一种利用工厂废气、废液余热的热电材料发电装置的供热系统的制作方法

文档序号:14522247阅读:266来源:国知局

本发明涉及发电技术,特别涉及热电材料(半导体)温差发电技术,即从低温工业余热中提取供温差热电材料发电的热源,具体涉及一种利用工厂废气、废液余热的热电材料发电装置的供热系统。



背景技术:

制造业和加工业在生产过程中产生了大量的工业余热,其中的高温余热资源由于其利用技术易于实现,且大多数都已经实现回收利用,但60-225℃之间的低温余热由于品位低,技术不够成熟和经济性较差,工业企业回收应用的积极性并不高,大量的低温余热资源未能被有效利用,随固态、液态和气态介质排放到环境中。据2013年国家统计年鉴的分析,工业领域中225℃以下低温余热约占全社会总能耗的14.2%,钢铁、石化及化工等重点耗能行业均存在大量未被利用的低温余热资源,如宝钢宝山园区低温余热资源有134万吨标煤/年。低品位余热和废热的回收利用具有减轻环境污染和改善能源紧缺的重要经济效益和社会效益,废热的回收和利用成为发展中国家和发达国家热门研究课题,低温余热发电是该领域的重要课题之一。

国外发达国家大力推进低温余热利用的研究,如日本东京发电公司于1984年制作了工业余热发电的温差发电机组;1991年,日本大阪大学与英国威尔士大学合作研究大规模利用工业低温余热产生兆瓦级电功率的项目,以钢铁厂98℃的循环水为热源/25℃的冷却水为冷源,整个循环温差接近70℃,效应在8%~10%之间;2003年,美国能源部公布了“工业废热温差发电用先进热电材料”资助项目,针对冶金炉等工业高温炉的废热发电以降低能耗;而我国的低品位余热和废热的回收利用还处在起步阶段。

因此,深入研究低品位余热和废热的回收利用技术,尤其是回收工业60-225℃间的大量低温余热,无疑具有巨大的节能潜力和环保效应。半导体温差发电技术利用温差电效应可将热能转换为电能,具有清洁、高效、稳定性好、无噪音污染和减少有害物排放等优点,符合绿色环保的要求,在低品位热源的利用上具有极大的优势和应用前景。但热电材料(半导体)温差发电装备需要从工业余热中提取热源,由于低品位热源大多附着在腐蚀性、含尘介质上,不能直接被热电材料发电装置利用。



技术实现要素:

本发明提供一种利用工厂废气、废液余热的热电材料发电装置的供热系统,以解决因余热介质具有腐蚀性、含过量烟尘或温度过高而不能被热电材料发电装置直接利用发电的问题。

本发明的技术方案如下:

一种利用工厂废气、废液余热的热电材料发电装置的供热系统,包括换热器和热电材料发电装置,其中,循环介质在由所述的换热器与所述的热电材料发电装置形成的闭合管路中循环流动,余热介质经输入管道送至所述的换热器内,与流经所述的换热器内的循环介质持续地发生热交换,以得到适宜所述的热电材料发电装置发电温差的循环介质。

优选为,在所述的输入管道上设有提供输送余热介质动力的介质风机或介质泵,且在所述的换热器上还设有排出经热交换后的余热介质排出管道。

优选为,在所述的闭合管路上设有提供循环动力的循环介质风机或循环介质泵。

优选为,所述的循环介质风机或循环介质泵设于远离所述的热电材料发电装置的所述的换热器的一侧。

优选为,在所述的闭合管路上还设有安全泄压阀。

优选为,所述的闭合管路包括金属硬管段和耐温软管段,其中,所述的金属硬管段设于所述的热电材料发电装置的两端,其余由所述的耐温软管段连接形成所述的闭合管路。

优选为,所述的安全泄压阀设于远离所述的换热器的所述的金属硬管段上。

优选为,所述的循环介质为空气、氢气或氮气等气体;或者水或有机工质等液体。

优选为,所述的换热器为间壁式换热器、板式换热器、管式换热器或板管复合式换热器。

与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

本发明的一种利用工厂废气、废液余热的热电材料发电装置的供热系统,巧妙地设计了两条供循环介质和余热介质流动的管路,并在需将余热介质的余热传递给循环介质的指导下和结合换热器的结构特点,使得循环介质持续地与余热介质发生热交换,从而解决了余热介质不能直接被热电材料发电装置利用发电的问题,具体而言:循环介质在由换热器与热电材料发电装置形成的闭合管路中循环流动,使得其与送至换热器的余热介质持续地被加热,以得到一个适宜热电材料发电装置发电的温差,形成稳定高质的供热系统,并如此往复循环。

此外,由于我国采用热电材料发电装备利用工业低温余热的工作处于起步阶段,现又存有大量低温余热待开发,因此,本发明具有很好的应用前景。

附图说明

图1为本发明的一种利用工厂废气、废液余热的热电材料发电装置的供热系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应该理解,这些实施例仅用于说明本发明,而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。

为了更好的说明本发明,下方结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1所示,本发明的一种利用工厂废气、废液余热的热电材料发电装置的供热系统,包括换热器2和热电材料发电装置,其中,循环介质10在由所述的换热器2与所述的热电材料发电装置形成的闭合管路中循环流动,余热介质经输入管道7送至所述的换热器2内,与流经所述的换热器2内的循环介质10持续地发生热交换,以得到适宜所述的热电材料发电装置发电温差的循环介质10。

在本发明的一个具体实施例中,在所述的输入管道7上设有提供输送余热介质动力的介质风机(泵)8,使得余热介质源源不断地通入换热器2内,在换热器2内与流经换热器2的循环介质发生热交换,循环介质持续不断吸收余热介质的余热,保证循环介质的温度,以此在热电材料发电装置中形成适宜发电的温差,且在所述的换热器2上还设有排出经热交换后的余热介质排出管道9。

在该实施例中,还可在所述的闭合管路上设有提供循环动力的循环介质风机(泵)1,即循环介质10可在闭合管路上循环流动,在换热器2处吸收余热和在热电材料发电装置处供发电。

进一步,所述的循环介质风机(泵)1设于远离所述的热电材料发电装置的所述的换热器2的一侧。

继续前任一实施例,还可在所述的闭合管路上还设有安全泄压阀6。

在本发明的又一实施例中,所述的闭合管路包括金属硬管段4和耐温软管段5,其中,所述的金属硬管段4设于所述的热电材料发电装置的两端,其余由所述的耐温软管段5连接形成所述的闭合管路。

进一步,所述的安全泄压阀6设于远离所述的换热器2的所述的金属硬管段4上。

所述的循环介质10为空气、氢气或氮气等气体;或者水或有机工质等液体。

所述的换热器2为间壁式换热器、板式换热器、管式换热器或板管复合式换热器,具体根据余热介质和循环介质的形态进行选择。

本发明的一种利用工厂废气、废液余热的热电材料发电装置的供热系统,启动余热介质风机(泵)8和循环介质风机(泵)1,余热介质和循环介质10在换热器2中换热,将循环介质10加热至热电材料发电装置需要温度,利用后的余热介质通过排出管道9排放;循环介质通过换热器2、耐温软管5、金属硬管4、热电材料发电装置工作发电、耐温软管5、再通过循环风机(泵)1输送到换热器2内加热至所需温度,如此循环往复,形成对热电材料发电装置稳定高质的供热。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1