專利名稱：紅焦余熱回收半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是煤炭在焦化工藝過(guò)程中的紅焦余熱回收半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝 置，是以間接冷卻和熱電轉(zhuǎn)換為核心技術(shù)，以焦化工藝中高溫焦炭的余熱回收、利用為 目標(biāo)的 新型節(jié)能環(huán)保技術(shù)應(yīng)用技術(shù)。
背景技術(shù)：
我國(guó)是耗能大國(guó)，工業(yè)余熱數(shù)量巨大，不論是固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)均有大量工業(yè) 余熱有待回收，因而對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的這些余熱進(jìn)行回收利用對(duì)于節(jié)能增效有著非常 大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。煉焦過(guò)程中耗能極大，紅焦出爐后以往一般都是采用水冷卻，即 濕熄焦法熄焦，這種方法沒(méi)有對(duì)高溫焦炭的余熱進(jìn)行回收，且會(huì)消耗大量冷卻水，造成 空氣和水污染，另一種干熄焦法投資大、工藝復(fù)雜，采用本發(fā)明的方法與裝置具有設(shè)備 簡(jiǎn)單、占地小、投資少、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供的是一種紅焦余熱回收半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，旨在解決煉焦過(guò) 程中產(chǎn)生的高溫焦炭的余熱浪費(fèi)、節(jié)省熄焦冷卻水問(wèn)題。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案其特征是包括進(jìn)料門，筒體，出料門，以及半導(dǎo) 體溫差發(fā)電模塊和冷卻水槽，其中筒體為長(zhǎng)方體，筒體材料為耐高溫、導(dǎo)熱性能好的金 屬，用來(lái)儲(chǔ)存高溫焦炭；進(jìn)料門設(shè)在筒體的一端，出料門設(shè)在筒體的另一端，進(jìn)料門與 出料門采用與筒體相同的金屬材料；半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊夾在筒體與冷卻水槽中間， 半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的熱端面貼著筒體，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的冷端面貼著冷卻水槽； 冷卻水槽中間有冷卻通道，通過(guò)冷卻水的流動(dòng)帶走傳到半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊冷端面的熱 量；本裝置布置在炭化室下方的晾焦臺(tái)斜坡上，當(dāng)炭化室中的紅焦被推出時(shí)，裝置進(jìn) 料門打開(kāi)，出料門關(guān)閉，待冷卻的紅焦被推入筒體中，進(jìn)料門關(guān)閉，紅焦被封閉在裝置 內(nèi)，通過(guò)半導(dǎo)體溫差發(fā)電以及冷卻裝置對(duì)紅焦進(jìn)行冷卻，以達(dá)到回收余熱發(fā)電的目的； 紅焦被封閉在裝置內(nèi)，避免與空氣接觸而繼續(xù)燃燒，當(dāng)紅焦被封閉的設(shè)定時(shí)間過(guò)后，出 料門自動(dòng)打開(kāi)，紅焦被傾瀉入晾焦臺(tái)下方的接焦車中，水噴頭立即向接焦車中噴入冷卻 水，使紅焦徹底冷卻失色。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)可將高溫焦炭的余熱直接轉(zhuǎn)換成電能，無(wú)需按傳統(tǒng)的方 式先將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的復(fù)雜過(guò)程，從而提高了熱電轉(zhuǎn)換效 率，和發(fā)電機(jī)的可靠性和使用壽命；與其他形式的余熱回收裝置相比，本發(fā)明是一種全 固態(tài)能量轉(zhuǎn)換方式，具有在發(fā)電過(guò)程中無(wú)噪音、無(wú)磨損、無(wú)介質(zhì)泄漏、使用壽命長(zhǎng)；本 發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工，且利用焦炭余熱發(fā)電，可降低企業(yè)能耗，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè) 政策，易于推廣應(yīng)用。
附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的1是進(jìn)料門、2筒體、3是冷卻水槽、4是半導(dǎo) 體溫差發(fā)電模塊、5是出料 門、6是水噴頭。
具體實(shí)施方式
對(duì)照附圖1，其結(jié)構(gòu)包括進(jìn)料門1，筒體2，出料門5，以及半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊 4和冷卻水槽3。其中筒體2為長(zhǎng)方體，材料為可耐高溫、導(dǎo)熱性能好的金屬，可以用來(lái) 儲(chǔ)存高溫焦炭；進(jìn)料門1與出料門5為開(kāi)合的活動(dòng)門，活動(dòng)門由控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行開(kāi)合的自動(dòng) 控制。進(jìn)料門1設(shè)在筒體的一端，出料門5設(shè)在筒體的另一端，進(jìn)料門1與出料門5采 用與筒體相同的金屬材料；半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊4夾在筒體2與冷卻水槽3中間，半導(dǎo)體 溫差發(fā)電模塊4的熱端面貼著筒體，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊4的冷端面貼著冷卻水槽；冷卻 水槽中間有冷卻通道，可以通入冷卻水，通過(guò)冷卻水的流動(dòng)帶走傳到半導(dǎo)體溫差發(fā)電模 塊冷端面的熱量。本裝置布置在炭化室下方的晾焦臺(tái)斜坡上，當(dāng)炭化室中的焦炭被推出 時(shí)，裝置進(jìn)料門打開(kāi)，出料門關(guān)閉，紅焦被推入筒體中，而后進(jìn)料門關(guān)閉，紅焦被封閉 在裝置中，經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間后出料門打開(kāi)，焦炭被傾瀉入晾焦臺(tái)下方的接焦車中，水噴頭6 立即向接焦車中噴入冷卻水，使焦炭徹底冷卻。進(jìn)料門與出料門是活動(dòng)門，通過(guò)控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行開(kāi)合的自動(dòng)控制。所述的半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊是半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置的核心部分，其發(fā)電原理是 基于貝塞爾效應(yīng)，在P(N)型半導(dǎo)體中，高溫端的空穴(電子)濃度比低溫端大，在這種 濃度梯度的驅(qū)動(dòng)下，空穴(電子)由于熱擴(kuò)散作用，會(huì)從高溫端向低溫端擴(kuò)散，從而形成 一種電勢(shì)差。將P型和N型半導(dǎo)體的熱端相連，則在冷端可得到一個(gè)電壓，這樣一個(gè)PN 結(jié)就可以利用高溫?zé)嵩磁c低溫?zé)嵩粗g的溫差將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。溫度差使得每一?duì)PN結(jié)中產(chǎn)生電勢(shì)差，將很多對(duì)串聯(lián)起來(lái)，就可得到足夠高的 電壓，成為一個(gè)溫差發(fā)電機(jī)。本裝置安裝在晾焦臺(tái)的斜坡上，工作時(shí)裝置的進(jìn)料門打開(kāi)，出料門關(guān)閉，高溫 焦炭被從炭化室中推出來(lái)后直接進(jìn)入裝置內(nèi)，而后出料門關(guān)閉，焦炭被封閉在裝置內(nèi)， 避免與空氣接觸而繼續(xù)燃燒。紅焦在封閉的筒體中散發(fā)的熱量通過(guò)筒壁傳遞到半導(dǎo)體 溫差發(fā)電模塊的熱端面，同時(shí)向冷卻水槽中通入冷卻水，通過(guò)冷卻水流動(dòng)來(lái)帶走傳遞到 半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊冷端面的熱量，使得冷端面相對(duì)于熱端面保持一個(gè)較低的溫度，這 樣在半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的兩端面就產(chǎn)生了一個(gè)溫差，根據(jù)貝塞爾效應(yīng)，由這個(gè)溫差在 半導(dǎo)體發(fā)電模塊中產(chǎn)生了電勢(shì)差，將此電勢(shì)差進(jìn)行整流、交直流轉(zhuǎn)換后即可作為電源使 用。紅焦在筒體中經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間之后，裝置的出料門自動(dòng)打開(kāi)，焦炭被傾瀉到晾焦臺(tái)下 方的接焦車上，水噴頭向接焦車內(nèi)噴入冷卻水，將焦炭徹底冷卻，完成熄焦過(guò)程。紅焦是指剛從炭化室被推出的高溫焦炭，此時(shí)高溫焦炭通體呈紅色，部分焦 炭的火焰還未完全熄滅。
權(quán)利要求1.紅焦余熱回收半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，其特征是包括進(jìn)料門，筒體，出料門，以及 半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊和冷卻水槽，其中筒體為長(zhǎng)方體；進(jìn)料門設(shè)在筒體的一端，出料門 設(shè)在筒體的另一端；半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊夾在筒體與冷卻水槽中間，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模 塊的熱端面貼著筒體，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的冷端面貼著冷卻水槽；冷卻水槽中間有冷 卻通道，通過(guò)冷卻水的流動(dòng)帶走傳到半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊冷端面的熱量；本裝置布置在 炭化室下方的晾焦臺(tái)斜坡上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅焦余熱回收半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，其特征是進(jìn)料門與出料 門是活動(dòng)門，該活動(dòng)門通過(guò)控制機(jī)構(gòu)開(kāi)合控制。
專利摘要本實(shí)用新型是紅焦余熱回收半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，其結(jié)構(gòu)是兩端帶有活動(dòng)門的長(zhǎng)方體筒體，筒體一端為進(jìn)料口，另一端為出料口；筒體外側(cè)安裝半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊外側(cè)安裝冷卻水槽，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的熱端面貼著筒體，冷端面貼著冷卻水槽。紅焦從進(jìn)料口進(jìn)入筒體，兩端活動(dòng)門關(guān)閉將焦炭封閉在筒體內(nèi)，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊熱面通過(guò)筒體吸收紅焦的熱量，冷面由冷卻水槽冷卻，這樣在半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊兩端面形成溫差，由貝塞爾效應(yīng)產(chǎn)生電勢(shì)差，從而實(shí)現(xiàn)利用紅焦余熱發(fā)電的目的。本裝置的優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，回收紅焦余熱發(fā)電，過(guò)程無(wú)噪音、無(wú)磨損、無(wú)介質(zhì)泄漏，且占地小、投資少、免維護(hù)、使用壽命長(zhǎng)等。
文檔編號(hào)H02N11/00GK201797469SQ20102053473
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月19日
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