[发明专利]一种流态化钙基化学反应两级取热装置与方法

说明书

流态化钙基化学反应两级取热装置，包括一级反应取热筒、二级取热筒，所述的一级反应取热筒外侧布置有同轴心且套筒形的二级取热筒；一级反应取热筒和二级取热筒均是上下端设有锥形口的筒体；所述的一级反应取热筒内为一级反应取热室，一级反应取热筒包括下端为锥形口的进气扩容室、上端锥形口的气料收缩室；所述的进气扩容室下端与进气管连接，所述的进气扩容室上端与一级反应取热室连接，连接处布置有布风板，所述的一级反应取热室一侧为可拆卸内侧板，另一侧布置开孔与穿过二级取热筒的进料管连接；所述的二级取热筒包括上端锥形口的气料扩容室，所述的出料收缩室下端与出料管连接。

技术领域

本发明涉及热化学储能技术领域，主要涉及一种流态化钙基化学反应两级取热装置与方法。

背景技术

Ca(OH)₂/CaO体系是较为理想的热化学储能体系，具有储能密度大、无毒且安全性好、原料来源广泛且价廉、常压反应且反应温度高等特点，已经得到应用。现有的CaO放热装置多采用固定床形式，由于物料不具有流动性，且导热性差，需要水蒸汽完全穿过床层与物料反应，因此容易发生物料结块、床内温度分布不均、输出热功率波动、循环反应物性能衰减等问题。

固定床式反应器对Ca(OH)₂/CaO+H₂O储能体系进行了基础实验研究表明：通过对Ca(OH)₂/CaO+H₂O储能体系在不同的水合压力下进行了20次的水合-脱水-再水合的循环测试，实验结果显示：150kPa的水蒸汽压力下可实现最高504℃的热能供应,另外,在水合压力分别为70kPa、110kPa、130kPa时，对应的最高热输出温度达455℃、474℃、481℃；在20次的循环过程中，随着循环次数的增加，水合过程和脱水过程的反应程度均有降低的趋势，并在第10次循环之后基本趋于稳定，水合反应分数xh在0.8～0.9之间，脱水反应分数xd约为0.1。实验表明：在20次的反应循环过程中，随着水合压力及循环次数的增加，反应物的平均粒径也随之增大，但反应物依然保持有较好的反应活性；在较高的水蒸汽压力下可提供更高温度的热能输出。