CN207702868U - 太阳能辅助吸附热泵高温蒸汽烘干系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能辅助吸附热泵高温蒸汽烘干系统，集水槽通过废水管路连通工业废水排放口，集水槽通过低温供水管路连通太阳能热水器的进水口，太阳能热水器的出水口通过进水管路连通吸附反应器的进水口，吸附反应器内设置有吸附层，吸附反应器的出水口通过排水管路连通集水槽，吸附反应器的蒸汽出口通过高温蒸汽管路连通蒸汽烘箱的蒸汽进口，吸附反应器的还原进气口通过进气管路连通太阳能集热器的出气口，太阳能集热器的进气口通过管道连通空压机，本实用新型结构简单、成本低廉、操作简便、应用广泛，实现了太阳能利用，余热利用、废水利用的结合。为蒸汽烘箱的环境友好进程助力。

Description

太阳能辅助吸附热泵高温蒸汽烘干系统

技术领域

本实用新型涉及吸附换热设备技术领域，具体涉及一种通过太阳能辅助加热工业废水，以加热后的工业废水为介质利用吸附热泵技术为蒸汽烘箱提供高温蒸汽的太阳能辅助吸附热泵高温蒸汽烘干系统。

背景技术

蒸汽烘箱是一种常见的干燥设备，因其升温平缓，温度均匀而广泛应用于制药、化工、食品、农副产品、水产品、轻工、重工等行业物料及产品的加热固化、干燥脱水。如原料药、生药、中药饮片、浸膏、粉剂、颗粒、冲剂、水丸、包装瓶、颜料染料、脱水蔬菜、瓜果干、香肠、塑料树脂、电器元件、烘漆等。蒸汽烘箱的温度适应范围较广，常温至350℃均可。

蒸汽烘箱作为一种应用相当广泛的干燥设备，它是利用风机将经过加热器加热的热风送入烘箱内室，为烘箱烘干提供热源，烘干做功后的空气经风道回收再循环加热使用，确保烘箱内室温度均匀。其用来加热空气的加热器的热源主要有柴油、电、红外等。能源消耗较大，无法达到节能减排的效果。

工业废水，指工艺生产过程中排出的废水和废液，随着人们环境保护意识的提高，工业废水必须经过净化处理，达到排放标准后才可排放，但是，现有的净化处理手段主要是对工业废水中的污染物进行处理，而工业废水中一般都含有一定的热量，含有热量的废水直接排放，造成一定的能源浪费。

能源危机的加剧促进了储热技术的发展。吸附热泵作为一种新颖的储热技术，被广泛应用。吸附热泵由于吸附剂的不同对低温热源温度要求不同。目前已确定的吸附工质对为13X沸石-水。吸附反应分为“蒸汽生成”和“沸石重生”两个阶段。首先通过向填有沸石层的反应器内通入低温水（80℃左右），得到高温蒸汽。完成此阶段后，排出反应器内的水。待反应器内水排尽后在反应器中通入130℃的气体进行沸石重生阶段，如此循环。但是，当吸附工质对中的水达不到反应温度（80℃左右）时，吸附热泵就不能产生高温蒸汽，而吸附工质对中的13X沸石的还原需要130℃的气体，对该部分气体的加热同样需要消耗能量。因此，现有技术中将水加热到反应温度及将气体加热到还原所需温度所消耗的能源，并不比蒸汽烘箱消耗的能源少，因此，现有技术并未出现将吸附热泵应用于蒸汽烘箱的相关记载。

实用新型内容

综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本实用新型提供了一种太阳能辅助吸附热泵高温蒸汽烘干系统，它是以工业废水中的余热为主热源，利用太阳能辅助加热工业废水，使工业废水温度达到吸附反应中吸附工质对中水所需的温度，另外利用太阳能将压缩空气加热到吸附工质对中的13X沸石的还原所需的温度，利用吸附热泵产生的高温蒸汽作为蒸汽烘箱的热源。从而达到工业废水余热循环利用，节约能源的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种太阳能辅助吸附热泵高温蒸汽烘干系统，其中：包括蒸汽烘箱、集水槽、吸附反应器、太阳能热水器、太阳能集热器、进水管路、低温供水管路、排水管路、进气管路、排气管路及高温蒸汽管路，所述的集水槽通过废水管路连通工业废水排放口，所述的集水槽通过低温供水管路连通太阳能热水器的进水口，太阳能热水器的出水口通过进水管路连通吸附反应器的进水口，所述的吸附反应器内设置有吸附层，所述的吸附层为13X沸石吸附层，所述的吸附反应器的出水口通过排水管路连通集水槽，所述的吸附反应器的蒸汽出口通过高温蒸汽管路连通蒸汽烘箱的蒸汽进口，所述的吸附反应器的还原进气口通过进气管路连通太阳能集热器的出气口，所述的太阳能集热器的进气口通过管道连通空压机，所述的吸附反应器的排气口连通排气管路，排气管路上设置有排气阀。

进一步，所述的集水槽到太阳能热水器的进水口之间的低温供水管路上依次设置有给水泵及给水阀。

进一步，所述的排水管路上设置有排水阀。

进一步，所述的进水管路上设置有第一温度传感器及进水阀。

进一步，所述的太阳能集热器的出气口到吸附反应器的还原进气口之间的进气管路上依次设置有第二温度传感器及进气阀。

进一步，所述的高温蒸汽管路上设置有第一高温蒸汽阀及第二高温蒸汽阀。

进一步，所述的集水槽内设置有第三温度传感器，集水槽与给水泵之间的低温供水管路上设置有第一控制阀，所述的集水槽通过低温分水管连通给水泵，所述的低温分水管上设置有水加热器及第二控制阀。

进一步，所述的第二温度传感器与太阳能集热器之间的进气管路上设置有第三控制阀，所述的太阳能集热器的出气口通过进气分管连通第二温度传感器，所述的进气分管上设置有第四控制阀及空气加热器。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型是以工业废水中的余热为主热源，利用太阳能辅助加热工业废水，使工业废水温度达到吸附反应中吸附工质对中水所需的温度，另外利用太阳能将压缩空气加热到吸附工质对中的13X沸石的还原所需的温度，利用吸附热泵产生的高温蒸汽作为蒸汽烘箱的热源。从而达到工业废水余热循环利用，节约能源的目的。

2、本实用新型的利用工业废水再加热后送入吸附反应器进行吸附反应，产生高温蒸汽，吸附反应器中吸附完成后所排出的水可以再次进去集水槽，通过给水泵，泵入太阳能集热器进行加热，最后进去吸附反应器参加吸附反应。实现了水资源的循环利用，减少了水资源的浪费。

3、本实用新型的利用吸附热泵技术，利用工业废水中预热，利用太阳能辅助加热废水，为吸附热泵提供低温热水，通过吸附热泵低温热水生成高温蒸汽供蒸汽烘箱干燥使用，回收利用工业废水中余热，减少能源浪费，利用太阳能绿色环保能源。太阳能集热器与吸附热泵的结合，提高了吸附热泵的余热利用能力和蒸汽产生能力。

4、本实用新型的集水槽通过低温分水管连通给水泵，所述的低温分水管上设置有水加热器及第二控制阀，在寒冷冬季，阳光不足情况下，可通过水加热器加热工业废水，使工业废水升温至吸附反应所需温度，同理，太阳能集热器的出气口通过进气分管连通第二温度传感器，所述的进气分管上设置有第四控制阀及空气加热器，在阳光不足情况下，可通过空气加热器加热空气，使空气满足吸附反应的还原反应所需温度，从而提高本实用新型的应用范围。

5、本实用新型结构简单、成本低廉、操作简便、应用广泛，实现了太阳能利用，余热利用、废水利用的结合。为蒸汽烘箱的环境友好进程助力。工业化和商业化将会缓解当今的能源危机和环境破坏问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

蒸汽烘箱1、集水槽2、吸附反应器3、太阳能热水器4、太阳能集热器5、进水管路6、低温供水管路7、排水管路8、进气管路9、排气管路10、高温蒸汽管路11、废水管路13、吸附层14、空压机15、排气阀16、给水泵17、给水阀18、排水阀19、第一温度传感器20、进水阀21、第二温度传感器22、进气阀23、第一高温蒸汽阀24、第二高温蒸汽阀25、第三温度传感器26、第一控制阀27、低温分水管28、水加热器29、第二控制阀30、第三控制阀31、进气分管32、第四控制阀33、空气加热器34。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，一种太阳能辅助吸附热泵高温蒸汽烘干系统，包括蒸汽烘箱1、集水槽2、吸附反应器3、太阳能热水器4、太阳能集热器5、进水管路6、低温供水管路7、排水管路8、进气管路9、排气管路10及高温蒸汽管路11，所述的集水槽2通过废水管路13连通工业废水排放口，所述的集水槽2通过低温供水管路7连通太阳能热水器4的进水口，集水槽2到太阳能热水器4的进水口之间的低温供水管路7上依次设置有给水泵17及给水阀18，集水槽2内设置有第三温度传感器26，集水槽2与给水泵17之间的低温供水管路7上设置有第一控制阀27，所述的集水槽2通过低温分水管28连通给水泵17，所述的低温分水管28上设置有水加热器29及第二控制阀30。

太阳能热水器4的出水口通过进水管路6连通吸附反应器3的进水口，进水管路6上设置有第一温度传感器20及进水阀21，所述的吸附反应器3内设置有吸附层14，所述的吸附层14为13X沸石吸附层14，所述的吸附反应器3的出水口通过排水管路8连通集水槽2，排水管路8上设置有排水阀19，所述的吸附反应器3的蒸汽出口通过高温蒸汽管路11连通蒸汽烘箱1的蒸汽进口，高温蒸汽管路11上设置有第一高温蒸汽阀24及第二高温蒸汽阀25，所述的吸附反应器3的还原进气口通过进气管路9连通太阳能集热器5的出气口，太阳能集热器5的出气口到吸附反应器3的还原进气口之间的进气管路9上依次设置有第二温度传感器22及进气阀23，第二温度传感器22与太阳能集热器5之间的进气管路9上设置有第三控制阀31，所述的太阳能集热器5的出气口通过进气分管32连通第二温度传感器22，所述的进气分管32上设置有第四控制阀33及空气加热器34。

所述的太阳能集热器5的进气口通过管道连通空压机15，所述的吸附反应器3的排气口连通排气管路10，排气管路10上设置有排气阀16。

使用时，工业废水通过废水管路13进入集水槽2，第三温度传感器26检测集水槽2内工业废水温度，当集水槽2内工业废水温度正常，且天气状况良好时，打开第一控制阀27、给水阀18、给水泵17、进水阀21，集水槽2内的工业废水在给水泵17作用下泵入太阳能热水器4中，太阳能热水器4吸收太阳能热量加热工业废水，第一温度传感器20检测太阳能热水器4出水口的温度，当第一温度传感器20检测到太阳能热水器4出水口水温达到80℃左右时，打开进水阀21，向吸附反应器3中供水，水与吸附层14进行吸附反应，生成高温蒸汽，打开第一高温蒸汽阀24及第二高温蒸汽阀25，吸附反应生成的高温蒸汽通过高温蒸汽管路11进入蒸汽烘箱1，对蒸汽烘箱1内的物料进行烘干，当高温蒸汽生成量无明显变化后，关闭第一高温蒸汽阀24，打开排水阀19，吸附反应完成后剩下的水通过排水管路8排入集水槽2，排水完成后，关闭排水阀19，打开空压机15，低温空气通过管路进入太阳能集热器5，打开第三控制阀31，第二温度传感器22检测太阳能集热器5的出气口的气体温度，当第二温度传感器22检测到的温度达到130℃时，打开进气阀23及排气阀16，130℃空气进入吸附反应器3对吸附层14的进行干燥，13X沸石吸附层14干燥完成后，一个工作可进行下一次高温蒸汽的生成。

当天气状况不好的时， 关闭第一控制阀27，打开第二控制阀30，集水槽2内的工业废水先经过水加热器29预加热升温后，再被给水泵17送入太阳能热水器4加热，从而保证进入吸附反应器3的水的温度。在对吸附反应器3的吸附层14进行干燥还原时，关闭第三控制阀31，打开第四控制阀33，经太阳能集热器5加热后的空气送入空气加热器34加热，从而保证进入吸附反应器3内的空气温度达到130℃。

本实用新型在实际使用时，当集水槽2内的工业废水温度过低，单靠太阳能热水器4不足以将水温加热至80℃时，也可以打开第二控制阀30，通过水加热器29先升温工业废水，然后再通过太阳能热水器4加热。

要说明的是，上述实施例是对本实用新型技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本实用新型技术方案的思路和范围，均应包含在本实用新型所要求的权利范围之内。

Claims (8)

1.一种太阳能辅助吸附热泵高温蒸汽烘干系统，其特征在于：包括蒸汽烘箱（1）、集水槽（2）、吸附反应器（3）、太阳能热水器（4）、太阳能集热器（5）、进水管路（6）、低温供水管路（7）、排水管路（8）、进气管路（9）、排气管路（10）及高温蒸汽管路（11），所述的集水槽（2）通过废水管路（13）连通工业废水排放口，所述的集水槽（2）通过低温供水管路（7）连通太阳能热水器（4）的进水口，太阳能热水器（4）的出水口通过进水管路（6）连通吸附反应器（3）的进水口，所述的吸附反应器（3）内设置有吸附层（14），所述的吸附层（14）为13X沸石吸附层，所述的吸附反应器（3）的出水口通过排水管路（8）连通集水槽（2），所述的吸附反应器（3）的蒸汽出口通过高温蒸汽管路（11）连通蒸汽烘箱（1）的蒸汽进口，所述的吸附反应器（3）的还原进气口通过进气管路（9）连通太阳能集热器（5）的出气口，所述的太阳能集热器（5）的进气口通过管道连通空压机（15），所述的吸附反应器（3）的排气口连通排气管路（10），排气管路（10）上设置有排气阀（16）。

2.根据权利要求1所述的太阳能辅助吸附热泵高温蒸汽烘干系统，其特征在于：所述的集水槽（2）到太阳能热水器（4）的进水口之间的低温供水管路（7）上依次设置有给水泵（17）及给水阀（18）。

3.根据权利要求1所述的太阳能辅助吸附热泵高温蒸汽烘干系统，其特征在于：所述的排水管路（8）上设置有排水阀（19）。

4.根据权利要求1所述的太阳能辅助吸附热泵高温蒸汽烘干系统，其特征在于：所述的进水管路（6）上设置有第一温度传感器（20）及进水阀（21）。

5.根据权利要求1所述的太阳能辅助吸附热泵高温蒸汽烘干系统，其特征在于：所述的太阳能集热器（5）的出气口到吸附反应器（3）的还原进气口之间的进气管路（9）上依次设置有第二温度传感器（22）及进气阀（23）。

6.根据权利要求1所述的太阳能辅助吸附热泵高温蒸汽烘干系统，其特征在于：所述的高温蒸汽管路（11）上设置有第一高温蒸汽阀（24）及第二高温蒸汽阀（25）。

7.根据权利要求2所述的太阳能辅助吸附热泵高温蒸汽烘干系统，其特征在于：所述的集水槽（2）内设置有第三温度传感器（26），集水槽（2）与给水泵（17）之间的低温供水管路（7）上设置有第一控制阀（27），所述的集水槽（2）通过低温分水管（28）连通给水泵（17），所述的低温分水管（28）上设置有水加热器（29）及第二控制阀（30）。

8.根据权利要求5所述的太阳能辅助吸附热泵高温蒸汽烘干系统，其特征在于：所述的第二温度传感器（22）与太阳能集热器（5）之间的进气管路（9）上设置有第三控制阀（31），所述的太阳能集热器（5）的出气口通过进气分管（32）连通第二温度传感器（22），所述的进气分管（32）上设置有第四控制阀（33）及空气加热器（34）。