[实用新型]碳纳米管纤维滤层气体净化与热发电一体化可再生装置及应用其的高温烟气净化装置

说明书

本实用新型公开了一种碳纳米管纤维滤层气体净化与热发电一体化可再生装置及应用其的高温烟气净化装置，再生装置包括：碳纳米管纤维滤层复合型气体净化管芯、热温差双向工作器、传感器系列、调压控制装置、再生装置、智能控制器、整流电路及器件、蓄电池、气体净化缸体、高温固气混合物进口管道、净化气体出口管道、固溶体出口、绝热层，并构成一体化结构；碳纳米管纤维滤层复合型气体净化管芯的外层为碳纳米管纤维滤层，与过渡层和支撑层构成中空结构；具有孔径梯度变化的特征结构；本实用新型装置能够克服均质陶瓷和普通陶瓷分离膜在高温气体净化中面临孔径分布不易控制、过滤速度低、使用寿命较低及抗热震性不高的问题，其气体净化效率得到提高，还能够回收余热发电。

技术领域

本实用新型属于高温固气混合物净化技术领域，涉及高温固气混合物净化与热能回收技术，更具体地涉及一种碳纳米管纤维滤层气体净化与热发电一体化可再生装置。

背景技术

随着工业的快速发展，大量有害工业废料以固气混合物形式的排放，造成了对环境的污染；城市汽车的急速发展，不光对城市交通造成拥堵，也造成大量固气混合物的排放；这些不仅严重影响了人们的心身健康，而且也严重制约了城市建设和工业的进一步发展。现有世界各地的热电厂、工业锅炉窑炉每年排放的烟尘量很大，其中含有许多微细杂质粒子及有害化学物质，这些高温含尘气体的直接排放，不仅会造成严重的环境污染，还会造成大量热能不必要的浪费。对于各种先进的燃煤发电系统，为了实现高效和环保都需要进行高温条件下的气体净化。因此，开展高温含尘气体的净化技术及装置的研究，对于环境保护、节约能源、实现社会的可持续发展具有十分重要的意义。

目前，高温陶瓷过滤技术作为固气混合物的净化重要技术发展较快。但是, 均质多孔陶瓷和普通陶分离膜在高温气体净化中均面临抗热震性不高和过滤速度低的问题。均质多孔陶瓷过滤速度几乎达到工业应用不可忍受的程度，普通陶瓷分离膜也存在分离膜的气孔率一般较低问题，其过滤速度仍不能满足工业应用的要求，且其抗热震性能难以满足高温气体过滤和反吹带来的急冷急热工作条件，因此，需要研制抗热震性能更好、过滤速度更高的高温过滤材料。

当前，如何进一步提高高温固气混合物的净化效率，如何进一步提高高温固气混合物净化装置的再生性能，如何将高温固气混合物的净化过程中的热量收集利用，这些技术问题有待解决。

实用新型内容

针对当前在高温固气混合物净化与热能回收技术发展存在的系列问题，本实用新型提供一种碳纳米管纤维滤层气体净化与热发电一体化可再生装置，以达到优化提升高温固气混合物净化与热能回收的各项性能指标。

本实用新型的一种碳纳米管纤维滤层气体净化与热发电一体化可再生装置的实现具体技术方案包括：碳纳米管纤维滤层复合型气体净化管芯、热温差双向工作器、传感器系列、调压控制装置、再生装置、智能控制器、整流电路及器件、蓄电池、气体净化缸体、高温固气混合物进口管道、净化气体出口管道、固溶体出口、绝热层；所述碳纳米管纤维滤层复合型气体净化管芯装配在气体净化缸体内；所述热温差双向工作器，包括：半导体热温差器件、散热器件、石墨烯导热层；所述半导体热温差器件热端与石墨烯导热层一端相连接；所述石墨烯导热层另一端与气体净化缸体外侧相连接；所述半导体热温差器件冷端与散热器件相连接；所述气体净化缸体上端有绝热层；所述气体净化缸体下端装配有可控调压绝热隔板；所述可控调压绝热隔板下端连接固溶体出口；所述高温固气混合物进口管道和净化气体出口管道分别装配在气体净化缸体两端或侧面；所述气体净化缸体装配所述调压控制装置、再生装置和传感器系列；所述传感器系列，分别装配在气体净化缸体内、调压控制装置旁、再生装置旁；所述热温差双向工作器通过整流电路及器件与蓄电池相连接；所述蓄电池分别与传感器系列、调压控制装置、再生装置、智能控制器相连接，并提供工作电能；所述智能控制器与热温差双向工作器、传感器系列、调压控制装置、再生装置、整流电路及器件、蓄电池、气体净化缸体、高温固气混合物进口管道阀、净化气体出口管道阀、可控调压绝热隔板，并构成一体化结构。