一种基于太阳能和储热的颗粒矿物干法分选系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于太阳能和储热的颗粒矿物干法分选系统，其包括太阳能供电储电模块、太阳能光热模块、相变储热加热模块和颗粒矿物干燥分选模块。本发明专利技术将太阳能光电技术、太阳能光热技术、相变蓄热技术和热管相变传热技术应用于颗粒矿物的干燥分选系统中，利用储能装置将光伏电能储存起来以供应电加热装置，降低系统用电对太阳能的实时依赖，采用太阳能光热和电加热耦合相变材料加热的方式，实现对风道内介质的大面积恒温加热，使加热更均匀，同时旋流分选器仓壁布置热管，换热效率高，实现了分选仓内快速均温干燥，提高了脱水干燥和分选效率。本发明专利技术具有节能环保、结构简单、使用寿命长、分选效率较高、运行稳定可靠的优点。

A Dry Separation System of Granular Minerals Based on Solar Energy and Heat Storage

The invention discloses a dry separation system for granular minerals based on solar energy and heat storage, which comprises a solar energy power supply and storage module, a solar energy photothermal module, a phase change heat storage heating module and a granular mineral drying and separation module. The invention applies solar photovoltaic technology, solar photothermal technology, phase change heat storage technology and heat pipe phase change heat transfer technology to the drying and separation system of granular minerals, uses energy storage device to store photovoltaic energy to supply electric heating device, reduces the real-time dependence of system electricity on solar energy, and realizes the method of solar photothermal and electric heating coupling phase change material heating. The large area constant temperature heating of the medium in the air duct makes the heating more uniform. At the same time, the wall of the cyclone separator is equipped with heat pipes, which has high heat transfer efficiency. The rapid uniform temperature drying in the sorting bin is realized, and the efficiency of dehydration drying and sorting is improved. The invention has the advantages of energy saving, environmental protection, simple structure, long service life, high separation efficiency and stable and reliable operation.

【技术实现步骤摘要】
一种基于太阳能和储热的颗粒矿物干法分选系统
本专利技术涉及矿物分选领域，具体涉及一种基于太阳能和储热的颗粒矿物干法分选系统。
技术介绍
为实现矿物的高效率利用，需要对原产矿按不同纯度进行分选，以避免劣质矿或副产物掺杂对矿物工业利用率的影响。目前矿物的分选方法包括干法和湿法两种，其中湿法分选需要消耗大量水源，不适用于缺水干旱地区的分选应用和生态的可持续发展，因此，如何提升干法分选系统的效率成为一项亟待解决的现实问题。干法分选通常存在以下缺点或不足：干法中热风的鼓入需要消耗大量电能和热能来驱动系统内的风机以及加热自然风，极度依赖电能；同时分选仓内热风的鼓入为不规则流动，导致仓内温度分布不均，使得不同区域矿物原料的脱水干燥程度不同，原料中水分含量不一致性的存在间接影响了分选效率。因此，有必要设计一种节能高效且能改善仓内温度均匀性的分选系统及方法以克服以上现实中的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于太阳能和储热的颗粒矿物干法分选系统，以克服现有干法分选技术中存在的温度均匀性差以及依赖传统电能等问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于太阳能和储热的颗粒矿物干法分选系统，包括太阳能供电储电模块、太阳能光热模块、相变储热加热模块和颗粒矿物干燥分选模块；所述太阳能供电储电模块包括太阳能光电系统和逆变器，所述太阳能光电系统与逆变器的输入端电连接；所述相变储热加热模块包括电加热装置和相变储热加热装置，所述电加热装置呈圆柱状，电加热装置内部纵向均匀间隔设有若干电加热棒，所述相变储热加热装置呈圆环柱状，且同轴设置在电加热装置外部，相变储热加热装置内部纵向均匀间隔设有若干换热介质流道，相变储热加热装置内部填充相变储热材料，所述相变储热材料相变温度为80-100℃，电加热装置外圆面与相变储热加热装置内壁面之间形成的环形腔为风道，所述风道内均匀间隔分布有若干个风道支撑板；所述颗粒矿物干燥分选模块包括给料仓、旋流分选器、一次风机、1#二次风机、2#二次风机、二次风进风箱、尾矿收集仓、精矿收集仓、除尘器及引风机，所述旋流分选器呈圆筒状，旋流分选器上部沿圆筒壁切线方向设置一次风入口，圆筒中部设有多个二次风入口，圆筒中部设置在二次风进风箱内部，一次风机、1#二次风机、2#二次风机分别与所述风道的进风口连通，所述给料仓的出口连接风道的出风口与一次风入口之间的管路，所述风道的出风口分别与一次风入口、二次风进风箱的两个入口连通，圆筒的筒壁内均匀布置有热管，圆筒底部设有中矿收集斗，所述中矿收集斗外同轴设置有尾矿收集斗，中矿收集斗及尾矿收集斗底部均连接中矿和尾矿出口，中矿和尾矿出口连接尾矿收集仓，在尾矿收集仓内设有中矿通道，中矿通道与中矿收集斗连通，所述旋流分选器顶部设有精矿出口，精矿出口连接所述除尘器的入口，除尘器顶部设有尾气出口，尾气出口连接引风机，除尘器底部出口连接精矿收集仓；所述逆变器的输出端分别与一次风机、1#二次风机、2#二次风机、电加热棒电连接，所述太阳能光热模块与所述相变储热加热模块连接。进一步地，所述太阳能光电系统包括太阳能光伏板、储电装置、立柱和底座，太阳能光伏板倾斜固定安装在立柱的顶端，立柱的下端固定在底座上，储电装置固定在底座上，所述太阳能光伏板与储电装置电连接，所述储电装置与所述逆变器的输入端电连接。优选的，所述储电装置包括多个储能电池组，所述储能电池组由多个储能电池同向排列组成。优选的，所述储能电池为锂电池、钠电池、铅酸电池中的一种。进一步地，所述太阳能光热模块包括若干太阳能集热板、吸热介质流管、支撑架和底板，所述支撑架包括矩形外框和设置在外框内的若干平行支撑轴，外框底部两侧分别与底板固定，外框与底板呈一定夹角，外框两侧设有若干均匀对称分布的固定通孔，支撑轴两端分别穿过一连接侧板后插入通孔内，所述吸热介质流管的两端分别穿过连接侧板的另一端，与支撑轴平行设置，所述太阳能集热板的集热面朝向吸热介质流管，太阳能集热板的背面固定在支撑轴上，所述吸热介质流管与所述换热介质流道连通。优选的，所述支撑轴为活动件，所述太阳能集热板以支撑轴为轴相对于吸热介质流管上下转动。进一步地，所述一次风机、1#二次风机、2#二次风机与所述风道的进风口之间的管路上分别设有流量计；所述风道的出风口与一次风入口、二次风进风箱的两个入口之间的管路上分别设有压力表。进一步地，所述给料仓底部出口处还设有拨料器。优选的，所述太阳能集热板呈弧形。进一步地，所述逆变器的输出端还连接交流电源。本专利技术将太阳能光电技术、太阳能光热技术、相变蓄热技术和热管相变传热技术应用于颗粒矿物的干燥分选系统中，利用储能装置将光伏电能储存起来以供应电加热装置，降低系统用电对太阳能的实时依赖，采用太阳能光热和电加热耦合相变材料加热的方式，实现对风道内介质的大面积恒温加热，使加热更均匀，同时旋流分选器仓壁布置热管，换热效率高，实现了分选仓内快速均温干燥，提高了脱水干燥和分选效率。本专利技术具有节能环保、结构简单、使用寿命长、分选效率较高、运行稳定可靠的优点，基于太阳能和储热的颗粒矿物干法分选系统一方面通过利用太阳能减少对传统电能的依赖，促进了系统驱动的清洁环保和可持续性，对于实现节能减排，具有深远的意义；另一方面，相变储热及传热技术的应用，保证了自然风的恒温加热，实现了分选仓内的快速均温脱水干燥，提高了分选效率，具有广阔的市场前景。附图说明图1为本专利技术的基于太阳能和储热的颗粒矿物干法分选系统的示意图；图2为图1中太阳能光电系统的正面结构示意图；图3为图1中太阳能光电系统的背面结构示意图；图4为图1中太阳能光热模块的正面结构示意图；图5为图1中太阳能光热模块的背面结构示意图；图6为图1中储热加热装置的结构示意图；图7为图6的内部剖视图；图8为图1中旋流分选器的结构示意图；图9为图8的俯视图；图中，1-一次风机，2-流量计，3-相变储热加热模块，4-给料仓，5-压力表，6-二次风进风箱，7-旋流分选器，8-中矿收集斗，9-尾矿收集仓，10-中矿通道，11-除尘器，12-精矿收集仓，13-引风机，14-拨料器，15-1#二次风机，16-2#二次风机，17-太阳能光电系统，18-太阳能光热模块，19-交流电源，20-逆变器，21-精矿出口，22-一次风入口，23-二次风入口，24-中矿和尾矿出口，25-热管，26-尾矿收集斗，27-电加热装置，28-换热介质流道，29-风道支撑板，30-风道，31-相变储热加热装置，32-相变储热材料，33-太阳能光伏板，34-储电装置，35-立柱，36-底座，37-储能电池，38-太阳能集热板，39-吸热介质流管，40-底板，41-外框，42-支撑轴，43-销轴，44-通孔，45-连接侧板，46-尾气出口。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示，本专利技术的一种基于太阳能和储热的颗粒矿物干法分选系统，包括太阳能供电储电模块、太阳能光热模块18、相变储热加热模块3和颗粒矿物干燥分选模块。所述太阳能供电储电模块包括太阳能光电系统17和逆变器20，如图2和图3所示，所述太阳能光电系统17包括太阳能光伏板33、储电装置34、立柱35和底座36，太阳能光伏板33倾斜固定安装在立柱35的顶端，立柱35的下端固定在底座3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于太阳能和储热的颗粒矿物干法分选系统，其特征在于，包括太阳能供电储电模块、太阳能光热模块(18)、相变储热加热模块(3)和颗粒矿物干燥分选模块；所述太阳能供电储电模块包括太阳能光电系统(17)和逆变器(20)，所述太阳能光电系统与逆变器(20)的输入端电连接；所述相变储热加热模块(3)包括电加热装置(27)和相变储热加热装置(31)，所述电加热装置(27)呈圆柱状，电加热装置(27)内部纵向均匀间隔设有若干电加热棒，所述相变储热加热装置(31)呈圆环柱状，且同轴设置在电加热装置(27)外部，相变储热加热装置(31)内部纵向均匀间隔设有若干换热介质流道(28)，相变储热加热装置(31)内部填充相变储热材料(32)，所述相变储热材料(32)相变温度为80‑100℃，电加热装置(27)外圆面与相变储热加热装置(31)内壁面之间形成的环形腔为风道(30)，所述风道(30)内均匀间隔分布有若干个风道支撑板(29)；所述颗粒矿物干燥分选模块包括给料仓(4)、旋流分选器(7)、一次风机(1)、1

【技术特征摘要】
1.一种基于太阳能和储热的颗粒矿物干法分选系统，其特征在于，包括太阳能供电储电模块、太阳能光热模块(18)、相变储热加热模块(3)和颗粒矿物干燥分选模块；所述太阳能供电储电模块包括太阳能光电系统(17)和逆变器(20)，所述太阳能光电系统与逆变器(20)的输入端电连接；所述相变储热加热模块(3)包括电加热装置(27)和相变储热加热装置(31)，所述电加热装置(27)呈圆柱状，电加热装置(27)内部纵向均匀间隔设有若干电加热棒，所述相变储热加热装置(31)呈圆环柱状，且同轴设置在电加热装置(27)外部，相变储热加热装置(31)内部纵向均匀间隔设有若干换热介质流道(28)，相变储热加热装置(31)内部填充相变储热材料(32)，所述相变储热材料(32)相变温度为80-100℃，电加热装置(27)外圆面与相变储热加热装置(31)内壁面之间形成的环形腔为风道(30)，所述风道(30)内均匀间隔分布有若干个风道支撑板(29)；所述颗粒矿物干燥分选模块包括给料仓(4)、旋流分选器(7)、一次风机(1)、1#二次风机(15)、2#二次风机(16)、二次风进风箱(6)、尾矿收集仓(9)、精矿收集仓(12)、除尘器(11)及引风机(13)，所述旋流分选器(7)呈圆筒状，旋流分选器(7)上部沿圆筒壁切线方向设置一次风入口(22)，圆筒中部设有多个二次风入口(23)，圆筒中部设置在二次风进风箱(6)内部，一次风机(1)、1#二次风机(15)、2#二次风机(16)分别与所述风道(30)的进风口连通，所述风道(30)的出风口分别与一次风入口(22)、二次风进风箱(6)的两个入口连通，所述给料仓(4)的出口连接风道(30)的出风口与一次风入口(22)之间的管路，圆筒的筒壁内均匀布置有热管(25)，圆筒底部设有中矿收集斗(8)，所述中矿收集斗(8)外同轴设置有尾矿收集斗(26)，中矿收集斗(8)及尾矿收集斗(26)底部均连接中矿和尾矿出口(24)，中矿和尾矿出口(24)连接尾矿收集仓(9)，在尾矿收集仓(9)内设有中矿通道(10)，中矿通道(10)与中矿收集斗(8)连通，所述旋流分选器(7)顶部设有精矿出口(21)，精矿出口(21)连接所述除尘器(11)的入口，除尘器(11)顶部设有尾气出口(46)，尾气出口(46)连接引风机(13)，除尘器(11)底部出口连接精矿收集仓(12)；所述逆变器(20)的输出端分别与一次风机(1)、1#二次风机(15)、2#二次风机(16)、电加热棒电连接，所述太阳能光热模块(18)与所述相变储热加热模块(3)连接。2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能和储热的颗粒矿物干法分选系统，其特征在于，所述太...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶中浩，张轩，贺靖峰，段晨龙，赵跃民，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32