[发明专利]一种利用电石渣进行化学储/放能的装置及方法

说明书

本发明公开了一种利用电石渣进行化学储/放能的装置及方法，包括循环流化床反应器、汽粒分离器、水泵、电加热器和雾化喷嘴；循环流化床反应器内设置电加热板和换热管，循环流化床反应器底部设置气体分布板，循环流化床反应器的流化气体进口设置在底部，循环流化床反应器的出气口设置在顶部，循环流化床反应器的底部侧壁分别开设循环固体进口和进料口，进料口设置为用于电石渣粉末的输送；水泵的出口依次连接雾化喷嘴、电加热器、流化气体进口，循环流化床反应器的出气口连接汽粒分离器的进口，汽粒分离器的固相出口连接循环流化床反应器的循环固体进口。本发明能够避免储/放能的过程采用两种气态物质，能防止气口堵塞，简化工艺流程。

技术领域

本发明属于热能储存技术领域，涉及热化学储能的方法，具体涉及一种利用电石渣进行化学储/放能的装置及方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

目前的储能工艺主要利用物质的显热或潜热，其储能密度低，储热周期有限，较长时间储存后能量损失大。而化学反应的储能密度高于显热或潜热储能，其将能量稳定存储于物质结构中，长时间储存后的能量损失小，因此利用化学反应储能具有明显的优势。据发明人了解，采用钙基材料的可逆化学反应进行储/放能的研究较多，例如：申请号为201620395787.0的中国专利公开了一种利用固体Ca(OH)₂粉末与CaO粉末分别以N₂与N₂和水蒸气混合物作为流化介质在循环流化床中进行储/放能的系统；申请号为201610291999.9的中国专利公开了一种利用Ca(OH)₂和CaO分别在以O₂与O₂和水蒸气混合物作为流化介质条件下的储/放能反应装置；申请号为201920950991.8的中国专利公开了一种利用CaCO₃和CaO分别在煅烧反应器和碳酸化反应器中通过化学反应进行储/放能的系统。

经过本发明的研究发现，采用钙基材料的可逆化学反应进行储/放能，需要对钙基材料的粉末进行流化处理，才能实现化学反应储/放能的最大化利用，但是现有对钙基材料进行流化处理的方法一般采用N₂、O₂等不与CaO反应的气体，在储/放能的过程中，还有水蒸气、CO₂等能与CaO反应的气体参与，即在储/放能的过程需要提供两种气态物质，在反应后还需要对混合气体进行分离，导致工艺流程复杂。

发明内容

在本发明研究过程中，钙基材料储/放能存在两种体系，即Ca(OH)₂和CaO体系及CaCO₃和CaO体系，由于CaCO₃和CaO体系在储/放能过程中存在CO₂的固定与释放，不利于节碳环保。因而本发明基于Ca(OH)₂和CaO体系进行进一步研究。

在Ca(OH)₂和CaO体系的储能过程中，若直接通入水蒸气对其进行流化处理，则会由于水与CaO反应使得气口堵塞造成死床，因而需要在水蒸气中掺入部分N₂、O₂等对钙基材料进行流化处理。经过本发明的进一步研究发现，直接采用水蒸气对CaO进行流化时，在形成Ca(OH)₂后，环境潮湿，容易增加Ca(OH)₂的粘度，容易使Ca(OH)₂结块，从而对气口进行堵塞，进而造成死床。

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种利用电石渣进行化学储/放能的装置及方法，能够避免储/放能的过程采用两种气态物质，还能防止气口堵塞，简化工艺流程。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一方面，一种利用电石渣进行化学储/放能的装置，包括循环流化床反应器、汽粒分离器、水泵、电加热器和雾化喷嘴；