[实用新型]一种采用流化过程的热化学储热系统

说明书

本实用新型公开了一种采用流化过程的热化学储热系统，利用气相反应物或加热气体介质流化固相反应物的方法，使热化学反应在反应物流化过程中发生，这样既可以强化传质传热还可以避免反应物烧结的现象发生，从而提高热化学储热系统的循环寿命；此外，本实用新型所设计的储热过程和放热过程共用流化床反应器、旋风分离器、反应物料斗和生成物料斗等设备，能够起到降低成本、提高经济性的作用。

技术领域

本实用新型属于储能领域，具体涉及一种采用流化过程的热化学储热系统。

背景技术

由可再生能源具有清洁无污染和取之不尽用之不竭等特点，近几年来可再生能源在我国能源体系中的比重日益增加，同时可再生能源的获取在时间上、空间上以及强度上存在严重的不均衡问题也越发显著。储能可以有效解决能源供需在时间、空间和强度上的不匹配问题，对支撑我国可再生能源的发展具有深远的有意义。储能的方式多种多样，目前热量储存是应用最广、价格低廉且最易实现的一种储能方式。传统的储热方式有显热储存技术和相变潜热储存技术，这两种技术的储热密度一般在100～200kJ/kg，储热能力较低不利于规模化应用。热化学储热具有储热密度高、储热能量损失小、可长期储存、放热过程温度波动小等优点，近几年来获得了广泛的关注。热化学储热利用可逆热化学反应，通过热能与化学能的相互转化进行能量储存与释放。热化学吸附储热技术的储热密度可达2000kJ/kg以上，其储能密度约为传统显热储存技术和相变潜热储存技术的10～20倍。

目前有70多种热化学反应体系，典型的热化学储能体系有无机氢氧化物热分解，主要是Ca(OH)₂/CaO+H₂O、Mg(OH)₂/MgO+H₂O，碳酸化合物分解、铵盐热分解、有机物的氢化和脱氢反应等。以Ca(OH)₂/CaO+H₂O为例，储热时，固态Ca(OH)₂在受热发生脱水反应生成CaO和H₂O，将吸收的热量转化为产物CaO和H₂O中的化学能。放热时，将气体的H₂O导入存有CaO的反应器中，CaO和H₂O反应生成Ca(OH)₂，同时放出热量。但是此类热化学反应体系存在一个缺点，即无机氢氧化物体系容易出现反应物烧结的现象，从而导致反应器内床层导热性能差以及反应速度减慢，这严重制约了热化学储能系统的推广应用。

鉴于此，本实用新型提供了一种采用流化过程的热化学储能系统及方法，使储热及放热过程中的固体和气体处于流化的状态，增强反应物之间的传质传热，避免出现反应物烧结的现象，从而提高热化学储热系统的循环寿命。

发明内容

本实用新型的目的在于解决传统热化学储能过程中易出现的反应物烧结问题，提供一种采用流化过程的热化学储热系统，采用气相反应物流化固相反应物的方法，使热化学反应在反应物流化过程中发生，从而强化传质传热和避免反应物烧结的现象发生。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种采用流化过程的热化学储热系统，包括流化床反应器1，流化床反应器1的外壳与内壳围成的受热面2，流化床反应器1内壳内的反应腔体，与流化床反应器1反应腔体底部连通的反应物料斗4，与流化床反应器1反应腔体上部连通的旋风分离器6，与旋风分离器6底部连通的生成物料斗7，通过烟气管路10与旋风分离器6顶部连通的余热换热器9，设置在流化床反应器1底部的布风器5，余热换热器9入口连通空气；

当放热时，还包括汽包11，汽包11给水入口连通给水，汽包11给水出口通过下降管3连通流化床反应器1的受热面2底部，流化床反应器1的受热面2顶部连通汽包11蒸汽入口，汽包11蒸汽出口一路连通对外供应管路，另一路通过反应气体管路12连通布风器5底部入口；余热换热器9热空气出口通过空气管路8连通布风器5底部入口；