传送到太阳能加热器的第二光通孔阵列上，直接对湿纸页20的表面进行加热。在环形薄钢带14的两侧均设置有抽湿箱12，抽湿箱12与热交换器18连接，热交换器18与汽水分离器19连接。这样边加热边抽湿即可以提高干燥效率还可以回收余热。

本实用新型的太阳能聚光收集器还可以是如图9和图10所示的结构，即太阳能聚光收集器16包括框架31，在框架31内设置有底架29和聚焦板21，在底架29上设置有菲涅尔透镜阵列30，在菲涅尔透镜阵列30下面设置有聚焦板21，聚焦板21上设置有光导纤维入射阵列26，光导纤维入射阵列26是平均分布在聚焦板21上的第一光通孔阵列，每个光通孔对应一个菲涅尔透镜的焦点，菲涅尔透镜所产生的焦点是一小光带，光导纤维22的入射端固定在第一光通孔上，且菲涅尔透镜的焦点聚焦到光导纤维的入口，第一光通孔的形状与菲涅尔透镜焦点形状相一致，所述太阳能加热器13由光导纤维末端阵列23组成，光导纤维末端阵列23包括加热板27和设置在加热板27上的第二光通孔阵列28，光导纤维的另一端固定在光导纤维末端阵列的第二光通孔上，太阳光经菲涅尔透镜聚焦后经聚焦板上的第一光通孔至光导纤维，光导纤维将聚焦后的太阳光传送到太阳能加热器的第二光通孔阵列上，直接对湿纸页20的表面进行加热，利用太阳能聚光收集器将太阳光收集起来，通过太阳能加热器将光线高度聚集，并将高能量的光线直接照射到湿纸页20表面，使湿纸页20内含的水份在短时间内迅速汽化蒸发，达到干燥纸页的目的。

Claims (2)

1.一种太阳能环保干燥部，包括设备基础（15），在设备基础（15）上设置有驱动辊（11），在进纸侧的驱动辊上设置有与驱动辊构成摩擦副的压辊（10），其特征在于：在驱动辊（11）上设置有环形薄钢带（14），驱动辊（11）带动环形薄钢带（14）循环转动，在环形薄钢带（14）上面设置有太阳能加热器（13），太阳能加热器（13）与太阳能聚光收集器（16）连接，在环形薄钢带（14）的两侧均设置有抽湿箱（12），所述太阳能聚光收集器（16）包括框架（31），在框架（31）内设置有聚焦板（21）和底板（24）或底架（29），在底板上设置有凸透镜阵列（25），或在底架设置菲涅尔透镜阵列（30），在凸透镜阵列（25）或菲涅尔透镜（30）下面设置有聚焦板（21），聚焦板（21）上设置有光导纤维入射阵列（26），光导纤维入射阵列（26）是平均分布在聚焦板（21）上的第一光通孔阵列，每个光通孔对应一个凸透镜的焦点，光导纤维（22）的入射端固定在第一光通孔上，所述太阳能加热器（13）由光导纤维末端阵列（23）组成，光导纤维末端阵列（23）包括加热板（27）和设置在加热板（27）上的第二光通孔阵列（28），光导纤维的另一端固定在光导纤维末端阵列的第二光通孔上，太阳光经凸透镜聚焦后经聚焦板上的第一光通孔至光导纤维，光导纤维将聚焦后的太阳光传送到太阳能加热器的第二光通孔阵列上，直接对湿纸页（20）的表面进行加热。

2.根据权利要求1所述的太阳能环保干燥部，其特征在于：所述抽湿箱（12）与热交换器（18）连接，热交换器（18）与汽水分离器（19）连接。