CN105543501A - 活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶、浸出、净化系统 - Google Patents

活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶、浸出、净化系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶、浸出、净化系统，采用的技术方案是：一种活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统，其特征在于，所述系统包括太舱式太阳能集热器；若干组蒸汽发生器；若干组循环油泵；过滤器；储热装置；清洁装置；连接管路；所述系统工作流程一共分为两个部分：第一部分为清洁装置定期对太舱式太阳能集热器进行清洁；第二部分分为两个循环回路。主要应用于利用次氧化锌和硫酸制取活性氧化锌和副产硫酸铵工艺中的浆液及伴生矿的加热、蒸发，特别涉及到次氧化锌的浸出、净化和硫酸铵蒸发结晶三个范围的应用。安全环保，没有污染物排放。

Description

活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶、浸出、净化系统
技术领域
本发明是活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶、浸出、净化系统，主要应用于利用次氧化锌和硫酸制取活性氧化锌和副产硫酸铵工艺中的浆液及伴生矿的加热、蒸发，特别涉及到次氧化锌的浸出、净化和硫酸铵蒸发结晶三个范围的应用。
利用次氧化锌和硫酸制取活性氧化锌和副产硫酸铵工艺流程中涉及到的蒸发结晶和浸出、净化三个环节需要不断的消耗145℃的饱和蒸汽来满足工艺的生产要求。目前工艺需要的蒸汽来源主要分为四类：即燃煤蒸汽锅炉、天然气燃烧锅炉、电锅炉、工艺余热锅炉。这四种蒸汽来源的方式都需要消耗大量的一次能源，并排放大量的有害废气物，对周边环境造成污染。
在利用次氧化锌和硫酸制取活性氧化锌和副产硫酸铵工艺中，蒸发结晶和浸出、净化的部分占总消耗成本的一半以上，是工艺系统的主要热能消耗部分。这就要求蒸汽供应来源要平稳可靠，还要绿色环保，降低制造和维护费用，特别是要能够长期稳定地在高海拔地区下良好的运行。
结合藏、青两地工业区对污染物排放和环境保护的重视程度，在当前研发太阳能中高温蒸汽系统在次氧化锌和硫酸制取活性氧化锌和副产硫酸铵工艺中的利用技术，已成为一项有重要意义的工作。本发明即提出了一种高原增强型太舱式太阳能蒸汽系统，其主要应用在次氧化锌和硫酸制取活性氧化锌和副产硫酸铵工艺环节中的蒸发结晶和浸出、净化三个环节。但目前为止，尚未见到成熟的利用太阳能的高温蒸汽系统在次氧化锌和硫酸制取活性氧化锌和副产硫酸铵工艺中的利用技术。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供一种生产活性氧化锌工艺环节中利用太阳能蒸发结晶及浸出、净化氧化锌的系统，用于解决现有生产氧化锌技术中燃煤锅炉、天然气锅炉、电锅炉等一次能源消耗大，污染物排放高，对环境破坏影响严重等问题。
本发明为解决上述问题所采用的技术方案是：一种活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统，其特征在于，所述系统包括太阳能太舱式集热器；若干组蒸汽发生器；若干组循环油泵；过滤器；储热装置；清洁装置；连接管路；所述系统工作流程一共分为两个部分：
第一部分为清洁装置定期对太舱式太阳能集热器进行清洁；
第二部分分为两个循环回路。
所述的活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统，其特征在于，所述太阳能太舱式集热器，其建造于地面，用于对生产氧化锌工艺中太阳能热蒸发结晶并浸出、净化氧化锌系统提供热能来源；所述蒸汽发生器，是导热油蒸汽发生器，用于将太阳能太舱式集热器产生的高温导热油置换出145℃左右的饱和蒸汽；所述循环油泵，是高温导热油泵，用于在蒸汽发生器热交换后的导热油输送到太舱式太阳能集热器循环加热；所述过滤器，是管道Y型过滤器，用于对循环油泵中的导热介质进行杂质过滤；所述储热装置，主要是利用大型储热罐和储热介质把热量存储起来，用于消除太阳能白天的光照波动及夜间没有太阳能照射的时候满足工艺用热的需求；所述清洁装置，主要是VOLOU式太阳能太舱的清洁机器人，用于对太阳能太舱顶部的灰尘进行清洁；所述连接管路，主要是导热油管路和蒸汽输送管路，用于对各个工艺部件的连接组合。
所述的活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统，其特征在于，所述储热装置是根据实际情况合理设计储热量和储热系统保温。
所述的活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统，其特征在于，所述太阳能太舱式集热器中的整体支架材料可以更换为铝合金材质和复合材料材质；太阳能太舱和集热器之间也可以变更为分体式组合。
所述的活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统，其特征在于，所述蒸汽发生器可以直接设计为导热油和热空气间接换热器。
所述的活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统，其特征在于，所述储热装置可以更换为高温导热油+鹅卵石真空直接储热。
所述的活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统，其特征在于，所述清洁装置可以更换为无线自动清洁机器人。
所述的活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统，其特征在于，所述两个循环回路，循环回路一：太阳光照射到太阳能太舱式集热器，太阳能太舱式集热器聚集太阳能加热导热介质；加热后的导热介质进入蒸汽发生器，加热蒸汽发生器中的水受热蒸发为工艺用水蒸气，水蒸气通过蒸汽管道输送到氧化锌蒸发结晶和浸出、净化使用；和水蒸气换热后的低温导热油进入循环油泵，经循环油泵加压后输送到过滤器，从过滤器出来的导热油流入到太阳能太舱式集热器完整循环回路；
循环回路二：太阳光照射到太阳能太舱式集热器，太阳能太舱式集热器聚集太阳能加热导热介质；加热后的导热介质进入到储热装置来加热储热装置的储热介质，完成换热后的导热介质经过循环油泵的输送回到太阳能太舱式集热器完成循环；当出现长时间太阳光线不足或者夜间的时候，从储热装置内的热导热介质直接输送到蒸汽发生器内加热蒸汽发生器内的水蒸发为水蒸气，水蒸气通过蒸汽管道输送到氧化锌蒸发结晶和浸出、净化使用；从蒸汽发生器出来的低温导热介质经过循环泵的输送回到储热装置完成循环。
一种活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统的用途，其特征在于，主要应用于利用次氧化锌和硫酸制取活性氧化锌和副产硫酸铵工艺中的浆液及伴生矿的加热、蒸发，特别涉及到次氧化锌的浸出、净化和硫酸铵蒸发结晶三个范围的应用。
本发明的有益效果是：
实现了生产氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌，结构简单，安全环保，没有污染物排放，方便和原有锅炉管网系统对接，而且后期运维成本低廉。
附图说明
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统流程图。
其中：1、太阳能太舱式集热器；2、蒸汽发生器；3、循环油泵；4、过滤器；5、储热装置；6、清洁装置；7、连接管路。
具体实施方式
实施例1
参照附图1所示，本实施例1所述的活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统，包括太阳能太舱式集热器1；蒸汽发生器2；循环油泵3；过滤器4；储热装置5；清洁装置6；连接管路7。
在实际中，所述蒸汽发生器2，循环油泵3的数量根据实际情况合理配置，图1只表示所述高原增强型太阳能太舱式集热器1结构示意，并不限定上述部件的数量，也可以是若干组。
所述太阳能太舱式集热器1，其建造于地面，用于对活性氧化锌工艺中太阳能热蒸发结晶并浸出、净化氧化锌系统提供热能来源；
所述蒸汽发生器2，是导热油蒸汽发生器2，用于将太阳能太舱式集热器1产生的高温导热油置换出145℃左右的饱和蒸汽；
所述循环油泵3，是高温导热油泵，用于在蒸汽发生器2热交换后的导热油输送到太阳能太舱式集热器1循环加热；
所述过滤器4，是管道Y型过滤器，用于对循环油泵3中的导热介质进行杂质过滤；
所述储热装置5，主要是利用大型储热罐和储热介质把热量存储起来，用于消除太阳能白天的光照波动及夜间没有太阳能照射的时候满足工艺用热的需求；
所述清洁装置6，主要是VOLOU式太阳能太舱的清洁机器人，用于对太阳能太舱顶部的灰尘进行清洁；
所述连接管路7，主要是导热油管路和蒸汽输送管路，用于对各个工艺部件的连接组合。
上述技术方案中涉及的储热装置5根据实际情况合理设计储热量和储热系统保温。
本发明的有益效果是：实现了活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌，结构简单，安全环保，没有污染物排放，方便和原有锅炉管网系统对接，而且后期运维成本低廉。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述太阳能太舱式集热器1中的整体支架材料可以更换为铝合金材质和复合材料材质；太阳能太舱和集热器之间也可以变更为分体式组合。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用铝合金或者复合材料有选择性的代替钢材，可以降低支撑框架中的用钢量，减少太阳能太舱的重量，方便施工，增强集热器的聚光精度。
进一步，所述蒸汽发生器2可以直接设计为导热油和热空气间接换热器。
采用上述进一步方案的有益效果是：减少了二次换热的过程，缩短换热流程，有效提高系统的整体换热效率，节省换热成本。
进一步，所述储热装置可以更换为高温导热油+鹅卵石真空直接储热。
采用上述进一步方案的有益效果是：可以避免熔盐储热系统的夜间防凝冰冻，减少储热环节的管路，熔盐泵等需要高温伴热等技术难题。
进一步，所述清洁装置6可以更换为无线自动清洁机器人。
采用上述进一步方案的有益效果是：减少了清洁装置线路在太阳能太舱清洁过程中带来的线路拖动及电缆敷设的不安全隐患。
本实施例所述工作流程一共分为两个部分：
第一部分为清洁装置定期对太阳能太舱式集热器1进行清洁。
第二部分分为两个循环回路。
循环回路一：太阳光照射到太阳能太舱式集热器1，太阳能太舱式集热器聚集太阳能加热导热介质；加热后的导热介质进入蒸汽发生器，加热蒸汽发生器中的水受热蒸发为工艺用水蒸气，水蒸气通过蒸汽管道输送到氧化锌蒸发结晶和浸出、净化使用；和水蒸气换热后的低温导热油进入循环油泵3，经循环油泵3加压后输送到过滤器4，从过滤器4出来的导热油流入到太阳能太舱式集热器1完整循环回路。
循环回路二：太阳光照射到太阳能太舱式集热器1，太阳能太舱式集热器聚集太阳能加热导热介质；加热后的导热介质进入到储热装置5来加热储热装置的储热介质，完成换热后的导热介质经过循环油泵3的输送回到太阳能太舱式集热器1完成循环；当出现长时间太阳光线不足或者夜间的时候，从储热装置5内的热导热介质直接输送到蒸汽发生器2内加热蒸汽发生器内的水蒸发为水蒸气，水蒸气通过蒸汽管道输送到氧化锌蒸发结晶和浸出、净化使用；从蒸汽发生器2出来的低温导热介质经过循环泵的输送回到储热装置5完成循环。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统，其特征在于，所述系统包括太阳能太舱式集热器（1）；若干组蒸汽发生器（2）；若干组循环油泵（3）；过滤器（4）；储热装置（5）；清洁装置（6）；连接管路（7）；所述系统工作流程一共分为两个部分：
第一部分为清洁装置（6）定期对太阳能太舱式集热器（1）进行清洁；
第二部分分为两个循环回路。
2.根据权利1所述的活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统，其特征在于，所述太阳能太舱式集热器（1），其建造于地面，用于对生产氧化锌工艺中太阳能热蒸发结晶并浸出、净化氧化锌系统提供热能来源；所述蒸汽发生器（2），是导热油蒸汽发生器，用于将太阳能太舱式集热器（1）产生的高温导热油置换出145℃的饱和蒸汽；所述循环油泵（3），是高温导热油泵，用于在蒸汽发生器(2)热交换后的导热油输送到太阳能太舱式集热器（1）循环加热；所述过滤器(4)，是管道Y型过滤器，用于对循环油泵(3)中的导热介质进行杂质过滤；所述储热装置(5)，主要是利用大型储热罐和储热介质把热量存储起来，用于消除太阳能白天的光照波动及夜间没有太阳能照射的时候满足工艺用热的需求；所述清洁装置，主要是VOLOU式太阳能太舱的清洁机器人，用于对太阳能太舱顶部的灰尘进行清洁；所述连接管路(7)，主要是导热油管路和蒸汽输送管路，用于对各个工艺部件的连接组合。
3.根据权利1所述的活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统，其特征在于，所述储热装置（5）是根据实际情况合理设计储热量和储热系统保温。
4.根据权利1所述的活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统，其特征在于，所述太阳能太舱式集热器(1)中的整体支架材料可以更换为铝合金材质和复合材料材质；太阳能太舱和集热器之间也可以变更为分体式组合。
5.根据权利1所述的活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统，其特征在于，所述蒸汽发生器（2）直接设计为导热油和热空气间接换热器。
6.根据权利1所述的活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统，其特征在于，所述储热装置（5）可以更换为高温导热油+鹅卵石真空直接储热。
7.根据权利1所述的活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统，其特征在于，所述清洁装置更换为无线自动清洁机器人。
8.根据权利1所述的活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统，其特征在于，所述两个循环回路，循环回路一：太阳光照射到太舱式太阳能集热器，集热器聚集太阳能加热导热介质；加热后的导热介质进入蒸汽发生器（2），加热蒸汽发生器中的水受热蒸发为工艺用水蒸气，水蒸气通过蒸汽管道输送到氧化锌蒸发结晶和浸出、净化使用；和水蒸气换热后的低温导热油进入循环油泵（3），经循环油泵（3）加压后输送到过滤器（4），从过滤器（4）出来的导热油流入到太舱式太阳能集热器完整循环回路；
循环回路二：太阳光照射到太阳能太舱式集热器（1），太阳能太舱式集热器（1）聚集太阳能加热导热介质；加热后的导热介质进入到储热装置（5）来加热储热装置的储热介质，完成换热后的导热介质经过循环油泵的输送回到太舱式太阳能集热器完成循环；当出现长时间太阳光线不足或者夜间的时候，从储热装置（5）内的热导热介质直接输送到蒸汽发生器内加热蒸汽发生器内的水蒸发为水蒸气，水蒸气通过蒸汽管道输送到氧化锌蒸发结晶和浸出、净化使用；从蒸汽发生器（2）出来的低温导热介质经过循环泵的输送回到储热装置完成循环。
9.一种活性氧化锌工艺中利用太阳能热结晶并浸出、净化氧化锌系统的用途，其特征在于，主要应用于利用次氧化锌和硫酸制取活性氧化锌和副产硫酸铵工艺中的浆液及伴生矿的加热、蒸发，特别涉及到次氧化锌的浸出、净化和硫酸铵三个范围的应用。
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