[发明专利]流化床式半固态液流反应系统

说明书

本发明提供一种流化床式半固态液流反应系统，其包括通过连通管道相互连通的反应罐、储液罐、液泵、对反应罐的进、出液进行过滤的过滤结构以及电极引出结构；反应罐的一类腔室和二类腔室内分别填充有相应的活性颗粒，储液罐和连通管道中充满电解液；液泵设于储液罐管与反应罐之间，电解液自下而上进入所述反应罐内，所述所述反应罐的对应腔室内的活性颗粒在所述电解液的作用下翻腾形成流化床；电解液在液泵的作用下自下而上进入反应罐中，活性颗粒在电解液的流动作用下不断翻滚并形成流化床，该流化床具有良好的传热性能且温度分布均匀，该反应罐内各个部分电化学反应的一致性且具有相同的电化学反应环境。

技术领域

本发明涉及储能电池技术领域，具体地，涉及一种流化床式半固态液流反应系统。

背景技术

单液流储能电池是一种新型的低成本、高效率、环境友好型的液流储能电池，具有能量密度和电流效率高、装置简单、使用寿命长、成本低廉等优点，主要应用于电网调峰、太阳能、风能等可再生能源发电等领域。

现有技术中公开了一种高能量密度氧化还原液流装置，其所应用的活性物质是一种半固体，或是稠密的储离子电活性材料，材料具有一定的流动性，装置具有进出料口，并设有流体传输装置，工作时，活性材料可以流动。但是半固态或稠密的材料流动起来较困难，对流体传输装置要求较高，不便于维护；现有技术中还公开了另一种高能量密度氧化还原液流装置，与上述技术不同的是，该装置中所述可流动电极组合物在工作过程中不流动，在装置组装过程中可流动；且若采用稠密液体时，所述稠密液体组合物在工作温度下为固体，且所述系统提供静态不流动电极，而电极不流动的情况下，随着反应的进行，不同区域的电极材料化学环境会发生较大变化。

为此，现提供一种易于流动且减轻浓差极化、减小电极材料化学环境变化的流化床式半固态液流反应系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种易于流动且减轻浓差极化、减小电极材料化学环境变化的流化床式半固态液流反应系统。

为实现上述目的，本发明提供一种流化床式半固态液流反应系统，其包括通过连通管道相互连通的反应罐、储液罐、液泵、对所述反应罐的进、出液进行过滤的过滤结构以及连接所述反应罐进行电极引出的电极引出结构；

其中，所述反应罐内的至少一类腔室内填充有活性颗粒，所述储液罐和所述连通管道中充满电解液；

所述液泵设于所述储液罐与所述反应罐之间，所述电解液在所述液泵的作用下以所述储液罐-所述连通管道-所述反应罐-所述连通管道-所述储液罐为途径进行循环流动；所述电解液自下而上进入所述反应罐内，所述所述反应罐的对应腔室内的活性颗粒在所述电解液的作用下翻腾形成流化床。

所述反应罐的两类腔室内分别填充有相应的活性颗粒，两类腔室在所述电解液的作用下形成若干对正极流化床与负极流化床。

所述反应罐包括一类腔室和二类腔室、若干将所述一类腔室和所述二类腔室隔离的多孔隔膜结构、若干设于所述一类腔室内的一类集流体、以及若干设于所述二类腔室内的二类集流体；所述反应罐的底端成型有用于向各腔室内输入所述电解液的进液口，所述反应罐的顶部成型有出液口。

所述反应罐的所述进液口呈“倒锥形”结构，所述出液口呈“锥形”结构。

所述多孔隔膜结构包括若干设于所述反应罐的腔体内的多孔隔膜管，所述多孔隔膜管的内部空间为所述二类腔室，所述多孔隔膜管的外部空间和所述反应罐的罐体内壁形成所述一类腔室。

所述过滤结构包括设于所述反应罐的所述进液口和所述出液口的大端端部处且用于防止所述活性颗粒从所述一类腔室内流出的过滤层，所述过滤层对应于所述多孔隔膜管的位置处成型有通孔，所述过滤层通过所述通孔套设在所述多孔隔膜管的端部上。

所述过滤结构还包括安装在所述多孔隔膜管的上、下两端的端口内的过滤器。