CN207680080U - 一种太阳能蒸发提卤设备 - Google Patents

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雷政军
吴浩
高超
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Abstract

本实用新型涉及一种太阳能蒸发提卤设备，包括太阳能集热器、换热器、卤水池、卤水进料口和晶浆出口，其特征在于：所述太阳能集热器一端设有热载体进口，另一端设有热载体出口；所述太阳能集热器的热载体出口通过管路与设置于卤水池内的换热器连接；经太阳能集热器加热的热载体，通过换热器使卤水池中的卤水升温，冷却后的热载体通过管路回流至太阳能集热器完成循环。本实用新型针对我国盐湖地区人口稀少，基础设施尚不完善，能源供应不充足的情况，提供了一种利用太阳能和风能蒸发提卤的设备，经济高效并且节能环保，适于规模化推广。

Description

一种太阳能蒸发提卤设备
技术领域
本实用新型涉及卤水综合利用技术领域，更具体地说是一种利用太阳能提取卤水中矿物质的装置。
背景技术
盐湖卤水中蕴含着丰富的镁、锂、钙、钾等矿物资源。我国盐湖资源主要分布在青海、西藏、新疆等省份，但由于这些省的盐湖地区往往人口稀少，基础设施尚不完善，能源供应不充足，因此给开发利用这些资源带来了严重的制约。目前卤水中提取矿物质的装置主要有蒸发结晶法、沉淀法、盐析法、碳化法、浮选法、萃取法、离子交换吸附法、煅烧法、膜分离法等多种装置。现有的生产工艺，为了节约能源、降低对基础设施的要求，多采用自然滩晒、蒸发结晶等装置，但由于日照滩晒耗时往往达到3～6个月，严重限制了生产效率的提升，而工业用蒸发结晶法由于能耗巨大，也不适于在盐湖区直接应用，卤水提取及综合利用技术的推广也因此受到了限制。因此寻求一种简单、高效并且节能环保的提取技术，显得尤为重要。
实用新型内容
针对现有技术的缺陷，特别是我国盐湖资源分布地的特点，本实用新型提供了一种利用太阳能蒸发提卤的设备，经济高效并且节能环保，适于盐湖区规模化推广。
本实用新型采用的技术方案是：
一种太阳能蒸发提卤设备，包括太阳能集热器、换热器、卤水池、卤水进料口和晶浆出口，其特征在于：所述太阳能集热器一端设有热载体进口，另一端设有热载体出口；所述太阳能集热器的热载体出口通过管路与设置于卤水池内的换热器连接；经太阳能集热器加热的热载体，通过换热器使卤水池中的卤水升温进行水分蒸发，冷却后的热载体通过管路回流至太阳能集热器完成循环。
所述太阳能集热器和换热器之间设有换热器进料阀，所述换热器后端还设有热载体储罐，所述热载体储罐的后端设有热载体储罐球阀和热载体回流泵。
所述卤水池上方设有喷淋单元，所述喷淋单元包括均布的多个喷淋头组和喷淋循环管路，所述喷淋循环管路的自由端设置于卤水池内，另一端通过喷淋循环泵与喷淋头组相连。
所述卤水池外侧建有风道，所述风道的两长边及顶部封闭，两宽边处设开口；所述其中一开口端处设有风扇。
所述风扇由外部风动叶轮通过减速机构传动。
所述风道为太阳能温室结构，其结构上部为透明玻璃或塑料顶棚，可吸收阳光热量提高卤水池周围温度。
所述的太阳能集热器为全玻璃真空管式太阳能集热器，包括垂直设置的中间集流管和位于集流管两侧平行排布的玻璃真空管组，所述玻璃真空管的开口端与集流管相连通。
所述玻璃真空管的封闭端略高于其开口段，方便热载体循环。
所述卤水池中换热器的进料口和出料口处还分别设有温度传感器，可监控热载体温度，并实时控制阀门开启，补充高温热载体并将冷却换热后的热载体排出，完成循环加热。
所述卤水池中还设有晶浆浓度传感器，当卤水池中卤水蒸发至所需浓度时，控制晶浆出口8的阀门打开，排出晶浆。
相对于现有技术，本实用新型的优势在于：
1)本实用新型结合盐湖地区实际情况，利用当地光照强的特点，因地制宜，提出利用太阳能集热器代替传统热蒸汽的装置，对卤水进行蒸发结晶处理，提取所需矿物质，有效节约能源、降低对基础设施的要求，适于盐湖地区大面积推广。
2)本实用新型提出的热载体导热介质，摒弃传统的水介质导热，利用导热温度更高的导热油作为导热介质，可将卤水直接加热至沸点以上，大大提高了卤水蒸发结晶效率。
3)蒸发过程中结合风道一端的风扇组和卤水池上方的喷淋单元，通过增大蒸发表面积和增强空气流速降低蒸发区域空气湿度的方法，进一步加强蒸发效果；同时，喷淋出的水帘可冲散卤水池表面由于蒸发结晶析出的表面盐层，加速蒸发。
4)本实用新型通过设置温室式结构风道，增强空气流速的同时也可利用太阳辐射直接加温室内空气，结合风扇降低区域空气湿度，加强蒸发效果。
5)本实用新型采用特殊设计的横排式玻璃真空管太阳能集热器，有效解决了热载体循环问题。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图
具体实施方式
以下是本实用新型内容的具体实施例，用于阐述本申请文件中所要解决技术问题的技术方案，有助于本领域技术人员理解本实用新型内容，但本实用新型技术方案的实现并不限于这些实施例。
一种太阳能蒸发提卤设备，包括太阳能集热器1、换热器2、卤水池3、卤水进料口7和晶浆出口8，所述太阳能集热器1一端设有热载体进口，另一端设有热载体出口；所述太阳能集热器1的热载体出口通过管路与设置于卤水池3内的换热器2连接；经太阳能集热器加热的热载体，通过换热器2使卤水池3中的卤水升温，冷却后的热载体通过管路回流至太阳能集热器1完成循环。所述太阳能集热器1和换热器3之间设有换热器进料阀6，所述换热器3后端还设有热载体储罐4，所述热载体储罐4的后端设有热载体储罐球阀5和热载体回流泵14。
所述卤水池上方设有喷淋单元9，所述喷淋单元9包括均布的多个喷淋头组901和喷淋循环管路902，所述喷淋循环管路902的自由端设置于卤水池内，另一端通过喷淋循环泵903与喷淋头组901相连。
所述卤水池3外侧建有风道10，所述风道的两长边及顶部封闭，两宽边处设开口；所述其中一开口端处设有风扇11。所述风扇11由外部风动叶轮13通过减速机构12进行传动。所述风道10为太阳能温室结构，其结构上部为透明玻璃或塑料顶棚，可吸收阳光热量提高卤水池周围空气温度，促进蒸发。所述的太阳能集热器1为全玻璃真空管式太阳能集热器，包括垂直设置的中间集流管和位于集流管两侧平行排布的玻璃真空管组，所述玻璃真空管的开口端与集流管相连通。所述玻璃真空管的封闭端略高于其开口端，便于玻璃真空管内热载体完全排净。
所述卤水池中换热器的进料口和出料口处还分别设有温度传感器，可监控热载体温度，并实时控制阀门开启，补充高温热载体并将冷却换热后的热载体排出，完成循环加热。
所述卤水池中还设有晶浆浓度传感器，当卤水池中卤水蒸发至所需浓度时，控制晶浆出口8的阀门打开，排出晶浆。
所述热载体常规采用水，优选的采用导热油作为热载体。
本实用新型装置的工作流程为：
利用太阳能集热器将热载体加热，当热载体加热到指定温度时，打开换热器进料阀；从卤水进料口加入原料卤水，在卤水池中通过换热器与热载体进行循环换热，加热卤水进行水分蒸发；换热后的热载体经循环管路循环至太阳能集热器再次加热。蒸发过程中结合风道一端的风扇组和卤水池上方的喷淋单元，通过增大蒸发表面积和增强空气流速降低蒸发区域空气湿度的方法，进一步加强蒸发效果；同时，喷淋出的水帘可冲散卤水池表面由于蒸发结晶析出的表面盐层，加速蒸发。当卤水池中浓度达到要求时，开启出料口阀门，所述矿物质晶浆从晶浆出口排出，经后续工艺处理得到所需矿物质。
本实用新型装置与现有技术对比
从表中可以看出，从提取效率、提取纯度和处理周期看，本实用新型装置与工业上蒸汽源蒸发结晶装置均能达到较高水平，但本实用新型装置直接利用太阳能和风能，节能环保，对基础设施依赖度小。自然滩晒法虽然直接利用太阳能，但占地面积巨大，易收外部环境变化影响，处理周期及提取效率均远低于本实用新型。
上述实施例仅仅是对本实用新型优选方案的说明，并不限制本实用新型。只要在本实用新型的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都应落入本申请的权利要求书请求保护的范围内。

Claims (9)

1.一种太阳能蒸发提卤设备，包括太阳能集热器(1)、换热器(2)、卤水池(3)、卤水进料口(7)和晶浆出口(8)，其特征在于：所述太阳能集热器(1)一端设有热载体进口，另一端设有热载体出口；所述太阳能集热器(1)的热载体出口通过管路与设置于卤水池(3)内的换热器(2)连接；经太阳能集热器加热的热载体，通过换热器(2)使卤水池(3)中的卤水升温，冷却后的热载体通过管路回流至太阳能集热器(1)完成循环。
2.根据权利要求1所述的太阳能蒸发提卤设备，其特征在于：所述太阳能集热器(1)和换热器(2)之间设有换热器进料阀(6)，所述换热器(2)后端还设有热载体储罐(4)，所述热载体储罐(4)的后端设有热载体储罐球阀(5)和热载体回流泵(14)。
3.根据权利要求1所述的太阳能蒸发提卤设备，其特征在于：所述卤水池上方设有喷淋单元(9)，所述喷淋单元(9)包括均布的多个喷淋头组(901)和喷淋循环管路(902)，所述喷淋循环管路(902)的自由端设置于卤水池内，另一端通过喷淋循环泵(903)与喷淋头组(901)相连。
4.根据权利要求1所述的太阳能蒸发提卤设备，其特征在于：所述卤水池(3)外侧建有风道(10)，所述风道的两长边及顶部封闭，两宽边处设开口；所述其中一开口端处设有风扇(11)。
5.根据权利要求4所述的太阳能蒸发提卤设备，其特征在于：所述风扇(11)由外部风动叶轮(13)通过减速机构(12)传动。
6.根据权利要求4所述的太阳能蒸发提卤设备，其特征在于：所述风道(10)为太阳能温室结构，其结构上部为透明玻璃或塑料顶棚，可吸收阳光热量提高卤水池周围温度。
7.根据权利要求1所述的太阳能蒸发提卤设备，其特征在于：所述的太阳能集热器(1)为全玻璃真空管式太阳能集热器，包括垂直设置的中间集流管和位于集流管两侧平行排布的玻璃真空管组，所述玻璃真空管的开口端与集流管相连通。
8.根据权利要求7所述的太阳能蒸发提卤设备，其特征在于：所述玻璃真空管的封闭端略高于其开口端。
9.根据权利要求1所述的太阳能蒸发提卤设备，其特征在于：所述卤水池中换热器的进料口和出料口处分别设有温度传感器，所述卤水池中还设有浓度传感器。
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