[发明专利]一种基于温差发电的钢烟囱壁面废热回收利用装置

说明书

本发明公开了一种基于温差发电的钢烟囱壁面废热回收利用装置，包括若干组废热温差发电电池组，沿钢烟囱壁面的高度方向安装且同轴的废热温差发电电池组之间串联，废热温差发电电池组与沿钢烟囱壁面周向安装且相邻的废热温差发电电池组并联。本发明的温差发电片沿着烟囱高度方向进行串联后形成多组电池串，然后这些电池串沿着烟囱壁面圆周方向进行并联，因为烟囱在同一高度的壁面基本温度相当，使得每组电池串基本性能相当，输出电压也相当，每组电池串并联后，就不会产生高电压的电池串向低电压的电池串放电的情况，减少了电池组的内耗，增大了输出的电量，并且在个别温差发电片损坏时，整个电池组还能对外输出电能。

技术领域

本发明属于烟囱烟气余热回收技术领域，具体涉及一种基于温差发电的钢烟囱壁面废热回收利用装置。

背景技术

火力发电厂等工厂的烟囱中烟气废热不可避免地散失到环境中，这些废热一部分随着烟气排入大气，还有一部分通过烟囱壁面散失到环境中去，特别是钢烟囱，其烟囱壁面散热损失更大。烟囱内烟气温度不能过低，烟囱烟气温度过低会导致水蒸气凝结，烟气中含硫化合物溶于凝结水对烟囱壁面产生腐蚀，如果能够在不降低烟囱出口排烟温度的条件下，回收烟气通过烟囱壁面散失到环境的废热，并将回收的能量储存起来，则可节能降耗。然而，钢烟囱壁面与环境温差较小，通常情况下温差仅为30～40℃，这部分能量品质低，回收难度较大。

温差发电技术作为清洁能源开发利用的一个重要的发展方向，利用塞贝克效应将热能直接转换为电能，具有无转动部件、体积小、无污染物排放、可靠性高等优点，可实现低品位能源的有效利用，利用温差发电实现钢烟囱烟气废热回收利用，具有广阔的应用前景。传统的烟气余热回收利用装置是从烟气中回收能量，这势必会降低烟气的温度，并不适用于钢烟囱余热回收，为此，本发明针对钢烟囱提供一种基于温差发电的钢烟囱壁面废热回收利用装置，来实现钢烟囱中烟气余热回收。

中国专利，公开号CN201359284Y公开了一种自发电烟囱，利用温差发电片对烟气热量进行发电，温差发电片加装了肋片，但是温差发电模块之间如何连接以及如何合理地将这些模块组合成一个大的电池组并没有记载。然而不可忽视的是，单个温差发电片在烟囱壁面这个低温热源下，能够产生的电量是非常小的，这些电能如果不集中起来很难被有效利用。在烟囱壁面这个大面积的环境下，整个壁面温度沿高度方向是不均匀的，这会导致每片温差发电片的发电性能不一样，这些温差发电片不能全部串联连接形成电池组，否则如果一个温差发电片坏了，那么整个电池组都无法工作。但是如果每个发电片都是并联连接也是不合理的，因为温差发电片之间性能有差异，导致每个发电片的发电电压和内阻不同，性能不同的电池并联的话，高电压的电池会向低电压的电池放电，导致电池组内耗。如何将这些性能不同的温差发电片合理组成一个电池组，这是钢烟囱壁面废热回收的难点和关键点。而且普通的肋片会加强烟囱与周围环境的换热，导致烟气温度下降，引起烟气含水增加，导致烟囱壁面低温腐蚀。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于温差发电的钢烟囱壁面废热回收利用装置。

为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：

一种基于温差发电的钢烟囱壁面废热回收利用装置，包括若干组分别沿钢烟囱壁面的周向和高度方向安装的废热温差发电电池组，沿钢烟囱壁面的高度方向安装且同轴的废热温差发电电池组之间串联，每组废热温差发电电池组与沿钢烟囱壁面周向安装且相邻的废热温差发电电池组并联，每组废热温差发电电池组均包括依次贴合于钢烟囱壁面的热阻调整弹性导热垫、温差发电片、热阻调整导热垫和热阻调整散热片，通过热阻调整弹性导热垫将温差发电片的热端和钢烟囱壁面紧紧连接，温差发电片的冷端通过热阻调整导热垫与热阻调整散热片相连，热阻调整弹性导热垫、热阻调整导热垫和热阻调整散热片的热阻可调。

进一步的，所述热阻调整散热片表面凹凸不平。

进一步的，所述废热温差发电电池组分别沿钢烟囱壁面的周向和高度方向均匀安装。