太陽能干燥

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太陽能皮毛制品干燥解決方案

我國太陽能干燥應(yīng)用起源于上個世紀70年代，隨著全球能源危機和環(huán)境問題的日益突出，太陽能應(yīng)用方面研究的日趨成熟。太陽能干燥已應(yīng)用于木材、谷物、蔬菜、果品、中草藥、工藝彩陶制品等多個領(lǐng)域。皮毛干燥是皮毛制品工業(yè)生產(chǎn)中耗能最大的環(huán)節(jié)，解決好這一問題不僅有利于皮毛行業(yè)的節(jié)能降耗，還對皮毛品質(zhì)提升意義重大。通過對太陽能與皮毛干燥進行大量研究，龍?zhí)锾柲芡瞥隽颂柲芷っ破犯稍飳I(yè)解決方案。

1、太陽能干燥皮毛制品的工藝流程
根據(jù)皮毛干燥工藝的特點設(shè)計太陽能干燥皮毛的工藝流程如圖所示。太陽能干燥裝置與電干燥輔助系統(tǒng)協(xié)同工作。在晴好天氣條件下太陽能干燥系統(tǒng)幾乎不使用傳統(tǒng)能源即可正常運行, 滿足皮毛干燥工藝的要求。在陰雨天或太陽能系統(tǒng)不能正常運行時,電輔助干燥系統(tǒng)自行啟動，實現(xiàn)太陽能與常規(guī)能源的互補,確保皮毛制品工業(yè)化生產(chǎn)的需要。太陽能干燥系統(tǒng)采用智能控制技術(shù)有效提高了協(xié)同運行效益和產(chǎn)品的質(zhì)量。

在皮毛制品的加工工藝中需干燥的環(huán)節(jié)很多, 但干燥的機理都是一樣, 為簡化實驗, 作者對全水分干燥過程進行了實驗研究( 皮毛含水率由60 %降到12 % ) 。

2、太陽能干燥皮毛制品的機理
1）低溫的冷空氣進入太陽能集熱器, 經(jīng)太陽能加熱后溫度升高，相對濕度降低，熱空氣的吸濕能力得到了提高。
2）熱空氣進入干燥設(shè)備內(nèi)，對皮毛進行加熱使皮毛表面的水分蒸發(fā)，濕空氣從排濕口排出。經(jīng)過反復(fù)加熱、脫水與排濕過程，皮毛的含水率從60 % 漸漸降到12 %左右，完成皮毛干燥的全過程。

3、太陽能皮毛干燥實驗裝置的設(shè)計
1）太陽能干燥裝置的設(shè)計
太陽能干燥裝置由真空管空氣集熱器、干燥機、風機、溫控系統(tǒng)等組成，如圖所示。
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4、排濕量計算
假定需要干燥的皮毛制品重量為1000kg，則排濕量為：w=1000（60-12）=480kg。

5、干燥過程耗熱量的計算
常壓下蒸發(fā)一千克水，約需要2.5×103 kJ/kg的熱量。據(jù)此，干燥1000kg皮毛過程所需熱量： Q 1 =2.5×103 kJ/kg×480kg=1.2×106 kJ

6、太陽能集熱器面積的計算
由于真空管空氣集熱器具有效率高、保溫效果好、一年四季都可用、壽命長等優(yōu)點, 因此，太陽能干燥設(shè)備選用真空管太陽能集熱器。考慮到集熱器效率、管道輸送效率及烘干設(shè)備效率, 集熱器的面積 A由下式確

7、風機及烘干設(shè)備的選用干空氣的比容v a 為

式中：　R a —干空氣氣體常數(shù), 0. 287 kJ/ ( kg/K) ; 　T 1 ——冷空氣的溫度, K;
P a ——干空氣的分壓力, kPa; 　v a ——干空氣比容, m 3 / kg;
把已知參數(shù)代入得： Va = 0. 65m 3 / kg。
蒸發(fā)1 kg 水所需干空氣體積 v a 與初態(tài)空氣體積 V 1 為：
V 1 = V a = m a v a =82.3m3
干燥過程需要供給冷空氣的量：
V = W V 1 = 39504 m3 / d ( 4938 m 3 / h)
由風量及風壓, 選取風機的風量為5000 m 3 / h。本設(shè)計選用多排多層移動式干燥機，即皮毛懸掛在多排沿一定方向運行的傳送帶上, 傳送帶在烘房內(nèi)迂回移動, 形成多層次運動,增加了皮毛與熱空氣的接觸時間, 充分利用空氣的熱量, 以提高干燥效率。把所選用的太陽能集熱器、風機、干燥機、控制設(shè)備用一定的管道和線路按實驗要求連接起來, 就組成了皮毛干燥實驗裝置。

由上表可知，使用太陽能+電輔干燥系統(tǒng)，相對于其他能源需要支出的費用一般1~2年即可收回投資。不僅節(jié)能效果非常明顯，同時，對于環(huán)境的貢獻更是功在當代、利在千秋。

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