一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备

1.本发明涉及膜法除湿干燥技术领域，特别涉及一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备。


背景技术：

2.在木材、农副产品以及化工产品生产加工过程中，物料干燥是不可或缺的一个环节，物料干燥需要消耗大量热能。热风干燥是采用燃煤等方式对空气进行加热，干燥后的高温高湿废气被直接排放到环境中，一方面，干燥废气直接排放余热被浪费，能源利用率低；另一方面，煤炭燃烧以及废气排放对环境造成污染。故能源消耗量大、污染严重是干燥行业的短板与不足，严重制约了干燥设备的使用范围和发展。
3.太阳能的普遍、无害及可持续稳定性，在干燥领的得到了广泛关注，一些研究者提出了很多新型的太阳能干燥方法，中科院广州能源研究所姚远提出一种多能互补烘干装置，专利申请号：2016211035102，该装置利用风能、太阳能的合理调控为烘干箱提供热源，但该装置没有很好提高烘干的能效问题且系统复杂，成本较高。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术中存在的问题，利用多种可再生清洁能源，在提高干燥运行能效基础上，设计了一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备，实现设备连续、高效、稳定、可靠运行，可以对热电以及高浓度溶液进行储能，在一定程度上，降低了电网负荷，解决了能效及环境污染等问题。
5.实现本发明所采用的技术方案是：一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备，其特征是，它包括：太阳能光伏光热一体化系统a、溶液循环在生系统b、双冷凝热泵循环系统c、膜法除湿干燥系统d；
6.所述的太阳能光伏光热一体化系统a包括：pv/t集热板1、第一三通旋塞阀2、蓄热水箱3、第二三通旋塞阀4、第一回水水泵5、第一循环泵6、第四三通旋塞阀7、第三三通旋塞阀13、第二回水水泵14、蓄电装置39、太阳能光伏光热一体化系统供电箱40，所述的pv/t集热板1与蓄热水箱3间通过管路连接构成闭合回路，在所述的pv/t集热板1与蓄热水箱3间一端连接管路上设置第一三通旋塞阀2，所述的蓄热水箱3、第一循环泵6、第四三通旋塞阀7和第一三通旋塞阀2依次通过管路连接构成闭合回路，在所述的pv/t集热板1与蓄热水箱3间另一端连接管路上设置第二三通旋塞阀4，在所述的pv/t集热板1与第二三通旋塞阀4间连接管路上设置第一回水水泵5，所述的蓄热水箱3、第三三通旋塞阀13、第二回水水泵14和第二三通旋塞阀4依次通过管路连接构成闭合回路，所述的pv/t集热板1与蓄电装置39电连接；
7.溶液循环在生系统b包括：第五三通旋塞阀8、第二循环泵10、第六三通旋塞阀11、多效膜蒸馏再生装置12、稀溶液储蓄罐15、第一溶液蠕动泵16、第二溶液蠕动泵17、蒸汽循环泵18、第三溶液蠕动泵19、第七三通旋塞阀20、空气冷却器21、第四溶液蠕动泵22、第八三
通旋塞阀26、浓溶液储蓄罐27、第七溶液蠕动泵28、第五溶液蠕动泵30、第七三通旋塞阀31、第六溶液蠕动泵32、中空纤维膜溶液除湿器34、双冷凝热泵循环系统供电箱41，所述的多效膜蒸馏再生装置12自左向右依次设置热水通道12.1、第一溶液通道12.2、第一蒸汽通道12.3、第二溶液通道12.4、第二蒸汽通道12.5、第三溶液通道12.6、第三蒸汽通道12.7，在所述第一溶液通道12.2与第二溶液通道12.4连接管路上设置第二溶液蠕动泵17，在所述第一蒸汽通道12.3与第二蒸汽通道12.5连接管路上设置蒸汽循环泵18，在所述第二溶液通道12.4与第三溶液通道12.6连接管路上设置第三溶液蠕动泵19，在所述第二蒸汽通道12.5与第三蒸汽通道12.7连接管路上设置第七三通旋塞阀20，在所述第五三通旋塞阀8与第六三通旋塞阀11连接管路上设置第二循环泵10，所述的第六三通旋塞阀11与热水通道12.1通过管路连接，在所述中空纤维膜溶液除湿器34与热水通道12.1连接管路上依次设置第七溶液蠕动泵28、空气冷却器21、稀溶液储蓄罐15和第一溶液蠕动泵16，所述的空气冷却器21与第七三通旋塞阀20管路连接，所述的浓溶液储蓄罐27、第五溶液蠕动泵30、第七三通旋塞阀31和第八三通旋塞阀26依次通过管路连接，在所述的中空纤维膜溶液除湿器34与第七三通旋塞阀31间连接管路上设置第六溶液蠕动泵32；
8.双冷凝热泵循环系统c包括：低温冷凝器9、四通换向阀23、节流装置24、蒸发器25、压缩机33、高温冷凝器36、溶液循环在生系统供电箱42，在所述的低温冷凝器9与节流装置24间连接管路上设置四通换向阀23，所述的节流装置24与蒸发器25间管路连接，在所述蒸发器25与高温冷凝器36间连接管路上设置压缩机33，在所述高温冷凝器36与低温冷凝器9间连接管路上设置四通换向阀23；
9.膜法除湿干燥系统d包括：第三风机29、第一风机35、干燥装置37、第二风机38、膜法除湿干燥系统供电箱43，在所述干燥装置37的出口管路上依次设置第二风机38和第三风机29，在所述干燥装置37的出口管路上设置第一风机35；
10.所述的第四三通旋塞阀7、第五三通旋塞阀8和低温冷凝器9依次管路连接，所述的低温冷凝器9与第六三通旋塞阀11管路连接，所述的第三三通旋塞阀13与热水通道12.1管路连接，所述的蒸发器25与第八三通旋塞阀26管路连接，所述的中空纤维膜溶液除湿器34与干燥装置37通过管路连接构成闭合回路，在所述干燥装置37与第一风机35间管路内设置高温冷凝器36。
11.进一步，在所述的太阳能、光伏、光热一体化系统a、溶液循环在生系统b、双冷凝热泵循环系统c、膜法除湿干燥系统d内分别设置：太阳能、光伏、光热一体化系统供电箱40、溶液循环在生系统供电箱42、双冷凝热泵循环系统供电箱41、膜法除湿干燥系统供电箱43，所述的蓄电装置39分别电连接太阳能、光伏、光热一体化系统供电箱40、溶液循环在生系统供电箱42、双冷凝热泵循环系统供电箱41、膜法除湿干燥系统供电箱43。
12.进一步，所述的低温冷凝器9为水冷换热器，空气冷却器21为气液换热器，高温冷凝器36为风冷换热器。
13.进一步，所述的多效膜蒸馏再生装置12中的膜为聚烯烃类膜、聚酯类膜或聚酰亚胺类膜。
14.进一步，所述的中空纤维膜溶液除湿器34中的膜为聚烯烃类膜、聚酯类膜或聚酰亚胺类膜。
15.进一步，在所述中空纤维膜溶液除湿器34中设置湿溶液为离子溶液，溴化锂、氯化
锂单一盐溶液或其混合盐溶液。
16.本发明一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备的有益效果体现在：
17.1、一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备，通过膜法除湿装置对进入干燥装备的空气进行等温降湿，从而对待生产的产品近一步加工，一方面，闭式溶液循环有效杜绝了液滴对生产材料的腐蚀，延长了装备使用寿命；另外一方面，可以对除湿溶液进行循环利用提高了系统能效；
18.2、一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备，通过蒸发器吸收经过多效膜蒸馏溶液再生装置的高浓度溶液的热量，降低了溶液蒸汽压，提高了溶液吸湿能力，并通过压缩机对制冷剂流量进行升温升压，在高低温冷凝器内分别对经过除湿的空气以及通过集热板的水放热，合理回收溶液中的余热；
19.3、一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备，对于干燥热源上，选用采用多种能源互补的策略，具有极高的能量利用率，一方面，很好的利用了太阳能清洁无污染的特性，降低了对环境污染；另一方面，对干燥后的高温高湿废气进行进一步处理，使废热得到了二次利用，合理回收废气中的余热；
20.4、一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备，是以太阳能为主多能互补膜法除湿干燥系统，将高温高湿空气进行全热回收，同时对空气进行除湿，并通过设置空气冷却器，将高温蒸汽进行余热回收，将高温水热量进行高效利用，通过多效膜蒸馏再生装置及蒸发器实现低能耗溶液再生，及热量的梯级利用，完成溶液除湿的高效循环，通过设置高低温冷凝器将部分冷凝热量传递给干燥空气，提高干燥质量，进一步减小循环过程中的热损能耗，提高了能量利用率，闭式的溶液循环有效的杜绝了液滴对生产材料的腐蚀，延长了设备使用寿命；5、一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备，针对日夜温差大，天气变化剧烈的地区，通过热储能、电储能、化学储能设备，结合换热器和溶液循环中加湿膜组件，实现了系统实现设备连续、高效、稳定、可靠运行，既实现了国家“双碳目标”，降低碳排放，提高了干燥的质量，又提升了能效利用率。
附图说明
21.图1是一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备的结构示意图；
22.图2是图1中件12的结构示意图；
23.图中：a.太阳能光伏光热一体化系统，b.溶液循环在生系统，c.双冷凝热泵循环系统，d.膜法除湿干燥系统，1.pv/t集热板，2.第一三通旋塞阀，3.蓄热水箱，4.第二三通旋塞阀，5.第一回水水泵，6.第一循环泵，7.第四三通旋塞阀，8.第五三通旋塞阀，9.低温冷凝器，10.第二循环泵，11.第六三通旋塞阀，12.多效膜蒸馏再生装置，12.1.热水通道，12.2.第一溶液通道，12.3.第一蒸汽通道，12.4.第二溶液通道，12.5.第二蒸汽通道，12.6.第三溶液通道，12.7.第三蒸汽通道，13.第三三通旋塞阀，14.第二回水水泵，15.稀溶液储蓄罐，16.第一溶液蠕动泵，17.第二溶液蠕动泵，18.蒸汽循环泵，19.第三溶液蠕动泵，20.第七三通旋塞阀，21.空气冷却器，22.第四溶液蠕动泵，23.四通换向阀，24.节流装置，25.蒸发器，26.第八三通旋塞阀，27.浓溶液储蓄罐，28.第七溶液蠕动泵，29.第三风机，30.第五溶液蠕动泵，31.第九三通旋塞阀，32.第六溶液蠕动泵，33.压缩机，34.中空纤维膜溶液除湿器，35.第一风机，36.高温冷凝器，37.干燥装置，38.第二风机，39.蓄电装置,40.太阳能、光伏、
光热一体化系统供电箱，41.双冷凝热泵循环系统供电箱，42.溶液循环在生系统供电箱，43.膜法除湿干燥系统供电箱。
具体实施方式
24.以下结合附图1和附图2和具体实施例对本发明作进一步详细说明，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
25.如附图1和附图2所示，一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备，其特征是，它包括：太阳能光伏光热一体化系统a、溶液循环在生系统b、双冷凝热泵循环系统c、膜法除湿干燥系统d，所述的太阳能光伏光热一体化系统a包括：pv/t集热板1、第一三通旋塞阀2、蓄热水箱3、第二三通旋塞阀4、第一回水水泵5、第一循环泵6、第四三通旋塞阀7、第三三通旋塞阀13、第二回水水泵14、蓄电装置39，所述的pv/t集热板1与蓄热水箱3间通过管路连接构成闭合回路，在所述的pv/t集热板1与蓄热水箱3间一端连接管路上设置第一三通旋塞阀2，所述的蓄热水箱3、第一循环泵6、第四三通旋塞阀7和第一三通旋塞阀2依次通过管路连接构成闭合回路，在所述的pv/t集热板1与蓄热水箱3间另一端连接管路上设置第二三通旋塞阀4，在所述的pv/t集热板1与第二三通旋塞阀4间连接管路上设置第一回水水泵5，所述的蓄热水箱3、第三三通旋塞阀13、第二回水水泵14和第二三通旋塞阀4依次通过管路连接构成闭合回路，所述的pv/t集热板1与蓄电装置39电连接；所述的溶液循环在生系统b包括：第五三通旋塞阀8、第二循环泵10、第六三通旋塞阀11、多效膜蒸馏再生装置12、稀溶液储蓄罐15、第一溶液蠕动泵16、第二溶液蠕动泵17、蒸汽循环泵18、第三溶液蠕动泵19、第七三通旋塞阀20、空气冷却器21、第四溶液蠕动泵22、第八三通旋塞阀26、浓溶液储蓄罐27、第七溶液蠕动泵28、第五溶液蠕动泵30、第七三通旋塞阀31、第六溶液蠕动泵32、中空纤维膜溶液除湿器34，所述的多效膜蒸馏再生装置12自左向右依次设置热水通道12.1、第一溶液通道12.2、第一蒸汽通道12.3、第二溶液通道12.4、第二蒸汽通道12.5、第三溶液通道12.6、第三蒸汽通道12.7，在所述第一溶液通道12.2与第二溶液通道12.4连接管路上设置第二溶液蠕动泵17，在所述第一蒸汽通道12.3与第二蒸汽通道12.5连接管路上设置蒸汽循环泵18，在所述第二溶液通道12.4与第三溶液通道12.6连接管路上设置第三溶液蠕动泵19，在所述第二蒸汽通道12.5与第三蒸汽通道12.7连接管路上设置第七三通旋塞阀20，在所述第五三通旋塞阀8与第六三通旋塞阀11连接管路上设置第二循环泵10，所述的第六三通旋塞阀11与热水通道12.1通过管路连接，在所述中空纤维膜溶液除湿器34与热水通道12.1连接管路上依次设置第七溶液蠕动泵28、空气冷却器21、稀溶液储蓄罐15和第一溶液蠕动泵16，所述的空气冷却器21与第七三通旋塞阀20管路连接，所述的浓溶液储蓄罐27、第五溶液蠕动泵30、第七三通旋塞阀31和第八三通旋塞阀26依次通过管路连接，在所述的中空纤维膜溶液除湿器34与第七三通旋塞阀31间连接管路上设置第六溶液蠕动泵32；所述的双冷凝热泵循环系统c包括：低温冷凝器9、四通换向阀23、节流装置24、蒸发器25、压缩机33、高温冷凝器36，在所述的低温冷凝器9与节流装置24间连接管路上设置四通换向阀23，所述的节流装置24与蒸发器25间管路连接，在所述蒸发器25与高温冷凝器36间连接管路上设置压缩机33，在所述高温冷凝器36与低温冷凝器9间连接管路上设置四通换向阀23；所述的膜法除湿干燥系统d包括：第三风机29、第一风机35、干燥装置37、第二风机38，在所述干燥装置37的出口管路上依次设置第二风机38和第三风机29，在所述干燥装置37的出口管路上设置第一风机
35；所述的第四三通旋塞阀7、第五三通旋塞阀8和低温冷凝器9依次管路连接，所述的低温冷凝器9与第六三通旋塞阀11管路连接，所述的第三三通旋塞阀13与热水通道12.1管路连接，所述的蒸发器25与第八三通旋塞阀26管路连接，所述的中空纤维膜溶液除湿器34与干燥装置37通过管路连接构成闭合回路，在所述干燥装置37与第一风机35间管路内设置高温冷凝器36，在所述的太阳能、光伏、光热一体化系统a、溶液循环在生系统b、双冷凝热泵循环系统c、膜法除湿干燥系统d内分别设置：太阳能、光伏、光热一体化系统供电箱40、溶液循环在生系统供电箱42、双冷凝热泵循环系统供电箱41、膜法除湿干燥系统供电箱43，所述的蓄电装置39分别电连接太阳能、光伏、光热一体化系统供电箱40、溶液循环在生系统供电箱42、双冷凝热泵循环系统供电箱41、膜法除湿干燥系统供电箱43。
26.一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备工作过程：
27.pv/t集热板1的热水出口流向第一三通旋塞阀2，进行选择分流，按照比例分别与蓄热水箱3的上端入口、第四三通旋塞阀7的左端入口相连，来自pv/t集热板的热流首先通过蓄热水箱3自上而下，这部分热流再根据系统所需热量由第一循环泵6流向第四三通旋塞阀7进行流量选择性补充，与直接流向第四三通旋塞阀7的部分汇流进行溶液的再生。第四三通旋塞阀7的右端出口和第五三通旋塞阀8的左端入口相连。在第五三通旋塞阀8进行选择分流，按照比例分别与第二循环泵10的上端入口、低温冷凝器9的左端入口相连，第二循环泵10的下端出口、低温冷凝器9的下端出口分别与第六三通旋塞阀11的左端入口、上端入口连接汇流。而这部分流量在完成溶液的加热之后经过第三三通旋塞阀13根据水温选择性通过第二回水水泵14回到蓄热水箱3或者流向第二三通旋塞阀4，剩余热流由第四三通旋塞阀7经回第一回水水泵5回到pv/t集热板1继续循环，pv/t集热板1所产的电直接一部分供给系统内给循环水泵、回水水泵、风机、压缩机等用电设备，另一部分由蓄电装置39进行存储。蓄电装置39的正极与pv/t集热板1的负级相连。
28.上述流程构成太阳能光伏光热一体化系统循环回路，来自第六三通旋塞阀11的热流，首先流经多效膜蒸馏再生装置12热水通道，在完成对来自稀溶液储蓄罐15的稀溶液的加热之后返回第三三通旋塞阀13，而稀溶液在溶液通道1受热在蒸汽压差的作用下，将高温蒸汽透过半透膜来到蒸汽通道1，稀溶液及蒸汽分别经第二溶液蠕动泵17、蒸汽循环泵18流向下一个通道溶液通道2、蒸汽通道2继续传热传质，完成传热的高温蒸汽由第七三通旋塞阀20输送，经空气冷却器21冷凝后排出。而完成浓缩再生的溶液由第四溶液蠕动泵22排出多效膜蒸馏再生装置12，经蒸发器25降温。同样地，在第八三通旋塞阀26这里进行选择分流，按照比例送往浓溶液储蓄罐27，第九三通旋塞阀31。最终，在中空纤维膜溶液除湿器34内对待干燥气体等温除湿后，由第七溶液蠕动泵28将吸湿后的溶液送往稀溶液储蓄罐15，进行下一个循环，上述流程构成溶液循环在生系统循环回路。
29.所述稀溶液储蓄罐15的低温除湿稀溶液出口通过第一溶液蠕动泵16与多效膜蒸馏再生装置12热水通道入口连接，所述低温冷凝器9为液液热交换器，空气冷却器21为气液热交换器，所述中空纤维膜溶液除湿器34内为空气走壳程，经过除湿的再生溶液走管程的中空纤维膜管束，所述多效膜蒸馏再生装置12和中空纤维膜溶液除湿器34中的膜为聚烯烃类膜、聚酯类膜或聚酰亚胺类膜，所述除湿溶液为溴化锂盐溶液，氯化锂盐溶液或混合盐溶液。
30.在溶液循环在生系统循环中，由上述中空纤维膜溶液除湿器34对气体进行干燥。
中空纤维膜溶液除湿器34管壳上设有一回风口一出风口，来自浓溶液储蓄罐27的浓溶液在中空纤维膜溶液除湿器34将含具有一定含湿度的空气进行降湿处理，由第一风机35输送至高温冷凝器36一侧，在高温冷凝器36中低温干燥气体和高温高压制冷剂蒸汽进行换热，得到高温干燥气体。高温干燥气体在干燥装置37内对物料加工，降低物料含湿度，得到高温高湿气体。之后由第二风机38将高温高湿气体排出，经中空纤维膜溶液除湿器34回风口进入管壳，进行再一次除湿，如此往复，上述流程构成了膜法除湿干燥系统循环回路，所述第一风机35采用耐高温风机，所述高温冷凝器36为气液热交换器，所述干燥装置37设有一下进风口，一上出风口。
31.双冷凝热泵系统循环回路：压缩机33的高温高压制冷剂蒸汽排气口通过冷剂管路依次与高温冷凝器36、四通换向阀23、低温冷凝器9、蒸发器25的入口连接，高温高压制冷剂蒸汽进入高温冷凝器36，在高温冷凝器36内和风管中的低温干燥空气换热，得到高温高压制冷剂蒸汽和高温干燥空气，高温高压制冷剂蒸汽进入低温冷凝器9，在低温冷凝器9内和水环路内的水换热得到低温高压制冷剂蒸汽和高温水，低温冷凝器9的低温高压制冷剂连接至节流装置24进行降压处理，在节流装置24内管径扩大，得到低温低压制冷剂，最后将温低压制冷剂输送至压缩机33进行升温压缩，完成循环。
32.控制第一三通旋塞阀2关闭第一三通旋塞阀2至第四三通旋塞阀7段通路，从而使得pv/t集热板1加热热水直接流入蓄热水箱3进行热能储存，同时调设第四三通旋塞阀7，第五三通旋塞阀8，关闭第四三通旋塞阀7至第一三通旋塞阀2段通路，以及第五三通旋塞阀8至低温冷凝器9段通路，热水通过蓄热水箱3的右端出口与第一循环泵6的入口连接，第一循环泵6的出口通过第四三通旋塞阀7，第五三通旋塞阀8，第二循环泵10，第六三通旋塞阀11直接流入多效膜蒸馏再生装置12，使高温水源进入多效膜蒸馏再生装置12的热水通道
①
将热量传递给通道溶液通道
②
，完成热量传递之后，控制第三三通旋塞阀13，关闭第三三通旋塞阀13至回第二回水水泵14段通路，第三三通旋塞阀13的出口和第一回水水泵5的入口连接，使热水经过回第一回水水泵5回到pv/t集热板1。来自稀溶液储蓄罐15的稀溶液在得到加热后通过溶液通道1
②
由接下来的接下来的第二溶液蠕动泵17、第三溶液蠕动泵19、第四溶液蠕动泵22，同时膜所渗透蒸汽来到蒸汽通道1
③
，并通过接下来的蒸汽循环泵18，经过多效换热的高温蒸汽在空气冷却器21冷却排出。此时四通换向阀23处于直接连接高温冷凝器36出口和节流装置24入口的状态，在热泵循环回路中高温冷凝器36中的高温高压冷剂蒸汽直接经过四通换向阀23在节流装置24中降压，得到低温低压冷剂。使蒸发器内的液态制冷剂在要求的低压下蒸发,对完成浓缩再生的溶液进行冷却，得到除湿能力更强的低温浓溶液。
33.关闭第八三通旋塞阀26至中空纤维膜溶液除湿器34段通路，从而令多效膜蒸馏再生装置12中所浓缩再生的溶液进入浓溶液储蓄罐27，以溶液浓度差的形式进行化学储存能，同时控制第九三通旋塞阀31，关闭第九三通旋塞阀31至第八三通旋塞阀26段通路，在第六溶液蠕动泵32的作用下泵入中空纤维膜溶液除湿器34。最后在中空纤维膜溶液除湿器34对气体进行干燥处理。由第一风机35输送至高温冷凝器36一侧，在高温冷凝器36中低温干燥气体和高温高压制冷剂蒸汽进行换热，得到高温干燥气体。高温干燥气体在干燥装置37内对物料加工，降低物料含湿度，得到高温高湿气体。之后由第二风机38将高温高湿气体排出，经中空纤维膜溶液除湿器34回风口进入管壳，进行再一次除湿，如此循环往复。系统循
环泵、回水水泵、压缩机、风机等用电装置皆由39所驱动。
34.关闭第一三通旋塞阀2至蓄热水箱3段通路，同时调设第五三通旋塞阀8，关闭第五三通旋塞阀8至第六三通旋塞阀11段通路，使得pv/t集热板1加热热水经第一三通旋塞阀2、第四三通旋塞阀7，与来自蓄热水箱3的热水汇流。经第五三通旋塞阀8，在低温冷凝器9内与高温高压制冷剂换热热量，得到高温热水。再经第六三通旋塞阀11，进入多效膜蒸馏再生装置12的热水通道
①
将热量传递给通道溶液通道1
②
，完成热量传递之后，关闭第三三通旋塞阀13至第二三通旋塞阀4段通路，使得第三三通旋塞阀13的出口和第二回水水泵14的入口连接，使热水经过第二回水水泵14回到蓄热水箱3。而来自稀溶液储蓄罐15的稀溶液在得到加热后通过溶液通道1
②
由接下来的溶液蠕动泵第二溶液蠕动泵17、第三溶液蠕动泵19、第四溶液蠕动泵22，同时膜所渗透蒸汽来到蒸汽通道1
③
，并通过接下来的蒸汽循环泵18，经过多效换热的高温蒸汽在空气冷却器21冷却排出。
35.而此时四通换向阀23处于同时连接高温冷凝器36出口和低温冷凝器9入口以及低温冷凝器9出口和节流装置24入口的状态，在热泵循环回路中高温冷凝器36中的高温高压冷剂蒸汽直接经过四通换向阀23来到低温冷凝器9进一步放热，并在节流装置24中降压，得到低温低压冷剂，使蒸发器内的液态制冷剂在要求的低压下蒸发,对完成浓缩再生的溶液进行冷却，得到除湿能力更强的低温浓溶液。
36.关闭第八三通旋塞阀26至浓溶液储蓄罐27段通路，从而令多效膜蒸馏再生装置12中所浓缩再生的溶液进入第九三通旋塞阀31，关闭第九三通旋塞阀31至第八三通旋塞阀26段通路，使得浓溶液储蓄罐27在第五溶液蠕动泵30的作用下，与多效膜蒸馏再生装置12中所浓缩再生的溶液合流，在第六溶液蠕动泵32的作用下，泵入中空纤维膜溶液除湿器34，在中空纤维膜溶液除湿器34对气体进行干燥处理，由第一风机35输送至高温冷凝器36一侧，在高温冷凝器36中低温干燥气体和高温高压制冷剂蒸汽进行换热，得到高温干燥气体。高温干燥气体在干燥装置37内对物料加工，降低物料含湿度，得到高温高湿气体，由第二风机38将高温高湿气体排出，经中空纤维膜溶液除湿器34回风口进入管壳，进行再一次除湿，如此循环往复。系统循环泵、回水水泵、压缩机、风机等用电装置皆由39所驱动。
37.关闭pv/t集热板1至第一三通旋塞阀2段通路，控制第四三通旋塞阀7，关闭第一三通旋塞阀2至第四三通旋塞阀7段通路，关闭第五三通旋塞阀8至第六三通旋塞阀11段通路，调设第六三通旋塞阀11，关闭第六三通旋塞阀11至第五三通旋塞阀8段通路，从而使得加热热水由蓄热水箱3经过第一循环泵6、第四三通旋塞阀7、第五三通旋塞阀8，在低温冷凝器9内与高温高压制冷剂换热热量，得到高温热水，经第六三通旋塞阀11，进入多效膜蒸馏再生装置12的热水通道
①
将热量传递给通道溶液通道1
②
。完成热量传递之后，关闭第三三通旋塞阀13至第二三通旋塞阀4段通路，使热水经过第二回水水泵回到蓄热水箱3。
38.来自稀溶液储蓄罐15的稀溶液在得到加热后通过溶液通道1
②
由接下来的溶液蠕动泵第二溶液蠕动泵17、第三溶液蠕动泵19、第四溶液蠕动泵22，同时膜所渗透蒸汽来到蒸汽通道1
③
，并通过接下来的蒸汽循环泵18，经过多效换热的高温蒸汽在空气冷却器21冷却排出，四通换向阀23处于同时连接高温冷凝器36出口和低温冷凝器入口，以及低温冷凝器9出口和节流装置24入口的状态，在热泵循环回路中高温冷凝器36中的高温高压冷剂蒸汽直接经过四通换向阀23来到低温冷凝器9进一步放热，并在节流装置24中降压，得到低温低压冷剂。使蒸发器内的液态制冷剂在要求的低压下蒸发,对完成浓缩再生的溶液进行冷却，得
到除湿能力更强的低温浓溶液。
39.关闭第八三通旋塞,26至浓溶液储蓄罐27段通路，从而令多效膜蒸馏再生装置12中所浓缩再生的溶液进入第九三通旋塞阀31，同时控制第九三通旋塞阀31，关闭第九三通旋塞阀31至第八三通旋塞阀26段通路，使得浓溶液储蓄罐27在第五溶液蠕动泵30的作用下与多效膜蒸馏再生装置12中所浓缩再生的溶液合流，在第六溶液蠕动泵32的作用下泵入中空纤维膜溶液除湿器34。
40.最后在中空纤维膜溶液除湿器34对气体进行干燥处理，由第一风机35输送至高温冷凝器36一侧，在高温冷凝器36中低温干燥气体和高温高压制冷剂蒸汽进行换热，得到高温干燥气体，高温干燥气体在干燥装置37内对物料加工，降低物料含湿度，得到高温高湿气体。之后由第二风机38将高温高湿气体排出，经中空纤维膜溶液除湿器34回风口进入管壳，进行再一次除湿，如此循环往复；系统循环泵、回水水泵、压缩机、风机等用电装置皆由蓄电装置39所驱动。而太阳辐射较弱时，pv/t集热板1集热量并不足以满足系统运行所需，由电热储蓄装置供能。在极为特殊的情况下，无太阳辐射接近零。系统的供能完全来自储能装置蓄热水箱3、浓溶液储蓄罐27、蓄电装置39。
41.本技术中系统循环泵、回水水泵、压缩机、风机、pv/t集热板、三通旋塞阀均为现有技术中可以采购的市场销售产品。
42.以上所述仅是本发明的优选方式，而非限制性的，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，甚至等效，这些改进和润饰也应该视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备，其特征是，它包括：太阳能光伏光热一体化系统(a)、溶液循环在生系统(b)、双冷凝热泵循环系统(c)、膜法除湿干燥系统(d)；所述的太阳能光伏光热一体化系统(a)包括：pv/t集热板(1)、第一三通旋塞阀(2)、蓄热水箱(3)、第二三通旋塞阀(4)、第一回水水泵(5)、第一循环泵(6)、第四三通旋塞阀(7)、第三三通旋塞阀(13)、第二回水水泵(14)、蓄电装置(39)，所述的pv/t集热板(1)与蓄热水箱(3)间通过管路连接构成闭合回路，在所述的pv/t集热板(1)与蓄热水箱(3)间一端连接管路上设置第一三通旋塞阀(2)，所述的蓄热水箱(3)、第一循环泵(6)、第四三通旋塞阀(7)和第一三通旋塞阀(2)依次通过管路连接构成闭合回路，在所述的pv/t集热板(1)与蓄热水箱(3)间另一端连接管路上设置第二三通旋塞阀(4)，在所述的pv/t集热板(1)与第二三通旋塞阀(4)间连接管路上设置第一回水水泵(5)，所述的蓄热水箱(3)、第三三通旋塞阀(13)、第二回水水泵(14)和第二三通旋塞阀(4)依次通过管路连接构成闭合回路，所述的pv/t集热板(1)与蓄电装置(39)电连接；所述的溶液循环在生系统(b)包括：第五三通旋塞阀(8)、第二循环泵(10)、第六三通旋塞阀(11)、多效膜蒸馏再生装置(12)、稀溶液储蓄罐(15)、第一溶液蠕动泵(16)、第二溶液蠕动泵(17)、蒸汽循环泵(18)、第三溶液蠕动泵(19)、第七三通旋塞阀(20)、空气冷却器(21)、第四溶液蠕动泵(22)、第八三通旋塞阀(26)、浓溶液储蓄罐(27)、第七溶液蠕动泵(28)、第五溶液蠕动泵(30)、第七三通旋塞阀(31)、第六溶液蠕动泵(32)、中空纤维膜溶液除湿器(34)，所述的多效膜蒸馏再生装置(12)自左向右依次设置热水通道(12.1)、第一溶液通道(12.2)、第一蒸汽通道(12.3)、第二溶液通道(12.4)、第二蒸汽通道(12.5)、第三溶液通道(12.6)、第三蒸汽通道(12.7)，在所述第一溶液通道(12.2)与第二溶液通道(12.4)连接管路上设置第二溶液蠕动泵(17)，在所述第一蒸汽通道(12.3)与第二蒸汽通道(12.5)连接管路上设置蒸汽循环泵(18)，在所述第二溶液通道(12.4)与第三溶液通道(12.6)连接管路上设置第三溶液蠕动泵(19)，在所述第二蒸汽通道(12.5)与第三蒸汽通道(12.7)连接管路上设置第七三通旋塞阀(20)，在所述第五三通旋塞阀(8)与第六三通旋塞阀(11)连接管路上设置第二循环泵(10)，所述的第六三通旋塞阀(11)与热水通道(12.1)通过管路连接，在所述中空纤维膜溶液除湿器(34)与热水通道(12.1)连接管路上依次设置第七溶液蠕动泵(28)、空气冷却器(21)、稀溶液储蓄罐(15)和第一溶液蠕动泵(16)，所述的空气冷却器(21)与第七三通旋塞阀(20)管路连接，所述的浓溶液储蓄罐(27)、第五溶液蠕动泵(30)、第七三通旋塞阀(31)和第八三通旋塞阀(26)依次通过管路连接，在所述的中空纤维膜溶液除湿器(34)与第七三通旋塞阀(31)间连接管路上设置第六溶液蠕动泵(32)；所述的双冷凝热泵循环系统(c)包括：低温冷凝器(9)、四通换向阀(23)、节流装置(24)、蒸发器(25)、压缩机(33)、高温冷凝器(36)，在所述的低温冷凝器(9)与节流装置(24)间连接管路上设置四通换向阀(23)，所述的节流装置(24)与蒸发器(25)间管路连接，在所述蒸发器(25)与高温冷凝器(36)间连接管路上设置压缩机(33)，在所述高温冷凝器(36)与低温冷凝器(9)间连接管路上设置四通换向阀(23)；所述的膜法除湿干燥系统(d)包括：第三风机(29)、第一风机(35)、干燥装置(37)、第二风机(38)，在所述干燥装置(37)的出口管路上依次设置第二风机(38)和第三风机(29)，在所述干燥装置(37)的出口管路上设置第一风机(35)；所述的第四三通旋塞阀(7)、第五三通旋塞阀(8)和低温冷凝器(9)依次管路连接，所述
的低温冷凝器(9)与第六三通旋塞阀(11)管路连接，所述的第三三通旋塞阀(13)与热水通道(12.1)管路连接，所述的蒸发器(25)与第八三通旋塞阀(26)管路连接，所述的中空纤维膜溶液除湿器(34)与干燥装置(37)通过管路连接构成闭合回路，在所述干燥装置(37)与第一风机(35)间管路内设置高温冷凝器(36)。2.根据权利要求1所述的一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备，其特征是，在所述的太阳能光伏光热一体化系统(a)、溶液循环在生系统(b)、双冷凝热泵循环系统(c)、膜法除湿干燥系统(d)内分别设置：太阳能光伏光热一体化系统供电箱(40)、溶液循环在生系统供电箱(42)、双冷凝热泵循环系统供电箱(41)、膜法除湿干燥系统供电箱(43)，所述的蓄电装置(39)分别电连接太阳能光伏光热一体化系统供电箱(40)、溶液循环在生系统供电箱(42)、双冷凝热泵循环系统供电箱(41)、膜法除湿干燥系统供电箱(43)。3.根据权利要求1所述的一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备，其特征是，所述的低温冷凝器(9)为水冷换热器，空气冷却器(21)为气液换热器，高温冷凝器(36)为风冷换热器。4.根据权利要求1所述的一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备，其特征是，所述的多效膜蒸馏再生装置(12)中的膜为聚烯烃类膜、聚酯类膜或聚酰亚胺类膜。5.根据权利要求1所述的一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备，其特征是，所述的中空纤维膜溶液除湿器(34)中的膜为聚烯烃类膜、聚酯类膜或聚酰亚胺类膜。6.根据权利要求1所述的一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备，其特征是，在所述中空纤维膜溶液除湿器(34)中设置湿溶液为离子溶液，溴化锂、氯化锂单一盐溶液或其混合盐溶液。

技术总结
本发明一种基于膜法除湿及再生多能互补的干燥装备，它包括：太阳能、光伏、光热一体化系统、溶液循环在生系统、双冷凝热泵循环系统、膜法除湿干燥系统，为太阳能为主多能互补膜法除湿干燥系统，对空气进行等温降湿，将高温蒸汽进行余热回收，将高温水热量进行高效利用，多效膜蒸馏再生装置及蒸发器实现低能耗溶液再生，热量梯级利用，完成溶液除湿的高效循环，高低温冷凝器将部分冷凝热量传递给干燥空气，提高干燥质量，减小循环过程中热损能耗，提高能量利用率，闭式溶液循环杜绝液滴对生产材料腐蚀，延长设备使用寿命。延长设备使用寿命。延长设备使用寿命。


技术研发人员：苏伟 芦志飞 马东旭 赵振尧 王新 刘佩 冯玉瑾 张浩 张鑫 郑双
受保护的技术使用者：东北电力大学
技术研发日：2021.11.23
技术公布日：2022/3/7