[實(shí)用新型]多孔介質(zhì)內(nèi)往復(fù)流動(dòng)催化燃燒溫差發(fā)電裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920011210.5
• 申請(qǐng)日: 2009-03-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201393188Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧洋波;解茂昭;劉陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02N11/00
• 分類(lèi)號(hào): H02N11/00
• 代理公司: 大連八方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 朱秀芬

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于利用礦井乏風(fēng)在多孔介質(zhì)內(nèi)催化燃燒釋放熱量進(jìn)行高效溫差熱電轉(zhuǎn)換的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，世界范圍內(nèi)煤礦每年抽放的瓦斯，折合成純甲烷氣體體積為29～41×10⁹m³，其中70％采用通風(fēng)方法排出礦井，被稱(chēng)為礦井乏風(fēng)。由于礦井乏風(fēng)中甲烷含量一般低于1％，難以被常規(guī)的燃燒技術(shù)所利用，大部分被直接排放到大氣當(dāng)中。我國(guó)是煤炭大國(guó)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年排空的礦井乏風(fēng)折合成純甲烷有10～15×10⁹m³，與西氣東輸?shù)?2×10⁹m³天然氣量相當(dāng)，造成具大的能源浪費(fèi)。此外，每年排空礦井乏風(fēng)占我國(guó)工業(yè)甲烷總排放量多于20％，占總溫室氣體排放量的5％，如此巨大的排放量對(duì)環(huán)境產(chǎn)生巨大危害。因此，治理和利用礦井乏風(fēng)，開(kāi)發(fā)研制相應(yīng)的設(shè)備產(chǎn)品，是煤礦工業(yè)的重要課題。

目前，瑞典MEGTEC公司開(kāi)發(fā)研制出的逆流氧化反應(yīng)系統(tǒng)，正趨于商業(yè)化，但其反應(yīng)系統(tǒng)在回收利用礦井乏風(fēng)燃燒釋放出熱量時(shí)，特別是將其轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)電能時(shí)，采用了傳統(tǒng)的蒸汽循環(huán)和發(fā)電系統(tǒng)，使得整個(gè)逆流氧化反應(yīng)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大，核心設(shè)備昂貴，應(yīng)用項(xiàng)目投資大收益小，所以，至今沒(méi)有得到大范圍的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是克服上述不足，提供一種回收利用礦井乏風(fēng)，設(shè)備簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，實(shí)現(xiàn)高效溫差熱電轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)--多孔介質(zhì)內(nèi)往復(fù)流動(dòng)催化燃燒溫差發(fā)電裝置。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：多孔介質(zhì)內(nèi)往復(fù)流動(dòng)催化燃燒溫差發(fā)電裝置，由礦井1，管路2、引風(fēng)機(jī)3、氣體凈化儲(chǔ)存裝置4、鼓風(fēng)機(jī)5、礦井乏風(fēng)進(jìn)氣管道6、空氣進(jìn)氣管道7、混合氣體進(jìn)氣管道8、往復(fù)流動(dòng)多孔介質(zhì)催化燃燒溫差發(fā)電裝置9、控制系統(tǒng)10、排氣管道11、溫差發(fā)電器電極導(dǎo)線(xiàn)12、直流-直流轉(zhuǎn)換器13、直流電流輸出導(dǎo)線(xiàn)14、用電設(shè)備15和熱水用戶(hù)16組成，礦井1出口與引風(fēng)機(jī)3進(jìn)口相連，引風(fēng)機(jī)3出口與氣體凈化儲(chǔ)存裝置4相連，氣體凈化儲(chǔ)存裝置4與鼓風(fēng)機(jī)5進(jìn)口相連，鼓風(fēng)機(jī)5出口與礦井乏風(fēng)進(jìn)氣管道6相連，礦井乏風(fēng)進(jìn)氣管道6與空氣進(jìn)氣管道7匯合后與混合氣體進(jìn)氣管道8相連，混合氣體進(jìn)氣管道8與往復(fù)流動(dòng)多孔介質(zhì)催化燃燒溫差發(fā)電裝置9相連，往復(fù)流動(dòng)多孔介質(zhì)催化燃燒溫差發(fā)電裝置9與排氣管道11相連，排氣管道11與大氣環(huán)境相連，溫差發(fā)電器電極導(dǎo)線(xiàn)12與直流-直流轉(zhuǎn)換器13相連，直流電流輸出導(dǎo)線(xiàn)14與用電設(shè)備15相連。

所述的往復(fù)流動(dòng)多孔介質(zhì)催化燃燒溫差發(fā)電裝置9由混合氣體進(jìn)氣管道8、正向氣流通路17、反向氣流通路18、換熱器19、換熱器殼程20、換熱器管程21、溫差發(fā)電燃燒器22、排氣管道11、電磁閥a23、電磁閥b24、電磁閥c25、電磁閥d26、控制系統(tǒng)10和溫差發(fā)電器電極導(dǎo)線(xiàn)12組成，混合氣體進(jìn)氣管道8同正向氣流通路17、反向氣流通路18連接，正向氣流通路17、反向氣流通路18與溫差發(fā)電燃燒器22左右對(duì)稱(chēng)分別與兩個(gè)換熱器殼程20連接，兩個(gè)換熱器殼程20與溫差發(fā)電燃燒器22連接，進(jìn)氣管路和換熱器殼程20之間正向氣流通路上布置電磁閥a23，進(jìn)氣管路和換熱器殼程20之間反向氣流通路上布置電磁閥b24，換熱器殼程20和排氣管道之間反向氣流通路上布置電磁閥c25，換熱器殼程20和排氣管道之間正向氣流通路上布置電磁閥d26，控制系統(tǒng)10與電磁閥a23、電磁閥b24、電磁閥c25、電磁閥d26的導(dǎo)線(xiàn)連接，正向氣流通路17、反向氣流通路18與排氣管道11連接，換熱器管程21與熱水用戶(hù)16相連。

所述的溫差發(fā)電燃燒器22由燃燒室28、絕緣耐火材料29和溫差發(fā)電燃燒器外殼27組成，燃燒室28之外包圍有絕緣耐火材料29，絕緣耐火材料29外部是溫差發(fā)電燃燒器外殼27。

所述的燃燒室28由小于淬熄直徑多孔介質(zhì)30、溫差發(fā)電單元31、溫差發(fā)電單元冷端33、溫差發(fā)電單元熱端32、導(dǎo)流薄片47、多孔陶瓷塊34、載有催化劑多孔陶瓷塊35和電加熱點(diǎn)火器36組成，兩塊小于淬熄直徑多孔介質(zhì)30對(duì)稱(chēng)布置在燃燒室28進(jìn)出口端，載有氧化催化劑多孔陶瓷塊35對(duì)稱(chēng)布置在燃燒室28軸向中間位置，溫差發(fā)電單元31嵌入在多孔陶瓷塊34內(nèi)，兩塊多孔陶瓷塊34對(duì)稱(chēng)布置在小于淬熄直徑多孔介質(zhì)30和載有氧化催化劑多孔陶瓷塊35之間。嵌入在多孔陶瓷塊34內(nèi)溫差發(fā)電單元31的溫差發(fā)電單元冷端33與小于淬熄直徑多孔介質(zhì)31端面接觸，溫差發(fā)電單元熱端32與載有氧化催化劑多孔陶瓷塊35端面接觸，電加熱點(diǎn)火器36導(dǎo)線(xiàn)與控制系統(tǒng)10相連。