CN106837595A - 一种基于斯特林发动机的烟囱余热发电除尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于斯特林发动机的烟囱余热发电除尘装置，锅炉产生的高温高湿废气首先通过入口管道进入除尘器中，利用除尘器对废气进行处理，减少废气中的灰尘和水蒸气，保证气源的清洁，然后高温清洁的气体进入斯特林发动机中。气体通过具有螺线管形状的斯特林发动机热腔完成热量交换，推动斯特林发动机活塞运动，活塞通过连杆带动斯特林发动机曲柄运动，从而带动斯特林发动机飞轮转动，斯特林发动机飞轮通过联轴器与发电机相连，带动发电机工作，发电机将电能存储在蓄电池中，蓄电池向除尘器供电，保证除尘器的工作。经过热交换后温度降低的气体通过出口管道排放到烟囱中最终排向大气。本发明具有节约能源、降低污染度等优点。

Description

一种基于斯特林发动机的烟囱余热发电除尘装置

技术领域

本发明涉及锅炉排放除尘领域，尤其涉及一种基于斯特林发动机的烟囱余热发电除尘装置。

背景技术

随着社会工业的发展，大量有毒害气体通过烟囱排入空中，有害烟尘对大气造成了环境污染的同时还向大气排放了大量热量，据统计排烟损失热能占总热能的70％～80％，排烟温度最高可达到300℃。因此工业废气已成为了雾霾和全球温室效应的一个主要影响因素。如果在工业废气除尘的同时，还能利用新的技术和工艺将余热进行收集利用，在减少污染物的排放，保护环境的同时还增大了能源回收利用率，节约了大量能源，可谓一举两得。

发明内容

本发明目的在于提供一种节约电能、减少能量浪费、设计合理的基于斯特林发动机的烟囱余热发电除尘装置。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明主要包括锅炉、入口管道、除尘器、斯特林发动机、发电机支座、发电机、蓄电池、出口管道、烟囱，所述斯特林发动机还包括热腔、散热片、连杆A、曲柄、飞轮、联轴器、活塞A、销轴A、滑块、销轴B、连杆B、销轴C、活塞B、基座、堵头A、堵头B、堵头C、冷腔A缸、冷腔B缸；锅炉出口通过入口管道与除尘器入口相连，除尘器出口与斯特林发动机热腔的入口相连，斯特林发动机热腔出口通过出口管道与烟囱相连；所述斯特林发动机热腔中的活塞A上固联有连杆A，连杆A的一端开有滑槽，滑槽中有滑块可沿滑槽自由移动。滑块通过销轴B与扇形曲柄的一端以及连杆B的一端相连，连杆B的另一端通过销轴C连接活塞B，活塞B处于冷腔B缸，冷腔A缸与冷腔B缸由基座连接，基座上开有工作介质气体流通的管腔，基座上的工艺孔都被堵头A，堵头B，堵头C塞住。曲柄回转中心通过销轴A连接有飞轮，曲柄要带动飞轮旋转，飞轮通过联轴器与发电机相连，发电机安装在发电机支座上；发电机与蓄电池电连接组成发电储能系统，蓄电池与除尘器相连为其提供电能。

进一步的，所述斯特林发动机的热腔为螺线管形状。

进一步的，所述斯特林发动机还包括散热片，散热片安装在斯特林发动机冷腔A缸的外表面。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、除尘器的电力供应来源于烟囱自身的热量，可以节约大量的电能。

2、斯特林发动机结构简单，允许燃料具有较高的杂质含量，适合在含尘量较大的环境下使用，利用斯特林发动机获得烟囱余热的方式可以使得设备维护方便。

3、斯特林发动机热腔改进成螺线管形状后可以有效地提高对热量的利用效率，是一种高效的节能减排的技术，对减少能量的浪费和污染物排放具有重要的意义。

4、高温废气经过除尘器的过滤处理，可以减少废气对斯特林发动机的损害，减少维护次数，降低维护成本。

附图说明

图1为本发明的布局示意图。

图2为本发明的俯视结构图。

图3为本发明中斯特林发动机的剖视图。

附图标号：1—锅炉、2—入口管道、3—除尘器、4—斯特林发动机、5—发电机支座、6—发电机、7—蓄电池、8—出口管道、9—烟囱、10—热腔、11—散热片、12—连杆A、13—曲柄、14—飞轮、15—联轴器、16—活塞A、17—销轴A、18—滑块、19—销轴B、20—连杆B、21—销轴C、22—活塞B、23—基座、24—堵头A、25—堵头B、26—堵头C、27—冷腔A缸、28—冷腔B缸。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1、图2、图3所示，本发明主要包括锅炉1、入口管道2、除尘器3、斯特林发动机4、发电机支座5、发电机6、蓄电池7、出口管道8、烟囱9，所述斯特林发动机还包括热腔10、散热片11、连杆A12、曲柄13、飞轮14、联轴器15、活塞A16、销轴A17、滑块18、销轴B19、连杆B20、销轴C21、活塞B22、基座23、堵头A24、堵头B25、堵头C26、冷腔A缸27、冷腔B缸28；锅炉出口通过入口管道与除尘器入口相连，除尘器出口与螺线管形状的斯特林发动机热腔入口相连，斯特林发动机热腔出口通过出口管道与烟囱相连，如图1所示。

如图2、3所示，高温废气经由除尘器后进入斯特林发动机热腔10，对热腔管壁进行加热，热腔里面的工作介质气体受热膨胀，推动活塞A16向右移动，进而连杆A12向右移动，由于连杆A的一端的滑槽结构，使得滑槽上的滑块19向上移动，从而带动与之相连的曲柄顺时针转动以及带动连杆B20向上移动，从而带动活塞B向上移动，冷腔A缸27的气体通过基座23中的管腔进入到冷腔B缸28，冷腔中的工作介质气体被压缩，温度升高，当活塞A16运行到右行程终了时，由于冷腔A缸外表面散热片的冷却作用，造成冷腔A缸气体的温度小于冷腔B缸中的温度，相应的冷腔A缸气体的气压小于冷腔B缸中的气压，则冷腔B缸中的气体通过基座上的管腔压入到冷腔A缸中，再加上飞轮14的惯性作用推动曲柄继续转动，带动滑块19向下移动，则推动连杆B20以及活塞B22向下移动，这样会进一步的将冷腔B缸中的工作介质气体压入到冷腔A缸中，此时冷腔A缸中气压增大，则推动活塞A16向左移动，如此往复实现一个工作循环。曲轴旋转，带动飞轮14旋转，飞轮通过联轴器15与发电机6相连，发电机安装在发电机支座5上；发电机与蓄电池7电连接组成发电储能系统，蓄电池与除尘器3相连为其提供电能。

本发明的工作过程大致如下：

锅炉产生的高温高湿废气首先通过入口管道进入除尘器中，利用除尘器对废气进行处理，减少废气中的灰尘和水蒸气，保证气源的清洁，然后高温清洁的气体进入斯特林发动机中。气体通过具有螺线管形状的斯特林发动机热腔完成热量交换，推动斯特林发动机活塞运动。活塞通过连杆带动斯特林发动机曲柄运动，从而带动斯特林发动机飞轮转动，斯特林发动机飞轮通过联轴器与发电机相连，带动发电机工作，发电机将电能存储在蓄电池中，蓄电池向除尘器供电，保证除尘器的工作。经过热交换后温度降低的气体通过出口管道排放到烟囱中最终排向大气。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于斯特林发动机的烟囱余热发电除尘装置，主要包括锅炉、入口管道、除尘器、斯特林发动机、发电机支座、发电机、蓄电池、出口管道、烟囱，其特征在于：所述斯特林发动机还包括热腔、散热片、连杆A、曲柄、飞轮、联轴器、活塞A、销轴A、滑块、销轴B、连杆B、销轴C、活塞B、基座、堵头A、堵头B、堵头C、冷腔A缸、冷腔B缸；锅炉出口通过入口管道与除尘器入口相连，除尘器出口与斯特林发动机热腔的入口相连，斯特林发动机热腔出口通过出口管道与烟囱相连；所述斯特林发动机热腔中的活塞A上固联有连杆A，连杆A一端开有滑槽，滑槽中安装滑块，滑块可沿滑槽自由移动；滑块通过销轴B与扇形曲柄的一端以及连杆B的一端相连，连杆B的另一端通过销轴C连接活塞B，活塞B处于冷腔B缸，冷腔A缸与冷腔B缸由基座连接，基座上开有工作介质气体流通的管腔，且基座上的工艺孔都被堵头A，堵头B，堵头C塞住；曲柄回转中心通过销轴A连接有飞轮，曲柄要带动飞轮旋转，飞轮通过联轴器与发电机相连，发电机安装在发电机支座上；发电机与蓄电池电连接组成发电储能系统，蓄电池与除尘器相连为其提供电能。

2.根据权利要求1所述的一种基于斯特林发动机的烟囱余热发电除尘装置，其特征在于：所述斯特林发动机的热腔为螺线管形状。

3.根据权利要求1所述的一种基于斯特林发动机的烟囱余热发电除尘装置，其特征在于：所述斯特林发动机还包括散热片，散热片安装在斯特林发动机冷腔A缸的外表面。