一种自适应热电转换的工业废气能源回收方法及系统与流程

本发明涉及热电转换领域，具体是一种自适应热电转换的工业废气能源回收方法及系统。

背景技术：

1、在各种类型的工业生产当中加热炉都是一种常见的设备，主要用于对各种类型的原材料进行加热，以方便对原材料进行处理，在加热炉对原料进行加热的过程中会产生含有大量热量的烟气和冷却水，其直接排放会造成大量的能源浪费，为了对烟气和冷却水中的热量进行再利用，现有技术一般采用回收余热进行发电的方法。

2、现有的工业废气能源回收方法具体可以参考申请号为：cn200510032955.6的中国发明专利，一种将废气转化为能源循环利用的工业有机废气的净化处理方法，该方法包括如下步骤：a、将工业废气由除尘装置进行至少一次除尘；b、除尘后的工业废气由一个旋转分离装置进行吸附分离，将工业废气中的有机废物分离出来，分离后的洁净空气由排放口排出；c、对吸附到分离装置的有机废物进行解吸，解吸后的高浓度废气送入催化净化装置进行催化净化后生成二氧化碳和水；d、催化净化装置产生的热量一部分由自身循环使用，另一部分则送到另一个热交换器，用作工业生产中或净化处理过程中的热源。本发明在对工业有机废气进行净化的同时，能够将污染物转化为能源加以回收，用于补偿废气预热所需的能源，因而能够大量节约能源，且净化过程中无二次污染，净化率高。

3、现有技术中的方法虽然能够在一定程度上对工业废气的热量进行回收，但仍然存在着较多的热量被浪费的情况，进而导致的工业生产中的能量消耗增加，企业利润降低的情况；因此，针对上述问题提出一种自适应热电转换的工业废气能源回收方法及系统。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，现有技术中的方法虽然能够在一定程度上对工业废气的热量进行回收，但仍然存在着较多的热量被浪费的情况，进而导致的工业生产中的能量消耗增加，企业利润降低的情况的问题，本发明提出一种自适应热电转换的工业废气能源回收方法及系统。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种自适应热电转换的工业废气能源回收系统，包括加热炉、余热锅炉、热电转换器、汽轮发电机组、蓄电池模块、凝结器、蓄水箱和水处理模块；

3、所述加热炉通过管道与余热锅炉连接，所述余热锅炉的蒸汽出口与汽轮发电机组通过管道进行连接，所述加热炉与余热锅炉连接的管道外侧和余热锅炉的蒸汽出口与汽轮发电机组之间连接的管道的外侧皆设置有热电转换器，所述热电转换器与蓄电池模块通过导线连接，所述汽轮发电机组的出水口凝结器连接，所述凝结器通过管道与蓄水箱连接，所述蓄水箱与水处理模块连接。

4、优选的，所述余热锅炉包括外壳、高压过热器、蒸发器、汽包、汽水分离器、烟囱和省煤器，所述加热炉排出的烟气通过管道进入至余热锅炉的内部，流经高压过热器、两组蒸发器和省煤器，最后排入烟囱。

5、优选的，所述外壳内部靠近底端的位置处安装有高压过热器，所述高压过热器与蒸汽排出管连接，且高压过热器通过管路与汽包连接，所述外壳内部靠近中心的位置处设置有两组蒸发器，所述蒸发器通过管路与省煤器和汽包连接，所述外壳内部靠近顶端的位置处设置有省煤器，所述省煤器与进水管连接，且省煤器通过管路与汽包连接，所述外壳的底端连接有烟气进管，所述外壳的顶端安装有烟囱，所述外壳的一侧设置有汽包，所述汽包的内部安装有汽水分离器。

6、优选的，所述加热炉排出的给水通过管道进入至余热锅炉，给水首先进入省煤器，然后进入至汽包并沿着余热锅炉内部的管道进入至蒸发器，转变为汽水混合物，通过汽水分离器将汽水混合物分离为蒸汽和水，水通过管路重新进入省煤器进行循环，蒸汽继续进入至高压过热器转变为高压过热蒸汽，高压过热蒸汽通过管道输送至汽轮发电机组。

7、优选的，所述蓄水箱的外侧设置有多组热电转换器，多组所述热电转换器均与蓄电池模块通过导线连接，所述蓄电池模块采用磷酸铁锂电池。

8、优选的，所述蓄水箱采用314不锈钢材质，所述设置在蓄水箱的热电转换器的外侧设置有岩棉保温板，所述岩棉保温板将蓄水箱整体包覆在内。

9、优选的，一种自适应热电转换的工业废气能源回收方法，该方法包含以下步骤：

10、s1：加热炉将烟气和给水通过两根不同的管道传输至余热锅炉的内部；

11、s2：管道被烟气和给水所加热，使设置在管道外侧的热电转换器受热，产生电能，并通过导线将产生的电能传输至蓄电池组；

12、s3：通过余热锅炉对烟气和给水进行处理，产生高压过热蒸汽；

13、s4：高压过热蒸汽通过管道传输至汽轮发电机组的同时使设置在管道外侧的热电转换器受热，产生电能，并通过导线将产生的电能传输至蓄电池组；

14、s5：将余热锅炉所产生高压过热蒸汽通过管道传输至汽轮发电机组，驱动汽轮发电机组做功发电，将加热炉所产生的废热转化为电能；

15、s6：驱动汽轮发电机组的高压过热蒸汽冷却后通过凝结器冷却为冷却水；

16、s7：冷却水通过管路进入至蓄水箱，将蓄水箱整体加热，并使蓄水箱外侧的热电转换器受热，产生电能，并通过导线将产生的电能传输至蓄电池组；

17、s8：通过水处理模块对蓄水箱内部的冷却水进行处理，降低冷却水的硬度和含盐量。

18、优选的，所述s2和s4具体为管道在对烟气和给水或高压过热蒸汽进行传输的过程中管道整体被烟气和给水或高压过热蒸汽所加热，使设置在管道外侧的热电转换器的一端受热，并向温度较低的另一端释放热量，形成温差，通过第一热电效应产生电势，并通过导线将产生的电能传输至蓄电池组。

19、优选的，所述s3具体为以下步骤：

20、a1：输送至余热锅炉烟气由余热锅炉的底端释放，通过烟气自身所携带的热量对按顺序对高压过热器、蒸发器和省煤器进行加热；

21、a2：加热炉排出的给水首先进入省煤器，给水在省煤器内吸收热量使水温上升到略低于汽包压力下的饱和温度，此时给水离开省煤器进入汽包；

22、a3：进入汽包的给水与汽包内的饱和水混合后，沿着下降管路分别进入两组蒸发器；

23、a4：进入蒸发器内部的给水吸收热量部分转变为蒸汽，形成汽水混合物，此时汽水混合物进入汽包内部；

24、a5：通过汽包内部的汽水分离器将汽水混合物分离为蒸汽和水，蒸汽通过管路进入至高压过热器吸收热量成为高压过热蒸汽，高压过热蒸汽通过管路进入至汽轮发电机组。

25、优选的，所述s7具体为冷却水在经过凝结器冷却后仍具有一定的热能，大量的冷却水储存在蓄水箱的内部并通过蓄水箱外侧的设置的岩棉保温板延缓蓄水箱内的冷却水冷却的速度，使蓄水箱始终保持一个较高的温度，从而对热电转换器的一端进行加热，形成电势，并通过导线将电能传输至蓄电池模块进行储存。

26、本发明的有益之处在于：

27、1.本发明通过该工业废气的能源回收系统的结构设计，实现了对工业产生中常用的加热炉所产生的废气和冷却水中的热量进行回收的功能，解决了现有技术中的方法虽然能够在一定程度上对工业废气的热量进行回收，但仍然存在着较多的热量被浪费的情况，进而导致的工业生产中的能量消耗增加，企业利润降低的情况的问题，提高了能源的利用率，降低了能源浪费的情况，有效的降低了企业的能源成本；

28、2.本发明通过该工业废气的能源回收方法，实现了将热电转换与常规的采用余热锅炉对废气和冷却水的热量进行再利用的方式进行结合的功能，进一步尽可能的回收了废气和冷却水中的热量，降低了企业在生产过程当中的能量消耗。