CN109995272A - 一种利用余热温差发电的化工蒸发器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用余热温差发电的化工蒸发器。这种利用余热温差发电的化工蒸发器通过蒸发器实现工作介质和余热流体之间的热交换，从而能对余热流体中的热量进行高效率回收，并通过从余热流体中的能量进一步转换成电能，能实现石油化工、电力、造纸、纺织、冶金等行业中存在的大量余热流体中的低品位热能的大幅度回收，能提高能源的利用率，能为相关行业的节能减排做出重大贡献。本发明结构简单，使用效果好，热效率高，具有极高的推广应用价值。

Description

一种利用余热温差发电的化工蒸发器
技术领域
本发明涉及蒸发器的技术领域，特别涉及一种利用余热温差发电的化工蒸发器。
背景技术
已知通过常规蒸馏不可分离或难以分离的共沸或窄沸程混合物通常可以通过萃取蒸馏分离。在萃取蒸馏中，蒸汽与萃取介质接触，所述萃取介质选择性地降低待分离混合物的组分之一的挥发性。萃取介质具有比待分离材料高的沸点或显著低的蒸汽压。萃取介质连同待分离材料之一经由塔贮槽排出。经萃取的材料可在汽提器中释放并且可再利用从汽提器贮槽排出的再生萃取介质。由于通过萃取蒸馏分离材料的方法包括多个蒸馏且因此能量强，最佳的能量集成对于其经济运行是重要的。已知回收再生萃取介质的热能以加热萃取蒸馏塔或预热负载的萃取介质料流。
锅炉燃烧后产生的烟气中还存在大量热量和水分，此部分热量排放到空气中，这样就使得烟气中的热量和水分流失，造成了能量浪费，还会提高周围的空气温度。余热发电是指利用生产过程中多余的热能转换为电能的技术。余热发电不仅节能，还有利于环境保护。余热发电的重要设备是余热锅炉。它利用废气、废液等工质中的热或可燃质作热源，生产蒸汽用于发电。由于工质温度不高，故锅炉体积大，耗用金属多。用于发电的余热主要有高温烟气余热，化学反应余热、废气、废液余热、低温余热，低于200℃等。
余热的回收利用途径很多。一般说来，综合利用余热最好；其次是直接利用；第三是间接利用(产生蒸汽用来发电)。余热中蕴藏巨大能量，回收其中的能源不仅能提高能量利用率，还能节能减排，保护环境。
发明内容
本发明的目的是提供一种在高效利用工业余热的前提下，简化了系统结构，节省空间，并且对于工作介质没有温度和压力的特别要求的利用余热温差发电的化工蒸发器。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种利用余热温差发电的化工蒸发器，包括蒸发器本体，所述蒸发器本体包括前管箱、后管箱和设置在前管箱与后管箱之间的筒体，还包括设置在所述筒体一侧用于加热所述筒体内部传热介质的加热系统、用于将所述传热介质与外部被加热流体循环的循环系统、热管余热回收装置、温差发电装置和连接管路，所述加热系统包括加热腔和位于所述加热腔内的电磁加热装置；所述循环系统包括循环腔和位于所述循环腔内的循环装置；所述热管余热回收装置通过所述温差发电装置电连接蓄电池组件。
上述的利用余热温差发电的化工蒸发器，所述热管余热回收装置包括设于所述筒体内的第一热管和位于所述筒体外部第二热管，所述第一热管通过法兰连接所述第二热管。
上述的利用余热温差发电的化工蒸发器，所述温差发电装置包括半导体发电器、温控单元和散热器。
上述的利用余热温差发电的化工蒸发器，所述半导体发电器包括贴合于所述热管余热回收装置的高温端和连接所述散热的低温端，所述温控单元分别连接所述高温端、低温端和散热器。
上述的利用余热温差发电的化工蒸发器，所述电磁加热装置包括电磁加热管、导磁加热管、隔热保护层和电磁线圈，被加热液体在所述电磁加热管管内流动；所述导磁加热管套设于所述电磁加热管的需加热段的外周；所述隔热保护层环绕包裹在所述导磁加热管外层，以将所述导磁加热管与外部热隔离；所述电磁线圈缠绕在所述隔热保护层外并将导线两头引出，连接电磁加热控制器。
上述的利用余热温差发电的化工蒸发器，所述导磁加热管为碳钢或铸钢材质，所述隔热保护层为保温棉材质，所述绝缘板壳为环氧材质。
上述的利用余热温差发电的化工蒸发器，所述循环装置包括一个与所述加热腔连通的吸水口和一个与所述罐体连通的出水口。
上述的利用余热温差发电的化工蒸发器，所述蒸发器本体采用两层结构，内层采用聚丙烯材质，外层采用合金钢支撑架，在所述筒体两端设置了石墨堵头A和石墨堵头B，在所述蒸发器本体下端设置支架，所述支架采用长方体结构。
上述的利用余热温差发电的化工蒸发器，所述筒体上部嵌入设置有显示屏，且所述显示屏下部电性连接有控制键，并且所述化工蒸发器本体前端下部固定连接有温度传感器。
综上所述，本发明具有以下有益效果：这种利用余热温差发电的化工蒸发器通过蒸发器实现工作介质和余热流体之间的热交换，从而能对余热流体中的热量进行高效率回收，并通过从余热流体中的能量进一步转换成电能，能实现石油化工、电力、造纸、纺织、冶金等行业中存在的大量余热流体中的低品位热能的大幅度回收，能提高能源的利用率，能为相关行业的节能减排做出重大贡献。本发明结构简单，使用效果好，热效率高，具有极高的推广应用价值。
附图说明
图1为本发明的一种利用余热温差发电的化工蒸发器的结构示意图；
图2为本发明的内部的结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
参阅图1、图2，一种利用余热温差发电的化工蒸发器，包括蒸发器本体1，所述蒸发器本体包括前管箱、后管箱和设置在前管箱与后管箱之间的筒体2，还包括设置在所述筒体2一侧用于加热所述筒体2内部传热介质的加热系统3、用于将所述传热介质与外部被加热流体循环的循环系统4、热管余热回收装置5、温差发电装置6和连接管路，所述加热系统3包括加热腔和位于所述加热腔内的加热装置；所述循环系统4包括循环腔和位于所述循环腔内的循环装置；所述热管余热回收装置5通过所述温差发电装置6电连接蓄电池组件。
进一步地，本发明一种利用余热温差发电的化工蒸发器的较佳的实施例中，所述热管余热回收装置5包括设于所述筒体2内的第一热管和位于所述筒体外部第二热管，所述第一热管通过法兰连接所述第二热管。
进一步地，本发明一种利用余热温差发电的化工蒸发器的较佳的实施例中，所述温差发电装置6包括半导体发电器61、温控单元62和散热器63。
进一步地，本发明一种利用余热温差发电的化工蒸发器的较佳的实施例中，所述半导体发电器61包括贴合于所述热管余热回收装置5的高温端和连接所述散热器63的低温端，所述温控单元62分别连接所述高温端、低温端和散热器63。
由此，所述半导体发电器通过所述高温端吸收所述热管余热回收装置5的热量，所述散热器63位于所述低温端通过其增加空气流通的作用降低所述低温端的温度。所述半导体发电器61应用热差发电原理，即金属的两端温度不均时，金属中的电子会形成从高温端向低温端的流动，即形成电势差，从而开始发电，所述第二热管于所述散热器63同时配合增大温差的作用使得热电转换可以高效的发电。
优选的，所述第一热管设有温控单元，所述散热器63为风扇，通过所述温控单元分别连接所述高温端、低温端和风扇可以控制所述风扇的转速以控制温度差在最佳的发电效率温度下。
进一步地，本发明一种利用余热温差发电的化工蒸发器的较佳的实施例中，所述加热装置包括电磁加热管31、导磁加热管32、电磁加热控制器33和电磁线圈34，被加热液体在所述电磁加热管31管内流动；所述导磁加热管32套设于所述电磁加热管31的需加热段的外周；所述电磁线圈34缠绕在所述导磁加热管32外并将导线两头引出，连接所述电磁加热控制器33。
进一步地，本发明一种利用余热温差发电的化工蒸发器的较佳的实施例中，所述导磁加热管32为碳钢或铸钢材质。
由于通过电磁线圈33通电加热，而电磁加热管31不具有导磁性，将电磁加热管31安装在导磁加热管32的中心孔内，使两者紧密配合在一起，使两种材料的接触面空隙为最小。导磁加热管32具有导磁性，电磁加热电源在电磁线圈33上产生高频率电能，该高频电能作用于导磁加热管32上形成高频交变电磁场，高频交变电磁场穿过导磁加热管32内部形成局部涡流发热，通过导磁加热管32发热传递给其中心孔内的电磁加热管31，从而对电磁加热管31腔内部流动的液体进行电磁加热。为了增加导热效果，在电磁加热管31与导磁加热管32之间还可涂覆有导热硅脂。
优选的，所述加热装置包括进水引流装置、出水引流装置、电机驱动装置和PTC发热装置，所述电机驱动装置驱动所述进水引流装置将水吸入加热腔内，由所述PTC发热装置对其加热，之后所述出水引流装置在所述电机驱动装置的驱动下将水引出，所述加热装置还包括PLC控制模块，所述PLC控制模块与所述PTC发热装置连接。所述PLC控制模块信号连接所述流量测量器和所述温度传感器。
进一步地，本发明一种利用余热温差发电的化工蒸发器的较佳的实施例中，所述循环装置4包括一个与所述加热腔连通的吸水口和一个与所述罐体2连通的出水口。
进一步地，本发明一种利用余热温差发电的化工蒸发器的较佳的实施例中，所述蒸发器本体1采用两层结构，内层采用聚丙烯材质，外层采用合金钢支撑架，在所述筒体2两端设置了石墨堵头A和石墨堵头B，在所述蒸发器本体1下端设置支架11，所述支架11采用长方体结构。
进一步地，本发明一种利用余热温差发电的化工蒸发器的较佳的实施例中，所述筒体2上部嵌入设置有显示屏，且所述显示屏下部电性连接有控制键，并且所述蒸发器本体1前端下部固定连接有温度传感器。
综上所述，本发明具有以下有益效果：这种利用余热温差发电的化工蒸发器通过蒸发器实现工作介质和余热流体之间的热交换，从而能对余热流体中的热量进行高效率回收，并通过从余热流体中的能量进一步转换成电能，能实现石油化工、电力、造纸、纺织、冶金等行业中存在的大量余热流体中的低品位热能的大幅度回收，能提高能源的利用率，能为相关行业的节能减排做出重大贡献。本发明结构简单，使用效果好，热效率高，具有极高的推广应用价值。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种利用余热温差发电的化工蒸发器，包括蒸发器本体（1），所述蒸发器本体包括前管箱、后管箱和设置在前管箱与后管箱之间的筒体（2），其特征在于：还包括设置在所述筒体（2）一侧用于加热所述筒体（2）内部传热介质的加热系统（3）、用于将所述传热介质与外部被加热流体循环的循环系统（4）、热管余热回收装置（5）、温差发电装置（6）和连接管路，所述加热系统（3）包括加热腔和位于所述加热腔内的加热装置；所述循环系统（4）包括循环腔和位于所述循环腔内的循环装置；所述热管余热回收装置（5）通过所述温差发电装置（6）电连接蓄电池组件。
2.如权利要求1所述的一种利用余热温差发电的化工蒸发器，其特征在于：所述热管余热回收装置（5）包括设于所述筒体（2）内的第一热管和位于所述筒体外部第二热管，所述第一热管通过法兰连接所述第二热管。
3.如权利要求1所述的一种利用余热温差发电的化工蒸发器，其特征在于：所述温差发电装置（6）包括半导体发电器（61）、温控单元（62）和散热器（63）。
4.如权利要求2所述的一种利用余热温差发电的化工蒸发器，其特征在于：所述半导体发电器（61）包括贴合于所述热管余热回收装置（5）的高温端和连接所述散热器（63）的低温端，所述温控单元（62）分别连接所述高温端、低温端和散热器（63）。
5.如权利要求1所述的一种利用余热温差发电的化工蒸发器，其特征在于：所述加热装置包括电磁加热管（31）、导磁加热管（32）、电磁加热控制器（33）和电磁线圈（34），被加热液体在所述电磁加热管（31）管内流动；所述导磁加热管（32）套设于所述电磁加热管（31）的需加热段的外周；所述电磁线圈（34）缠绕在所述导磁加热管（32）外并将导线两头引出，连接所述电磁加热控制器（33）。
6.如权利要求5所述的一种利用余热温差发电的化工蒸发器，其特征在于：所述导磁加热管（32）为碳钢或铸钢材质。
7.如权利要求1所述的一种利用余热温差发电的化工蒸发器，其特征在于：所述循环装置（4）包括一个与所述加热腔连通的吸水口和一个与所述罐体（2）连通的出水口。
8.如权利要求1所述的一种利用余热温差发电的化工蒸发器，其特征在于：所述蒸发器本体（1）采用两层结构，内层采用聚丙烯材质，外层采用合金钢支撑架，在所述筒体（2）两端设置了石墨堵头A和石墨堵头B，在所述蒸发器本体（1）下端设置支架（11），所述支架（11）采用长方体结构。
9.如权利要求1所述的一种利用余热温差发电的化工蒸发器，其特征在于：所述筒体（2）上部嵌入设置有显示屏，且所述显示屏下部电性连接有控制键，并且所述蒸发器本体（1）前端下部固定连接有温度传感器。
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