Исследование процесса генерации термоэлектричества при утилизации низкопотенциального тепла cбросных газов

Цель исследования. Целью исследования является разработка экспериментальной конструкции комплексного воздухоподогревателя, проведение и анализ экспериментов, а также, определение основных характеристик термоэлектрического генератора при утилизации низкопотенциального тепла сбросных газов.

Методы. Экспериментальная установка состоит из двух блоков – термоэлектрического генератора, работающего по принципу перекрестного теплообмена, для утилизации тепла с параллельным нагревом приточного воздуха, который подается в виде смеси в горелочное устройство котельного агрегата, и блока-адсорбера, заполненного доменным шлаком для очистки сбросных газов от оксидов азота, серы и углерода. Для достижения поставленных целей в работе за основу предлагается использовать эффект термоэлектричества, работающий по принципу преобразования тепловой энергии в электричество при разности температур между горячими и холодными спаями в термоэлектрических секциях, состоящих из двух разных по свойству электроотрицательности металлов. Одновременно происходит интенсификация процесса адсорбции вредных компонентов гранулированными доменными шлаками в комплексном воздухоподогревателе, что снижает теплосодержание и температуру сбросных газов, уменьшает выбросы дымовых газов и, как следствие, повышает экологическую безопасность, прилегающей к котельной территории. В том числе проводилось исследование противоточного теплообмена в конструкции термоэлектрического генератора.

Результаты. Главным результатом проведенной исследовательской работы является разработка экспериментальной конструкции комплексного воздухоподогревателя, методики проведения эксперимента и определение основных характеристик процесса генерации термоэлектричества.

Заключение. Применение такого комплексного воздухоподогревателя позволяет повысить эффективность теплогенерирующих установок малой, средней и большой мощности, установленных в центральных производственно-отопительных котельных, индивидуальных домах многоквартирного и одноквартирного типов. Полученную электроэнергию с последующим преобразованием можно использовать для энергоснабжения автоматики котлов малой, средней и большой мощности, а также энергоснабжения станции катодной защиты от электрохимической коррозии хвостовых поверхностей, образующейся в результате наличия водяных паров в сбросных газах.

1. Разработка эффективного комплексного коррозионно-устойчивого воздухоподогревателя / В.С. Ежов, Н.Е. Семичева, А.П. Бурцев, М.Е. Попова, Д.Д. Фатеев // Сборник научных трудов 5-й Международной научной конференции «Юность и знания – гарантия успеха – 2018». Курск, 2018. С. 291-294.

2. Ежов В.С., Шик Д.А., Бурцев А.П. Комплексный воздухоподогреватель для нагрева воздуха и очистки дымовых газов // Молодежь и наука: шаг к успеху: сборник научных статей 2-й Всероссийской научной конференции перспективных разработок молодых ученых. Курск, 2018. С. 79-83.

3. Разработка мероприятий по повышению КПД теплогенерирующих установок на ТЭЦ СЗР г. Курска / В.С. Ежов, Н.Е. Семичева, А.П. Бурцев, А.А. Телегин // Молодежь и системная модернизация страны: сборник научных статей 3-й Международной молодежной научной конференции студентов и молодых ученых. Курск, 2018. С. 187-191.

4. Повышение эффективности системы очистки дымовых газов котельной на природном газе в г. Курске / В.С. Ежов, В.А. Жмакин, А.П. Бурцев, А.Г. Смирнов // Молодежь и системная модернизация страны: сборник научных статей 3-й Международной молодежной научной конференции студентов и молодых ученых. Курск, 2018. С. 196-200.

5. Котельная с коррозионностойким теплообменным оборудованием / В.С. Ежов, Н.Е. Семичева, А.П. Бурцев, И.С. Забелин // Будущее науки – 2018: сборник научных статей 8-й Международной молодежной научной конференции перспективных разработок молодых ученых. Курск, 2018. С. 343-347.

6. Моделирование прямого преобразования тепла в электричество для энергоснабжения индивидуального теплового пункта / В.С. Ежов, С.В. Павлов, А.П. Бурцев, А.В. Брежнев, Р.С. Дрожжин // Научно-технический производственный журнал Наука 2.0 «БСТ-Бюллетень строительной техники». 2018. №3.

7. Энергосберегающее устройство на основе термоэлектричества / В.С. Ежов А.П. Бурцев, К.М. Голубничий, Д.А. Ермаков, М.С. Герасимов // Научно-технический производственный журнал Наука 2.0 «БСТ-Бюллетень строительной техники». 2018. №3.

8. Исследование процесса утилизации теплоты уходящих дымовых газов с попутным получением электрической энергии / В.С. Ежов, Н.Е. Семичева, А.С. Якушев, А.Ю. Журавлев // Биосферо–совместимые технологии в развитии регионов: сборник научных трудов Международной конференции. Курск. 2011. С. 20-24.

9. Ежов В.С., Семичева Н.Е., Бурцев А.П. Использование термоэлектричества в энергосберегающих теплотехнологиях: монография. Курск, 2017. 154 с.

10. V. S. Ezhov, N. E. Semicheva, S. V. Berezin, V. V. Makhova, A. Petrovich Burtsev, A. V. Brezhnev, R. S. Drozhzhin / independent power supply source for the station of cathodic protection of pipelines against corrosion // Journal of Applied engineering science. 2017. № 4. Р. 501-505.

11. Yezhov V., Yemelianov S., Semicheva N., S Berezin., Burtsev A., Amelin V. Investigation of technical characteristics of thermoelectric add-on for preeure jet burners // Journal of Applied engineering science. 2016. № 4. С. 461-464.

12. Гальперин Л.Г. Моделирование тепловых процессов. М., 2011. 112 с.