一种冶炼烟气余热温差发电系统的制作方法

专利检索2025-09-14  3


本技术属于半导体温差发电,特别涉及一种冶炼烟气余热温差发电系统。


背景技术:

1、在有色冶金行业的余热资源中,烟气余热资源占可利用余热资源的80%,其中温度高于1000℃的高温烟余热占总烟气余热的52%,而温度在600-1000℃之间的中高温烟气余热和温度低于600℃的中低温烟气余热分别占总烟气余热的26%和22%。

2、综上,有色冶金烟气中高温烟气的余热占一半左右,其余热回收价值很乐观。而余下的余热资源中中高温和中低温烟气余热各占一半左右,其也占有相当的份额,不容小视。同时,低温烟气余热大部分是难以回收的,因此开发利用烟气余热,特别是中、高温烟气余热资源有很大价值。

3、目前余热锅炉是以各种工业生产过程中所产生的余热(如烟气余热、化学反应余热、可燃废气余热、高温产品余热等)为热源,吸取其热量后产生一定压力和温度的蒸汽或热水的换热设备。余热锅炉是余热回收利用的重要设备之一,其对提高能源利用率、节约燃料消耗起着十分重要的作用。但是,余热锅炉需要将热源转化为机械能在转化成电能,转化过程能源损失,设备投资较大,维护不方便。需要进一步简化余热利用途径,其温差发电就是利用两种不同热电材料组成的热电偶,在不同温度下产生电势差和热流,从而将温差转化为电能的过程。这种技术的优点在于可以直接将热能转化为电能,同时也可以实现在低温差下的高效率发电。因此,它在节能减排、环保和可再生能源方面具有广泛的应用前景。温差发电技术具有无噪音、低维护、寿命长、环保等特点,在低功率领域应用广泛,如无线传感器、智能卡、微型发电机等。因此本领域亟需一种冶炼烟气余热发电系统替代余热锅炉,实现冶炼烟气余热资源资源化利用。


技术实现思路

1、为了克服上述问题,本实用新型提供一种冶炼烟气余热温差发电系统;将有色矿山金属冶炼烟气余热采用集中式管道进行温差发电;本实用新型采用半导体温差发电原理,使冶炼烟气余热实现高温冶炼烟气资源化利用,并降低热能浪费。

2、一种冶炼烟气余热温差发电系统,包括高温烟道1、鼓风机2、除尘器3、低温水泵4、温差发电机5、烟气吸收装置6、控制与逆变一体机7和储能电池8;其中所述温差发电机5包括保温机壳51、低温集束水管52、半导体温差发电管53和输出电极54,其中保温机壳51的顶底部分别开设有高温烟气出口512和高温烟气进口511,保温机壳51内部设有低温集束水管52,低温集束水管52外部套置有半导体温差发电管53,输出电极54贯穿保温机壳51与半导体温差发电管53连接;高温烟道1通过鼓风机2与除尘器3的进气口连通,除尘器3的出气口与温差发电机5的高温烟气进口511连通,低温水泵4与低温集束水管52的进水口连通,低温集束水管52的出水口与外部连通,温差发电机5的高温烟气出口512与烟气吸收装置6连通,输出电极54与控制与逆变一体机7连接,控制与逆变一体机7和储能电池8连接。

3、所述低温集束水管52包括进水分布器521、集束管522和出水分布器523,其中出水分布器523和进水分布器521分别从上下两端穿入保温机壳51内,并固定在保温壳体51上,出水分布器523和进水分布器521之间设有多个集束管522,其中集束管522顶部与出水分布器523连通,底部与进水分布器521连通。

4、所述半导体温差发电管53包括外部套管531、半导体温差发电片532,其中半导体温差发电片532设置在外部套管531内,外部套管531套置在集束管522外部。

5、所述输出电极54贯穿保温机壳51与半导体温差发电管53的半导体温差发电片532连接。

6、本实用新型的有益效果:

7、本实用新型充分利用高温冶炼烟气余热发电实现了资源的绿色利用,并减少高温气体的排放,作为替代风能、水流、太阳能发电的又一工程应用的温差发电,为企业节省能源同时实现自主的电力供应,该技术对于冶炼企业有着积极推广的市场价值。



技术特征:

1.一种冶炼烟气余热温差发电系统,其特征在于,包括高温烟道(1)、鼓风机(2)、除尘器(3)、低温水泵(4)、温差发电机(5)、烟气吸收装置(6)、控制与逆变一体机(7)和储能电池(8);其中所述温差发电机(5)包括保温机壳(51)、低温集束水管(52)、半导体温差发电管(53)和输出电极(54),其中保温机壳(51)的顶底部分别开设有高温烟气出口(512)和高温烟气进口(511),保温机壳(51)内部设有低温集束水管(52),低温集束水管(52)外部套置有半导体温差发电管(53),输出电极(54)贯穿保温机壳(51)与半导体温差发电管(53)连接;高温烟道(1)通过鼓风机(2)与除尘器(3)的进气口连通,除尘器(3)的出气口与温差发电机(5)的高温烟气进口(511)连通,低温水泵(4)与低温集束水管(52)的进水口连通,低温集束水管(52)的出水口与外部连通,温差发电机(5)的高温烟气出口(512)与烟气吸收装置(6)连通,输出电极(54)与控制与逆变一体机(7)连接,控制与逆变一体机(7)和储能电池(8)连接。

2.根据权利要求1所述的一种冶炼烟气余热温差发电系统,其特征在于,所述低温集束水管(52)包括进水分布器(521)、集束管(522)和出水分布器(523),其中出水分布器(523)和进水分布器(521)分别从上下两端穿入保温机壳(51)内,并固定在保温机壳(51)上,出水分布器(523)和进水分布器(521)之间设有多个集束管(522),其中集束管(522)顶部与出水分布器(523)连通,底部与进水分布器(521)连通。

3.根据权利要求2所述的一种冶炼烟气余热温差发电系统,其特征在于,所述半导体温差发电管(53)包括外部套管(531)、半导体温差发电片(532),其中半导体温差发电片(532)设置在外部套管(531)内,外部套管(531)套置在集束管(522)外部。

4.根据权利要求3所述的一种冶炼烟气余热温差发电系统,其特征在于,所述输出电极(54)贯穿保温机壳(51)与半导体温差发电管(53)的半导体温差发电片(532)连接。


技术总结
本技术属于半导体温差发电技术领域,特别涉及一种冶炼烟气余热温差发电系统;其中所述温差发电机包括保温机壳、低温集束水管、半导体温差发电管和输出电极,其中保温机壳顶底部分别开设有高温烟气出口和高温烟气进口,保温机壳内部设有低温集束水管,其外部套置有半导体温差发电管,输出电极与半导体温差发电管连接;高温烟道通过鼓风机与除尘器连通,除尘器与高温烟气进口连通,低温水泵与低温集束水管连通,高温烟气出口与烟气吸收装置连通,输出电极与控制与逆变一体机连接,控制与逆变一体机和储能电池连接;本技术采用半导体温差发电原理,使冶炼烟气余热实现高温冶炼烟气资源化利用,并降低热能浪费。

技术研发人员:丁成,庞亿
受保护的技术使用者:长春黄金研究院有限公司
技术研发日:20231007
技术公布日:2024/5/29
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