CN105753294A - 一种自循环太阳能干燥方法 - Google Patents

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王�华
张刘钢
朱崎峰
王红星
孙志君
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
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Abstract

本发明是一种利用太阳能干燥污泥的方法,尤其涉及一种以太阳能为主要干燥热源的污泥干燥装置，属于可再生能源和节能领域。其特征在于：工作介质通过太阳能集热器（1）收集的太阳辐射能加热工质汽化成为蒸汽，通过外层包有保温材料的蒸汽管道（5）进入干燥器（2），在干燥器（2）中蒸汽通过顶板（9）将潜热释放给待干燥的物料，工作介质液化成为冷凝液经凝结水管道（6）流回储液罐（3）中，储液罐中的液体在重力作用下通过节流阀（4）控制流量返回到太阳能集热器（1）中，从而形成了一个完整的循环；其中，干燥器（2）与干燥物料接触的顶板（9）具有一定倾斜角度，其背面设置有导流结构，干燥器（2）的最低处设置有集液槽（10）。干燥过程不会产生环境污染。同时也可将此款自循环太阳能干燥器应用到其他物品的干燥，如农产品、农副产品及各种矿物质等的干燥，具有很好的市场应用价值。为此，新型的污泥处理方式顺应时代的发展，迫切需求一种节能高效的污泥处理装置。

Description

一种自循环太阳能干燥方法
技术领域
本发明是一种利用太阳能干燥物料的方法,尤其涉及一种以太阳能为主要干燥热源的污泥干燥方法，属于可再生能源和节能领域。
背景技术
干燥能耗占国民经济总能耗12%左右，以污水处理厂的污泥干燥为例，目前各城市建设各型污水处理厂型污水处理厂已达几百座，各污水处理厂都面临着如何处置每天产生的大量剩余污泥的问题。污泥含有大量有毒有害物质，其无害化处理关乎到企业的发展及人民群众生活环境的提高。如今很多污泥处理厂都处于亏损状态，面临倒闭的风险。污泥的干燥是有效的资源化和减量化处理办法，目前主要采用高温烟气干燥，该方法需要煤燃烧产生的高温烟气作为干燥介质，具有流程简单,处理效率高的优点。缺点是干燥成本大，燃烧化石燃料产生环境污染，甚至导致污水处理厂入不敷出。
针对这一情况本发明专利所提出的自循环太阳能干燥方法，几乎不需要不可再生能源，降低了各污水处理厂干燥污泥的成本，也具有较高的干燥效率，干燥过程不会产生环境污染。同时也可将此款自循环太阳能干燥器应用到其他物品的干燥，如农产品、农副产品及各种矿物质等的干燥，具有很好的市场应用价值。为此，新型的污泥处理方式顺应时代的发展，迫切需求一种节能高效的污泥处理方法。
本发明专利所涉及的自循环太阳能干燥器以太阳能为循环动力，依靠水的气液相变循环变化作为水的输运动力和热量传递途径，达到高效干燥污泥的目的。
发明内容
本发明是一种利用太阳能干燥污泥的方法,尤其涉及一种以太阳能为主要干燥热源的污泥干燥方法。该方法具有干燥过程能耗低、干燥效率高、经济性好、工艺方法和设备较简单、处理量大、环境友好的优点。
本发明的有益效果：采用太阳能热管真空管太阳能集热器（1）作为太阳能集热方法，经试验测量，在正常情况下,自循环太阳能干燥器中水蒸汽的温度最高可以达到200℃；此外，通过控制蒸汽的流量来控制干燥室内传热量，用于干燥农副产品等。综上,并与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1.以水气化和液化过程形成的不同压力差为循环动力，实现对新能源的合理利用，减少了不可再生能源的利用，有利于节约能源。
2.在整个循环过程中，以水为工质循环，无其他有害物质的排放。
3.在结构设计上，结构简单，并合理利用了重力势能。
本发明专利所涉及的一种自循环太阳能干燥方法由太阳能集热器（1）、干燥器（2）、储液罐（3）、节流阀（4）及蒸汽管道（5）和凝结水管道（6）组成，其中，干燥器（2）设置有蒸汽进口（7）和凝结水出口（8）；各个部分按下列方式连接：太阳能集热器（1）进水口通过管道与节流阀（4）相连，太阳能集热器（1）蒸汽出口与干燥器（2）蒸汽进口（7）相连，干燥器（2）的集液槽（10）通过管道与储液罐（3）进口相连，储液罐（3）出口通过管道与节流阀（4）相连。
下面结合图1和图2说明本发明的工作原理：
太阳能集热器（1）将工质（例如加热工质选择为水）加热到100℃以上并气化为水蒸气，蒸汽通过保温管道进入干燥器（2），在干燥平台中由于蒸汽自动上升，在上升到顶部过程中，蒸汽通过顶板（9）将热量传递给位于顶板（9）上表面的待干燥的物质；工质水释放了液化潜热以后，高温蒸汽由于凝结放热重新凝结成了水，进入储液罐（3），储液罐（3）的水由于高度差的存在可以直接流回太阳能集热器（1），实现循环。在循环过程中，整套系统能够合理利用太阳能，并且不需要其他动力来源，符合低碳环保生活的标准。
结合图1、图2说明本发明所涉及的一种自循环太阳能干燥方法工作过程:
本方法中干燥平台的水平位置高于储液罐（3）内水位的水平位置，储液罐（3）的出液口位置应高于太阳能集热器（1）的水平位置。工作介质可以选择水，该工作介质在太阳能集热器（1）收集的太阳辐射的加热下，汽化成为蒸汽，通过外层包有保温材料的蒸汽管道（5）进入干燥器（2），在该干燥器（2）中，蒸汽在顶板（9）遇冷液化，并将液化潜热释放给待干燥的物料，工作介质液化成为冷凝液经凝结水管道（6）流回储液罐（3）中，储液罐（3）中的液体在重力作用下通过节流阀（4）控制流量返回到太阳能集热器（1）中，从而形成了一个完整的循环；其中，干燥器（2）中的放置待干燥物料的顶板（9）具有一定倾斜角度，该顶板（9）的下表面设置有导流结构，干燥器（2）的最低处设置有集液槽（10）。
附图说明
图1是本发明所涉及的一种自循环太阳能干燥方法的流程图。
图2是本发明所涉及的干燥器（2）示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面以干燥污水处理厂的污泥为例，将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
太阳能集热器（1）可以为平板型太阳能集热器或热管真空管太阳能集热器、污泥均匀平铺于干燥器（2）的顶板（9）的上表面，污泥的厚度，视季节及地理位置而定，在10cm以下，储液罐（3）中的液体为干净的去离子水。污泥位于干燥器（2）的顶板（9）的上表面，污泥的上表面直接接受太阳辐射的热量，从而达到晾晒的目的，同时污泥的下表面受到来自干燥器（2）中的工作介质的加热烘干，污泥在上下双重加热下，强化了干燥效果，加速水分的蒸发。
其中，干燥器（2）设置有蒸汽进口（7）和凝结水出口（8）；各个部分按下列方式连接：太阳能集热器（1）进水口通过管道与节流阀（4）相连，太阳能集热器（1）蒸汽出口与干燥器（2）蒸汽进口（7）相连，干燥器（2）的集液槽（10）通过管道与储液罐（3）进口相连，储液罐（3）出口通过管道与节流阀（4）相连。
结合图1说明本发明所涉及的一种自循环太阳能干燥方法工作过程:
干燥器（2）的水平位置高于储液罐（3）内水位的水平位置，储液罐（3）的出液口位置应高于太阳能集热器（1）的水平位置。工作介质水在太阳能集热器（1）收集的太阳辐射的加热下，汽化成为蒸汽，通过外层包有保温材料的蒸汽管道（5）进入干燥器（2），在该干燥器（2）中，蒸汽在顶板（9）遇冷液化，并将液化潜热释放给待干燥的污泥，工作介质液化成为冷凝液经凝结水管道（6）流回储液罐（3）中，储液罐（3）中的液体在重力作用下通过节流阀（4）控制流量返回到太阳能集热器（1）中，从而形成了一个完整的循环；其中，干燥器（2）中的放置待干燥物料的顶板（9）具有一定倾斜角度，该顶板（9）的下表面设置有凹槽或金属丝网的导流结构，干燥器（2）的最低处设置有集液槽（10）。
对于污泥这类粘度大的物料的干燥，可以采用翻刨装置定时进行搅拌，以加快干燥过程的进行。
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。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 (4)

1.一种自循环太阳能干燥方法，其特征在于：
工作介质被太阳能集热器（1）收集到的太阳辐射能加热，汽化成为蒸汽，该蒸汽通过外层包有保温材料的蒸汽管道（5）进入干燥器（2），在干燥器（2）中，蒸汽在顶板（9）遇冷液化，并将液化潜热释放给位于顶板（9）上表面的待干燥的物料，工作介质放热液化成为冷凝液经凝结水管道（6）流回储液罐（3）中，储液罐（3）中的液体在重力作用下通过节流阀（4）控制流量返回到太阳能集热器（1）中，从而形成了一个完整的循环；
其中，干燥器（2）中放置待干燥物料的顶板（9）具有一定倾斜角度，该顶板（9）的下表面设置有导流结构，干燥器（2）的最低处设置有集液槽（10）。
2.根据权利要求1所述的一种自循环太阳能干燥方法主要由太阳能集热器（1）、干燥器（2）、储液罐（3）、节流阀（4）及蒸汽管道（5）和凝结水管道（6）组成，其中，干燥器（2）设置有蒸汽进口（7）和凝结水出口（8），干燥器（2）设置有集液槽（10）；
各个部分按下列方式连接：太阳能集热器（1）进水口一侧通过管道与节流阀（4）相连，太阳能集热器（1）蒸汽出口一侧与干燥器（2）蒸汽进口（7）相连，干燥器（2）的集液槽（10）通过管道与储液罐（3）进口相连，储液罐（3）出口通过管道与节流阀（4）相连。
3.根据权利要求1所述的一种自循环太阳能干燥方法中干燥器（2）的水平位置高于储液罐（3）的水平位置，储液罐（3）的出液口位置应高于太阳能集热器（1）的水平位置。
4.根据权利要求1所述的一种自循环太阳能干燥方法中干燥器（2）的顶板（9）下表面设置的导流结构，可以是自上而下设置的凹槽或金属丝网结构。
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