海南省自古产盐。目前,在海南岛西部还保留着1000多年前建造的“千年古盐田”遗址。全岛有盐场23个,盐田面积4313公顷,其中莺歌海盐场是我国南方最大的盐场,平均年产海盐量16万吨。目前,海南岛盐年平均产量控制在20万吨左右,主要产区集中在本岛西南部的莺歌海盐场和东方盐场。产品除供应本省4~5万吨外,其余主要销往广东、广西等省份和香港、韩国、日本和东南亚国家等地区和国家。
太阳能热风干燥海盐项目坐落在海南东方市东方盐场。东方盐场是海南第二大盐场,年产海盐4万吨。干燥作业是海盐产品加工过程中一个必要的环节,长期以来大多数海盐产品仍然采用原始的方法进行干燥,而且耗能巨大。
瑞乐阳光科技有限公司(以下简称瑞乐公司)以太阳能干燥领域的科学原理为基础进行海盐干燥系统的、全面的研究,并对太阳能热干燥产品技术的研发、产品化开展了有益的工作,达到较高的产业化水平。瑞乐公司同时对海盐的成分、含水量、比热容等物理特性进行研究,并根据海盐的物理特性合理组织太阳能热风气流和设定风速、风温,再结合常规的热干燥机组,为主动地利用太阳能对海盐进行干燥取得了成功,取得良好的节能效果和经济效益。
二、示范目标及主要内容
该太阳能热风干燥系统工程项目的实施完全符合《可再生能源法》的节能要求,是国家鼓励发展的节能技术产品。
1.太阳能热水系统工程方案依据海南省东方市处于北纬20°02′,冬至时日12时太阳角为46°32′,7月份太阳辐照量为2140kJ/m2。年平均天气情况为:
(1)2002年平均低云量为0.0~1.9份有326天,即晴天。
(2)平均低云量为8.1~10.0份有39即阴天。
(3)每天平均日照时间为7.36小时。
(4)上午10时~下午16时的日照最强时间。
(5)一年日照小时数为2400.2小时。
以上技术资料为海南气象局提供的数据表明,安装应用太阳能具有得天独厚的条件。
2.主要内容:
⑴太阳能热风系统工程设计688m2;太阳能集热面积,合理的太阳能集热面积使海盐干燥获得相应的热量,从而保证了晴天时充分利用太阳能资源供应于干燥海盐。
⑵一套全自动振动流化床干燥机组,保证干燥海盐的工艺流程设备。
⑶一台燃油热风炉,确保持久低温阴雨天时的热风供应。
⑷风机、风管、过滤器、空气导流装置等。
⑸全自动控制系统,保证整套太阳能热水系统工程全自动运行。
⑹厂房。
三、太阳能热风工程技术示范方案
1.海盐干燥的技术参数
海盐原始设计资料
初始水含量χ1=3.5%
成品水含量χ2=1.5%
物料平均粒度d=0.35mm
物料净密度ρ=2160kg/m3
设计产量q=7500kg/h
热源条件:太阳能热风110℃
水分蒸发量:
2.空气的质量流量公式及所需的干燥流化床面积(海盐干燥的热量计算)
“振动流化床干燥机”系一种常规干燥设备。它是太阳能热风干燥系统的重要组成部分。它由振动电机产生激振力使机器振动,海盐在定方向激振力的作用下跳跃前进,同时床底输入的热风使物料处于流化状态,海盐颗粒与热风充分接触,从而达到理想的干燥效果。海盐从入料口,振槽上的海盐与振槽下部通入的热风正交接触传热,湿空气由引风引出,干燥后的海盐由排出口排出。振动使海盐容易达流化状态,增大了有效传热系数,故热效率高。床层温度分布均匀,无局部过热现象。流化均匀,无死角及吹穿现象。振动起输送作用,也有利于节约能量,比一般干燥装置可节能30%~60%。振动促进流态化,使空气需要量减少,颗粒夹带串降低。该机器的使用能让海盐在干燥过程中保证质量。空气的质量流量及所需要的干燥流化床面积,该参数取决于太阳能空气集热器生产的热风温度,表一列出了不同太阳能空气集热器生产的热风温度所对应的流量、流化床的热床面积及所需的总热量Q,流量依据的公式是:
;面积依据的公式是
,式中u是流化速度,依据有关经验,可取流化速度为u=1.2kg/m2·Sm2;热量依据的公式是Q=cLt1
瑞乐阳光科技有限公司(以下简称瑞乐公司)以太阳能干燥领域的科学原理为基础进行海盐干燥系统的、全面的研究,并对太阳能热干燥产品技术的研发、产品化开展了有益的工作,达到较高的产业化水平。瑞乐公司同时对海盐的成分、含水量、比热容等物理特性进行研究,并根据海盐的物理特性合理组织太阳能热风气流和设定风速、风温,再结合常规的热干燥机组,为主动地利用太阳能对海盐进行干燥取得了成功,取得良好的节能效果和经济效益。
二、示范目标及主要内容
该太阳能热风干燥系统工程项目的实施完全符合《可再生能源法》的节能要求,是国家鼓励发展的节能技术产品。
1.太阳能热水系统工程方案依据海南省东方市处于北纬20°02′,冬至时日12时太阳角为46°32′,7月份太阳辐照量为2140kJ/m2。年平均天气情况为:
(1)2002年平均低云量为0.0~1.9份有326天,即晴天。
(2)平均低云量为8.1~10.0份有39即阴天。
(3)每天平均日照时间为7.36小时。
(4)上午10时~下午16时的日照最强时间。
(5)一年日照小时数为2400.2小时。
以上技术资料为海南气象局提供的数据表明,安装应用太阳能具有得天独厚的条件。
2.主要内容:
⑴太阳能热风系统工程设计688m2;太阳能集热面积,合理的太阳能集热面积使海盐干燥获得相应的热量,从而保证了晴天时充分利用太阳能资源供应于干燥海盐。
⑵一套全自动振动流化床干燥机组,保证干燥海盐的工艺流程设备。
⑶一台燃油热风炉,确保持久低温阴雨天时的热风供应。
⑷风机、风管、过滤器、空气导流装置等。
⑸全自动控制系统,保证整套太阳能热水系统工程全自动运行。
⑹厂房。
三、太阳能热风工程技术示范方案
1.海盐干燥的技术参数
海盐原始设计资料
初始水含量χ1=3.5%
成品水含量χ2=1.5%
物料平均粒度d=0.35mm
物料净密度ρ=2160kg/m3
设计产量q=7500kg/h
热源条件:太阳能热风110℃
水分蒸发量:

2.空气的质量流量公式及所需的干燥流化床面积(海盐干燥的热量计算)
“振动流化床干燥机”系一种常规干燥设备。它是太阳能热风干燥系统的重要组成部分。它由振动电机产生激振力使机器振动,海盐在定方向激振力的作用下跳跃前进,同时床底输入的热风使物料处于流化状态,海盐颗粒与热风充分接触,从而达到理想的干燥效果。海盐从入料口,振槽上的海盐与振槽下部通入的热风正交接触传热,湿空气由引风引出,干燥后的海盐由排出口排出。振动使海盐容易达流化状态,增大了有效传热系数,故热效率高。床层温度分布均匀,无局部过热现象。流化均匀,无死角及吹穿现象。振动起输送作用,也有利于节约能量,比一般干燥装置可节能30%~60%。振动促进流态化,使空气需要量减少,颗粒夹带串降低。该机器的使用能让海盐在干燥过程中保证质量。空气的质量流量及所需要的干燥流化床面积,该参数取决于太阳能空气集热器生产的热风温度,表一列出了不同太阳能空气集热器生产的热风温度所对应的流量、流化床的热床面积及所需的总热量Q,流量依据的公式是:
;面积依据的公式是
,式中u是流化速度,依据有关经验,可取流化速度为u=1.2kg/m2·Sm2;热量依据的公式是Q=cLt1
太阳能空气集热器生产的热风温度越高,所需的太阳能热风流量数量越少和流化床面积越小。这样在设备运行中将显著降低风机电能耗,同时减少了大功率风机和大面积流化床的设备初始投资,从而达到了节约能源取得良好的经济效益。
3.太阳能热风供应系统
太阳能空气集热器是一种利用太阳能把空气加热升温的装置,空气集热器是太阳能干燥工艺中最关键的部件,多个空气集热器有机组成就形成太阳能热风供应系统。瑞乐公司研究开发的新型太阳能空气集热器,其科学的传热分析和计算模型及精致的工艺制造,使太阳能空气集热器在夏季期间每日5小时恒定出热风温度达到110℃,能效率达到较佳效果。(能效率是指收集到的热能与消耗的机械功(泵耗)之差占达到集热面上辐射能的份额,即能量的净收益。在流量60~100kg/m2·h及流道高度2~3cm的范围内,能效率较佳)。
4.太阳能热风利用方案的论述
太阳能空气集热器定型设计、实现商品化和批量生产,为本项目的顺利实施提供了可靠的保证。太阳能空气集热器与“振动流化床干燥机”组合而成的集热器型干燥装置,利用集热器把空气加热到110~130摄氏度,然后在风机的作用下进入“振动流化床干燥机”,用风机鼓风以增强对流换热效果,同时海盐也被输入到“振动流化床干燥机”内实现盐与太阳能热风的对流热质交换过程,从而达到干燥的目的。“振动流化床干燥机”有以下一些优点:可以根据物料的干燥特性调节热风的温度;物料在干燥室内分层放置,单位面积能容纳的物料多;强化对流换热的干燥效果。
5.系统原理图及主要设备


四、项目经济可行性分析
(1)工程项目投资概算
本项目投资总额260万元,其中太阳能投资120万元、厂房投资95万元、振动流化床等其他投资45万元。
(2)本项目增量成本概算
东方盐场海盐的初始含水量为3.5%,须使海盐的含水量达到1.5%才成为合格产品。则使每吨海盐蒸发水量:W=1000kg×(3.5/96.5-1.5/98.5)×0.985=20.7kg。
瑞乐公司开发生产的太阳空气集热器,可加热空气110℃以上,当利用110℃热空气来干燥海盐时,干燥每吨含水率为3.5%的海盐须耗能31908大卡。
如果以电能提供热量则耗电能:31908大卡÷860大卡/kW·h÷90%=41.22kW·h;如果以零号柴油提供热量则耗油:31908大卡÷10200大卡/kg÷75%=4.17kg。
按目前市场价格计:
干燥每吨含水率为3.5%的海盐须耗电:0.8元/kW·h×41.22 kW·h=32.9元。
干燥每吨含水率为3.5%的海盐须耗柴油:5.7元/kg×4.17kg=23.7元。
东方盐场年产海盐40000吨。
干燥40000吨含水率为3.5%的海盐须耗电:32.9元/吨×40000吨=131.6万元。
干燥40000吨含水率为3.5%的海盐须耗柴油:23.7元/吨×40000吨=94.8万元。
瑞乐公司开发生产的太阳能空气集热器,每平方米日得热量1800大卡(110度),即干燥1吨含水率3.5%的海盐需要太阳能空气集热器:31908大卡/吨÷1800大卡/m2=17.7m2。按每平方米太阳能空气集热器造价1380元计,干燥每吨含水率3.5%的海盐需要投资:1380元/m2×17.7m2=24426元。通过使用太阳能空气集热器干燥742吨含水率3.5%的海盐所节约的电费:32.9元/吨×742吨=24426元。即通过742天(约2年)利用太阳能空气集热器所节约的电费可收回投资。
本项目每天投料干燥成品海盐40000kg。优质产品成品率超过99%,按每日节电32.9元/吨×40吨=1316元,年节电360天×1316元/日=473760元。通过晴天使用太阳能空气集热器干燥911吨含水率3.5%的海盐所节约的电费:120万元。即通过911天(约2年半)利用太阳能空气集热器所节约的电费可收回投资。
(3)资金落实情况
本项目建设资金自筹。建设期间由海南瑞乐阳光公司筹备60%,海南东方盐场筹备40%,项目建成投产后海南东方盐场支付60%的设备款给瑞乐公司。
五、太阳能热风干燥海盐项目的意义
海南省太阳能资源丰富,应该大力推广应用太阳能资源,太阳能热风干燥海盐项目因节能应该大力提倡应用和推广。目前全省有盐场23个,盐田面积4313公顷,平均年产海盐量20万吨。利用太阳能干燥1吨盐可节约32.9元,其节能是非常可观的。
太阳能空气集热器使用寿命15年,通过约2.5年时间利用太阳能空气集热器所节约的电费可收回投资。由太阳能供热干燥,可节能70%以上,节煤省电,减少环境污染。
太阳能干燥的产品干净卫生,且色、香、味好,提高了产品的等级。有利于保护生态环境,改善工人劳动条件,提高生产效率;它对于提高海盐生产行业的生产水平,减少能耗,提高盐场的科技应用意识和素质,同时使盐场的生产技术、经济和产品质量的指标均达到较高的水平。大力推广应用太阳能热风干燥系统,对节省能源和保护环境具有十分深远的意义。
六、技术支持
太阳能空气集热器在海南瑞乐阳光科技有限公司定型设计、实现商品化和批量生产,为本项目的顺利实施提供可靠的保证。
七、风险分析
八、工程立项批件和开发企业资质证明材料
文/文继群
海南瑞乐阳光科技有限公司
电话:13907531221(海口)
文/文继群
海南瑞乐阳光科技有限公司
电话:13907531221(海口)
