[发明专利]一种基于废热烟气热利用的蓄热装置

说明书

技术领域

本发明涉及蓄热材料，特别是涉及一种基于废热烟气热利用的蓄热装置。

背景技术

能源是人类社会耐以生存和发展的物质基础，目前我国消耗的能源主要来自于煤炭、石油、天然气等不可再生矿物能源。随着我国社会和经济的进一步发展，对能源的需求不断增长。构建稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系面临着重大挑战。我国每年大量的钢铁厂、水泥厂、发电厂等高能耗企业，每年消耗大量能源，产生大量废弃热气，由于目前技术限制，导致大量热能未能经充分利用而直接排放到大气中，造成能源浪费。据2010年的统计数据表明，工业余热资源最高约占其燃料总热量的67％，其中可回收率达60％，而我国余热资源的整体利用率较低，大型钢铁企业余热利用率约在30～50％左右，其他企业更低，可见工业余热资源利用率的提升空间很大。可见余热回收是我国能源战略的重大需求，具有较大的经济效益，对我国的经济发展、社会进步和国家能源安全具有重要意义。

但是，工业余热资源利用存在间歇性和不稳定性的问题，严重阻碍了有关技术的推广和应用。采用储热技术可缓解热能供求在时间上，强度上和空间上不匹配的矛盾，是热能系统优化运行的重要手段。目前中高温用储热材料主要为熔融盐(硝酸盐等)，但熔融盐有一个较大明显的缺陷，就是其具有较强的腐蚀能力，在使用过程中，对热交换管道和附属设备有极大的腐蚀性，导致设备更换频繁，由此增加了电厂的运营成本，也降低了蓄热系统的安全性和稳定性。为了降低熔融盐对设备的腐蚀，目前通常采用胶囊化，即将蓄热材料制成胶囊，外部主要采用为高分子材料。但是其存在制备工艺复杂，若其中少数胶囊出现破损，容易导致熔盐泄漏，损坏设备。

文献1(邹光龙，微胶囊型聚脲包覆石蜡储热材料，2004年硕士论文，中国科学院研究生院(大连化学物理研究所))研究了由异氰酸酯与胺反应生成聚脲囊壁包裹石蜡是一种制备微胶囊化石蜡相变储热材料快速、可行的途径。文献2(徐超等，固体储热介质太阳能高温储热，系统申请号：CN201010561113.0)研究了一种固体储热介质太阳能高温储热系统，包括多个平板型储热模块，多个储热模块平行层叠堆积，相互之间绝热。储热模块内有供换热流体流动的管道，管道和储热模块之间的空间填充有固体储热介质。每个储热模块外有与模块内管道连通的换热流体进口管和出口管。所有相邻储热模块的换热流体的进口管和出口管串联连接，组成串联布置的储热系统。储热模块内的换热流体管道多层分布、逆流布置。所述的固体储热介质内嵌有强化传热单元。该发明可用于太阳能中高温热发电及其它中高温热利用领域。文献3(刘阳，一种储热装置，申请号：CN201120016134.4)公开了一种储热装 置，包括储热空间、置于所述的储热空间内的储热介质、传热输入装置、换热输出装置和位于所述储热空间外部的保温结构，所述储热空间由多层串联的储热空间单元和每层储热空间单元之间布置的隔热层组成；所述传热输入装置和换热输出装置在所述的储热空间内完成热传和热换，在储热装置的顶部和底部实施分层输入输出控制。文献4(杨茂华，基于热泵回收余热及采用蓄热装置的余热回收系统，申请号：CN201220483158.5)发明了一种基于热泵回收余热及采用蓄热装置的余热回收系统。文献5(林皓，太阳能中温相变蓄热装置，申请号：CN201120140576.X)发明了一种太阳能中温相变蓄热装置，由太阳能蒸汽集热器和贮水式相变蓄热容器组成，太阳能蒸汽集热器由真空集热管和与集热管配合连接的联集盒组成，其特征在于集热管两端的水平误差小于正负35毫米；集热管管口含有挡水物体；联集盒含有一根与外部贮水式相变蓄热容器内换热器连通的蒸汽管；贮水式相变蓄热容器内含有相变蓄热球。该实用新型的有益效果：集热管水平布置使集热管沿轴心线各部分的状态和性能一致，缩短集热管受热区域与存水之间距离，还可不用毛细材料提水而直接依靠内玻璃管传热。挡水物体使联集盒倾斜布置时集热管能正常进水并留存水。贮水式蓄热可以储存热能充分利用太阳能并可实现均衡。文献6(DEUTSCH ZENTR LUFT&RAUMFAHR，Heat accumulator system,useful for storing heat using heat accumulator medium,comprises storage device,fluid feed device for supplying heat transfer fluid from heat transfer device to storage device to load storage device with heat，申请号：DE20111053349)发明了一个热转换蓄热循环装置，其装置包括两个储存部分，一部分为传热流体，一部为储热介质，通过两者的相对流动进行储热、放热。文献7(HUNG TSENG-TUNG，HEAT STORAGE DEVICE，申请号：JP2011278468)发明了一种储热装置，其利用回收废弃物制成储热材料和储热管道。文献8(HUNG TSENG-TUNG，Heat storage device，申请号：AU2012200051A)发明了一种储热装置，其由储热罐和储热单元组成，其储热材料可以是金属、砂子和碎石等。