[发明专利]一种工业废热高效转化与自供能除污一体化系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种一体化系统，具体涉及一种工业废热高效转化与自供能除污一体化系统，属于工业废水处理领域。

背景技术

目前，工业废热水的利用和处理工艺较为粗糙。在余热利用方面，使用较为广泛的换热技术传热效果差，能源利用率较低，因此经济效益较低。在低压电解废水中重金属离子方面，电解工艺耗能巨大；所需电压较低，电力转换过程中消耗电能较多；高温污水会降低电解设备的寿命和稳定性。因此，在该领域亟需能够提高热能利用效率、减少电能耗费、系统稳定性较高的工业废热水处理利用技术。

发明内容

本发明为解决现有工业废热水处理系统耗能大、经济效益低，且会降低电解设备寿命和稳定性的问题，提出一种工业废热高效转化与自供能除污一体化系统。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括发电装置和电解装置，所述发电装置的电流输出端与所述电解装置的电流输入端连接，所述发电装置包括发电舱多棱柱形外壳、中心隔热填充物、两个引导管连接件和多个导热带孔翅片，所述电解装置包括进水管、出水管、进水阀、出水阀、两个电解槽和四个管路，发电舱多棱柱形外壳的两端分别设有一个引导管连接件，多个导热带孔翅片并排设置在发电舱多棱柱形外壳内，中心隔热填充物填充在发电舱多棱柱形外壳的中部，两个所述电解槽并排设置，每个所述电解槽的进水口通过一个管路与进水管连接，每个所述电解槽出水口通过一个管路与出水管连接，进水管与两个管路的连接处设有进水阀，出水管与两个管路的连接处设有出水阀，发电舱多棱柱形外壳的一端与进水管连接。

本发明的有益效果是：采用本发明设计的带孔翅片可以有效将废热水及其热量传导至内壁区，有利于保持温差发电片热端的区域高温，提高发电效率；同时，中心隔热填充物增大发电舱发电面积与热水流体积比，并配合翅片有效引导热量传递方向，实现更高效率的热电转换。另外，本发明采用双槽双向开闸结构，利用水位空标传感器和延时器实现双槽缓冲/电解状态的自动切换，保证电解液的流动和静止电解状态的准确转换，完成电解周期的循环。本装置利用两个主装置的机械和电路配合，在物质和能量传送上做到了连贯一致，整体系统不需要外部能量输入，实现了废热利用、能源转换和污水处理的一体化。

附图说明

图1是发电装置的结构示意图，图2是电解装置的结构示意图，图3是导热带孔翅片的部分结构示意图，图4是两个电解槽的控制模块示意图，图5是电解装置的运行循环图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种工业废热高效转化与自供能除污一体化系统包括发电装置和电解装置，所述发电装置的电流输出端与所述电解装置的电流输入端连接，所述发电装置包括发电舱多棱柱形外壳1、中心隔热填充物4、两个引导管连接件2和多个导热带孔翅片3，所述电解装置包括进水管5、出水管6、进水阀7、出水阀8、两个电解槽和四个管路9，发电舱多棱柱形外壳1的两端分别设有一个引导管连接件2，多个导热带孔翅片3并排设置在发电舱多棱柱形外壳1内，中心隔热填充物4填充在发电舱多棱柱形外壳1的中部，两个所述电解槽并排设置，每个所述电解槽的进水口通过一个管路9与进水管5连接，每个所述电解槽出水口通过一个管路9与出水管6连接，进水管5与两个管路9的连接处设有进水阀7，出水管6与两个管路9的连接处设有出水阀8，发电舱多棱柱形外壳1的一端与进水管5连接。

本实施方式中发电舱多棱形外壳棱数取为6-10为佳。为保证单级发电舱进出水口温差为恒定适宜值，本发电舱的底面外接圆直径与舱高比约为5:7(若为多级发电舱，级数较高时舱高可适当增加)。中心隔热填充物直径与舱内径比约为3:5，以实现引导水流和保证适宜流速的目的。发电舱中导热翅片为20mm间隔，厚度2mm。每层翅片完全连接填充物与发电舱内壁，且孔径与孔间隙在向内壁方向上分别渐大和渐小。发电舱内热水流温度总体上随着离中心填充物的距离的增大而逐渐升高，但在紧靠发电舱外壁的区域温度有明显的下降。现象说明，由于翅片和中心隔热填充物的导热导流结构设计，热水中的热量呈现出向管舱外壳内壁处传递的趋势，有助于保持管舱外壳内壁处的区域高温，紧靠外壳内壁的区域由于与管舱外的冷水流维持较高的稳定的冷热温差，热传导得到增强。

本实施方式中发电舱多棱柱形外壳1的外侧壁上贴合温差发电片，每个导热带孔翅片3完全连接中心隔热填充物4与发电舱多棱柱形外壳1的内侧壁，每个导热带孔翅片3上均布设有多个通孔，且通孔的孔径及通孔间的间隙由内至外依次增大。