[发明专利]一种基于光热移动床的可连续式储热系统

说明书

一种基于光热移动床的可连续式储热系统，属于太阳能热存储领域。自动进料装置的出料端与光热反应器的内管的进料端连接，光热反应器通过支撑架支撑并呈倾斜设置，光热反应器的出料端低于进料端，物料收集装置设置在光热反应器的出料端下方，传动系统中的链条穿入自动进料装置及光热反应器，储热材料加入自动进料装置中，并经传动系统中的链条带动进入光热反应器，再由光热反应器的出料口落入物料收集装置中。本发明无需在光热、热储存过程中设置复杂的传热部件，直接吸收太阳光进行光热转换，并将热量储存在吸附式储热材料中。搭建移动床系统实现水分脱附及储热，通过链条传动有效解决高含水量吸附剂团聚、粘壁问题，使得系统连续运行且可靠性好。

技术领域

本发明属于太阳能热存储领域，具体涉及一种基于光热移动床的可连续式储热系统。

背景技术

我国的太阳能资源十分丰富，年辐射量超过5000MJ/m²的地区占陆地面积96％以上。太阳能等可再生能源利用的瓶颈在于能量来源的间歇性和不稳定性，这就导致了供热侧与需求侧的不匹配，而储热技术则是解决这一问题的有效方法。由于化学储热具有能量密度高、无需绝热防护、储存周期长等优点，是进行太阳能储热的优选。

水合盐吸附式储热具有储热密度高、反应温度区间(20～150℃)与建筑供暖相匹配、对生态环境和生命健康友好等特点，日益受到研究者关注。水合盐通过水蒸气的吸附/脱附实现热能的存储/释放。储热时，水合盐吸热分解为盐和水蒸气，水蒸气排出体系，此时热能转化为化学能贮存于水合盐中；放热时，盐与水蒸气发生水合反应，将贮存的化学能以热的形式释放。在储/放热过程中水蒸气的顺利扩散与热量的高效传递是保证体系稳定运行的关键。

目前水合盐吸附储热大多利用固定床反应器进行脱附反应，以实现热量的储存。虽然具有结构简单、操作方便等优点，但固定床反应器存在吸附剂团聚、结块等问题，导致吸附质无法及时地与所有吸附剂颗粒有效反应。多次储/放热循环后仅剩少量(15％)吸附剂参与反应，这严重影响了反应器整体热均匀性和运行稳定性。此外，目前的储热反应器无法直接利用太阳能的热量，需要商业光热真空管或集热器，利用传热介质及换热器将热量传递至反应器，进而发生脱附储热。由此可见，现有的储热系统结构复杂，太阳能的利用率不高。

发明内容

本发明的目的是针对传统水合盐吸附式储热反应器存在的材料结块、传质传热性能差、储热系统复杂等问题，提出一种基于光热移动床的可连续式储热系统。

本发明提供了一种基于光热移动床的可连续式储热系统，储热材料可在光热反应器内匀速运动，同时采用太阳能真空管(即相套装在的内管和外管)作为光热反应器，使储热材料在移动过程中利用管壁产生的高温发生脱附，在储热的同时避免储热材料出现团聚结块的现象，从而实现太阳能的原位热转化和连续式热化学存储。

实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

一种基于光热移动床的可连续式储热系统，包括自动进料装置、光热反应器、传动系统、物料收集装置、支撑架及储热材料，所述自动进料装置包括前导管、料仓和后导管；

所述料仓的前后侧壁的底部均设有通孔，料仓前侧所述通孔与前导管后端连通，料仓后侧壁所述通孔与后导管前端连通，后导管侧壁前部设有多个排气孔，料仓倾斜设置，料仓的倾角与光热反应器相同，料仓的前后侧壁与水平面之间设有的倾角为锐角；后导管的出料端与光热反应器的内管的进料端连接，所述光热反应器通过支撑架支撑并呈倾斜设置，光热反应器的出料端低于进料端，所述物料收集装置设置在光热反应器的出料端下方，传动系统中的链条穿入自动进料装置及光热反应器，所述储热材料由料仓加入，并经传动系统中的链条带动进入光热反应器，再由光热反应器的出料口落入物料收集装置中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本系统无需在光热、热储存过程中设置复杂的传热部件，直接吸收太阳光进行光热转换，并将热量储存在吸附式储热材料中。