[发明专利]一种连续化学反应法蓄热放热系统

说明书

本发明公开了一种连续化学反应法蓄热放热系统，包括蓄热反应器、蓄热材料输运装置、蓄热材料分离和收集装置、放热反应器和蓄热材料循环还原反应器，根据用热需求，调节进入放热反应器的水流量对系统输出热量进行调节，通过调节蓄热材料分离和收集装置中的存储量对系统中热量存储量和输出量进行控制。本发明蓄热材料在释放热量后，在系统中进行还原用于吸热反应，实现循环利用，系统可实现连续操作的热能存储和根据用热需求调控热量释放过程。

技术领域

本发明涉及一种连续化学反应蓄热放热系统。

技术背景

利用材料在不同温度条件下化学反应吸收热量和释放热量的反应特性对热能进行存储和释放使用，与单纯的显热和相变材料蓄热方式相比较，化学反应法蓄热具有蓄热密度高和工质数量可调性好等优点，适用于太阳能利用、余热利用等多个领域，具有发展前景。

化学反应法蓄热技术在应用过程中，蓄热与放热速率控制和蓄热材料的连续还原循环利用是关键技术，设计蓄热材料吸热与放热系统和蓄热材料连续还原系统是系统的关键内容。

蓄热材料在吸热过程中释放水分后以固体颗粒形式存在，将热能进行存储，蓄热反应可应用温度范围广，以水作为放热反应介质，颗粒状蓄热材料与水结合发生化学反应，释放出热量，可供需热用户使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用蓄热材料化学反应可持续进行热能吸收和释放的系统装置。

本发明的技术方案实现过程如下：

一种连续化学反应法蓄热放热系统，包括蓄热反应器、蓄热材料输运装置、蓄热材料分离和收集装置、放热反应器和蓄热材料循环还原反应器，根据用热需求，调节进入放热反应器的水流量对系统输出热量进行调节，通过调节蓄热材料分离和收集装置中的存储量对系统中热量存储量和输出量进行控制。

蓄热反应器内设置有盘管式换热管，蓄热反应器底部设有均匀分布流化介质的布风板和进气装置，通过底部进入的气体将蓄热材料进行流化，流态化状态下，蓄热材料通过盘管式换热管吸收热量。

蓄热反应器通过底部进风，蓄热材料以流态化状态吸收热量，需要存储的热量采用水或者热气体作为传热介质吸收系统外部热量并将其传输至蓄热反应器，外部热能来自工业余热或太阳能热利用。

蓄热材料输运装置在蓄热反应器的顶部侧面，蓄热材料进行吸热反应后，由气体携带出蓄热反应器，通过喇叭状管道输运至蓄热材料分离装置。已吸收热量的颗粒状蓄热材料呈流化状态，由顶部喇叭状管道（图A）经蓄热材料输运装置输运至蓄热材料分离和收集装置。

蓄热材料分离和收集装置的旋风分离器内壁面布置挡板，旋风分离器底部通过立管与收集罐连接，气体由其上部排出，颗粒状蓄热材料由底部立管进入收集罐，蓄热材料在收集罐底部通过阀门调节进入放热反应器。

放热介质通过齿形管进入放热反应器内部，放热介质与蓄热材料反应，放出热量由盘形换热管带出放热反应器，反应后的液态蓄热材料由放热反应器底部侧面流出。

放热反应器上部连接蓄热材料收集罐，蓄热材料经阀门调控依靠重力进入放热反应器，放热反应器中部布置齿形管，齿形管下部根据流体力学特征布置小孔，放热反应介质水由齿形管进入放热反应器中，蓄热材料与水发生化学反应释放出热量，在放热反应器底部布置换热盘管，热量由换热盘管经传热介质被携带出系统，供用户使用，释放热量后的蓄热材料溶于水呈液体状。

蓄热材料循环还原反应器包括盘式换热管、蒸汽排除冷凝系统、还原后的固体颗粒循环回蓄热反应器的输运机构组成。

所述释放热量后的蓄热材料溶液由放热反应器底部排出，依靠重力进入蓄热材料循环还原反应器，采用水或者热气体作为传热将热量传输至蓄热材料循环还原反应器对蓄热材料进行还原，蒸发的水蒸气由装置顶部排出后进入冷凝器，冷凝水作为放热反应介质进行循环利用，被干燥还原的蓄热材料依靠重力输运回蓄热反应器进行蓄热反应。