由于全球多地区域性能源危机不断出现,并且环境问题日益严峻,所以世界各国越来越重视新型清洁能源的开发以及能源利用效率的提升。温差发电技术是一种便捷的热电转换技术,其小巧、无机械运动和免维护的结构优势在许多热回收场合都受到研究人员的青睐。微热管阵列是一种具有超高导热系数的传热元件,其材料一般为铝和铜,但导热能力却超过任何已知的金属。本文将微热管阵列用于提高温差发电的输出性能,并据此提出相关结构,最后结合烟气余热回收的场景优化设计了一种基于微热管阵列的温差发电热回收装置。本文的主要研究工作如下:（1）考虑了不同温差发电模块的性能存在差异,单片模块对实验结果影响较大,于是设计了针对不同模块的性能测试实验。在不同热源温度下的实验发现:温差发电模块的性能与模块温度有明显的相关性,碲化铋基热电材料在模块温度较高时普遍出现导热和导电能力的波动且幅度不等。在宏观上表现为在温度较高时,同一温度下温差发电模块的温差值以及开路电压的大小不等。（2）提出了一种基于微热管阵列冷端散热的温差发电结构。在不同的热源条件下,通过实验研究了热源温度以及微热管阵列的倾角和高度对温差发电的输出性能影响,并从内在机理出发分析了热源温度与微热管阵列对输出性能的耦合影响关系。结果表明:基于微热管阵列冷端散热的温差发电系统具有较大的应用潜力,在热源温度大于130℃仍能保持良好的输出性能;微热管阵列的倾角和高度对使用性能的影响随着热源温度变化而不同,总体上存在最佳倾角且热源温度越高,高度越大越好。（3）针对烟气余热收集的现有问题,结合微热管阵列设计了一种针对烟气的热回收装置。通过仿真分析的方法对该装置的集热与散热部分进行了结构优化。结果表明:三组平行放置于烟气流道中的温差发电热回收装置在几乎不影响内部烟气流动的情况下,可以为温差发电模块提供平均约93℃的温差,整个余热回收装置在不依靠额外能源的情况下,可以提供52.92 W的电功率。