[發明專利]一種基于廢熱煙氣熱利用的蓄熱裝置

有效

• 申請號: 201410305358.5
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN105300151B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 周衛兵;朱教群;李儒光;程曉敏;李元元;原郭豐;唐文學
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 鄔麗明

技術領域

本發明涉及蓄熱材料，特別是涉及一種基于廢熱煙氣熱利用的蓄熱裝置。

背景技術

能源是人類社會耐以生存和發展的物質基礎，目前我國消耗的能源主要來自于煤炭、石油、天然氣等不可再生礦物能源。隨著我國社會和經濟的進一步發展，對能源的需求不斷增長。構建穩定、經濟、清潔、安全的能源供應體系面臨著重大挑戰。我國每年大量的鋼鐵廠、水泥廠、發電廠等高能耗企業，每年消耗大量能源，產生大量廢棄熱氣，由于目前技術限制，導致大量熱能未能經充分利用而直接排放到大氣中，造成能源浪費。據2010年的統計數據表明，工業余熱資源最高約占其燃料總熱量的67％，其中可回收率達60％，而我國余熱資源的整體利用率較低，大型鋼鐵企業余熱利用率約在30～50％左右，其他企業更低，可見工業余熱資源利用率的提升空間很大。可見余熱回收是我國能源戰略的重大需求，具有較大的經濟效益，對我國的經濟發展、社會進步和國家能源安全具有重要意義。

但是，工業余熱資源利用存在間歇性和不穩定性的問題，嚴重阻礙了有關技術的推廣和應用。采用儲熱技術可緩解熱能供求在時間上，強度上和空間上不匹配的矛盾，是熱能系統優化運行的重要手段。目前中高溫用儲熱材料主要為熔融鹽(硝酸鹽等)，但熔融鹽有一個較大明顯的缺陷，就是其具有較強的腐蝕能力，在使用過程中，對熱交換管道和附屬設備有極大的腐蝕性，導致設備更換頻繁，由此增加了電廠的運營成本，也降低了蓄熱系統的安全性和穩定性。為了降低熔融鹽對設備的腐蝕，目前通常采用膠囊化，即將蓄熱材料制成膠囊，外部主要采用為高分子材料。但是其存在制備工藝復雜，若其中少數膠囊出現破損，容易導致熔鹽泄漏，損壞設備。

文獻1(鄒光龍，微膠囊型聚脲包覆石蠟儲熱材料，2004年碩士論文，中國科學院研究生院(大連化學物理研究所))研究了由異氰酸酯與胺反應生成聚脲囊壁包裹石蠟是一種制備微膠囊化石蠟相變儲熱材料快速、可行的途徑。文獻2(徐超等，固體儲熱介質太陽能高溫儲熱，系統申請號：CN201010561113.0)研究了一種固體儲熱介質太陽能高溫儲熱系統，包括多個平板型儲熱模塊，多個儲熱模塊平行層疊堆積，相互之間絕熱。儲熱模塊內有供換熱流體流動的管道，管道和儲熱模塊之間的空間填充有固體儲熱介質。每個儲熱模塊外有與模塊內管道連通的換熱流體進口管和出口管。所有相鄰儲熱模塊的換熱流體的進口管和出口管串聯連接，組成串聯布置的儲熱系統。儲熱模塊內的換熱流體管道多層分布、逆流布置。所述的固體儲熱介質內嵌有強化傳熱單元。該發明可用于太陽能中高溫熱發電及其它中高溫熱利用領域。文獻3(劉陽，一種儲熱裝置，申請號：CN201120016134.4)公開了一種儲熱裝 置，包括儲熱空間、置于所述的儲熱空間內的儲熱介質、傳熱輸入裝置、換熱輸出裝置和位于所述儲熱空間外部的保溫結構，所述儲熱空間由多層串聯的儲熱空間單元和每層儲熱空間單元之間布置的隔熱層組成；所述傳熱輸入裝置和換熱輸出裝置在所述的儲熱空間內完成熱傳和熱換，在儲熱裝置的頂部和底部實施分層輸入輸出控制。文獻4(楊茂華，基于熱泵回收余熱及采用蓄熱裝置的余熱回收系統，申請號：CN201220483158.5)發明了一種基于熱泵回收余熱及采用蓄熱裝置的余熱回收系統。文獻5(林皓，太陽能中溫相變蓄熱裝置，申請號：CN201120140576.X)發明了一種太陽能中溫相變蓄熱裝置，由太陽能蒸汽集熱器和貯水式相變蓄熱容器組成，太陽能蒸汽集熱器由真空集熱管和與集熱管配合連接的聯集盒組成，其特征在于集熱管兩端的水平誤差小于正負35毫米；集熱管管口含有擋水物體；聯集盒含有一根與外部貯水式相變蓄熱容器內換熱器連通的蒸汽管；貯水式相變蓄熱容器內含有相變蓄熱球。該實用新型的有益效果：集熱管水平布置使集熱管沿軸心線各部分的狀態和性能一致，縮短集熱管受熱區域與存水之間距離，還可不用毛細材料提水而直接依靠內玻璃管傳熱。擋水物體使聯集盒傾斜布置時集熱管能正常進水并留存水。貯水式蓄熱可以儲存熱能充分利用太陽能并可實現均衡。文獻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，申請號：DE20111053349)發明了一個熱轉換蓄熱循環裝置，其裝置包括兩個儲存部分，一部分為傳熱流體，一部為儲熱介質，通過兩者的相對流動進行儲熱、放熱。文獻7(HUNG TSENG-TUNG，HEAT STORAGE DEVICE，申請號：JP2011278468)發明了一種儲熱裝置，其利用回收廢棄物制成儲熱材料和儲熱管道。文獻8(HUNG TSENG-TUNG，Heat storage device，申請號：AU2012200051A)發明了一種儲熱裝置，其由儲熱罐和儲熱單元組成，其儲熱材料可以是金屬、砂子和碎石等。