3 太阳能光热利用分析与干燥系统设计 13

3。1 太阳能光热利用分析 13

3。2 光热-热泵系统设计要求 14

3。3 系统设计思路 14

3。4 太阳能温室的设计 16

3。5 热泵系统的设计 18

3。6 系统各部件的配置 21

3。7 系统热效率分析 22

4 物料出口余热回收及利用 26

4。1 过程设计 26

4。2 仿真前准备 26

4。3 风冷回收热能 29

4。4 水雾相变回收热能 34

4。5 回收热能的利用 36

结  论 38

致  谢 39

参考文献 40

1 引言

1。1 项目背景

石英砂是一种以二氧化硅为主要成分的非金属矿物材料，在自然界中分布非常广泛。作为一种重要的工业原料，石英主要应用于玻璃、陶瓷、耐火材料、冶金和化工等。随着科学技术的进步和国民经济的发展，石英原料在高新技术产业方面，如航天、航空、航海、军事、电子、通讯以及汽车等高科技领域，也被广泛应用[1][2]。

以石英砂为原料生产的熔融石英，以其优越的光学性能、热性能、耐辐照性能等其他材料难以取代的系列特殊性能，毫无疑问成为高新技术的宠儿。用于这些领域的熔融石英材料无疑都有一个明显特点，即对于其组分有明确细致的规定，其产品及规格见表1。1。其中SiO2含量需大于99。95%，方可达到高纯度的等级[3]。熔融石英是从石英砂原矿开始，经过一系列复杂的工艺选择提纯后，再经过1700℃～2500℃的高温烧制使其晶体结构破坏，最后转化成为熔融型或无定形石英。其外观无色透明，有少部分乳白雾状气泡。纯度比天然石英更高，其原子结构长程无序，通过三维结构交叉链接，具备高使用温度和低热膨胀系数的优良特性，热膨胀率几近为零，热稳定性好，化学性质稳定[4]。 

因此石英材料的生产制造在国名经济中的地位尤为重要。我国在上世纪90年代后对于石英的提纯生产项目加大关注力度，二十多年来有了很大进步。然而目前的熔融石英生产厂家使用的生产炉中非连续性生产炉生产效率低、加热体易熔断，连续性生产炉多为电磁加热炉，其能耗巨大，经济效益较差[5]。

表1。1 石英砂产品及规格[6]

产品名称 粒径(目) 基本质量指标 主要用途

w(SiO2)% w(Fe2O3)x10-6

普通石英砂 齐全 >96 <500 普通玻璃、铸造、耐火材料

精制石英砂 齐全 99。6 <200 光学、仪器玻璃

高纯石英砂 40～70、70～140 99。9