[发明专利]聚光太阳能接收器和包含传热流体的反应器系统

说明书

一种使用聚光太阳能辐射可操作的设备，所述设备包括：主体，所述主体具有适于接收聚光太阳能辐射的空腔；热能吸收器，所述热能吸收器与所述空腔相关联，以从所述空腔内的聚光太阳能辐射接收热量；容纳物质主体的腔室，所述腔室与所述热能吸收器处于热交换关系，以从所述热能吸收器接收热量从而加热所述物质主体；以及入口装置，所述入口装置用于将流体引入所述腔室中，以接触所容纳的物质主体。此外，一种用于使反应物液体与两种气态反应物接触的反应器系统，所述反应器系统包括两个反应器，所述两个反应器相互连接以在它们之间循环反应物液体，由此使循环的反应物液体能够与引入一个反应器的气态反应物反应并且还能够与引入另一个反应器的气态反应物反应。

技术领域

本发明涉及使用聚光太阳能辐射可操作的设备以及相关方法。本发明还涉及使用来自聚光太阳能辐射的热能处理流体的设备以及相关方法。本发明还涉及用于使反应物液体与一种或多种气态反应物接触的反应器系统。本发明还涉及使反应物液体与一种或多种气态反应物接触的方法。

本发明主要开发在用于发电、储能或化学处理的方法和系统中使用。但是，应当理解，本发明不限于这个特定的使用领域。

本发明的实施方案特别地但不是排他地设计用于加热流体，该方法包括加热传热液体的主体、将待加热的流体引入经加热的传热液体的主体中、将流体与传热液体的主体分离作为经加热的流体，并收集已分离的流体。然而经加热的流体还可以是液体或包含固相、液相和气相的多相流体。

本发明的实施方案还涉及太阳能热液体化学链或还原/氧化‘氧化还原’系统或任何化学链系统，其中还原焓(一个或多个吸热反应)由被引入还原反应器或该方法的任何部分的聚光太阳能热能提供。但是，应用不限于氧化还原过程。热源也不限于太阳能热能。

本发明的实施方案特别地但是不一定唯一地设计用于执行液体化学链燃烧(LCLC)或用于液体化学链气化(LCLG)，因此设想了需要在两个反应器之间循环反应物液体以使液体能够与两种气态反应物反应的其他应用。两种气态反应物通常是不同的气态反应物(例如LCLC和LCLG的情况)，但在本发明的所有应用中不一定如此。

本发明的实施方案特别地但是不一定唯一地为了提高多相系统中的传热和传质速率。

该设备可包括用于从太阳能来源捕获热能的太阳能接收器或用于从太阳能来源和燃料来源捕获热能的混合式接收器-燃烧器。在后一种情况下，混合式接收器-燃烧器适于从太阳能来源捕获热能并供应燃烧以从燃料来源产生热量。

背景技术

在本说明书通篇中对背景技术的任何讨论决不应被视为承认这种背景技术是现有技术，也不应认为这种背景技术是广为人知的或形成澳大利亚或世界范围内该领域的公知常识的一部分。

本说明书中引用的所有参考文献(包括任何专利或专利申请)均据此以引用方式并入。不承认任何参考文献构成现有技术。对参考文献的讨论陈述了作者的主张，申请人保留质疑所引用文件的准确性和相关性的权利。应当清楚地理解，尽管本文提及了许多现有技术出版物，但该参考文献并不构成这样的承认，即这些文件中的任一篇形成本领域、澳大利亚或任何其他国家的公知常识的一部分。

太阳作为世界上主要的能量来源，表面温度为约5800K，太阳能光能传递为63MW/m²，是一种可被聚光以提供高温热量的无限的辐射来源。对它进行利用对生态几乎没有影响。然而，太阳能是本质上间歇性的，在地球上不均匀地分布并且由于太阳到地球的几何约束而被高度稀释至地面太阳能辐照度最大为约1kW/m²的程度。光学聚光器装置能够实现相对较低热损失的高太阳能辐射通量。它们使用大型反射表面将入射的太阳能辐射收集并聚光到太阳能接收器中，其中可以利用高温热量。然而，由于与现有技术中使用的材料相关的材料约束和传热限制，有效利用太阳能接收器内的热量在技术上具有挑战性。因此，需要新技术来应对这些挑战。