[实用新型]一种热化学储能反应装置及其应用系统

说明书

本实用新型提供一种热化学储能反应装置及其应用系统，由重油运输管道、水蒸气运输管道、换热管、水蒸气输出管道、重油输出管道依次向外设置；重油运输管道与水蒸气运输管道的末端均封闭，换热翅片板为中空结构，换热翅片板的首端穿过水蒸气运输管道与重油运输管道相连通，末端贯穿水蒸气输出管道与重油输出管道相连通，换热管与水蒸气运输管道的管壁上具有通孔，用于水蒸气的流过，换热管内填充满CaO/Ca(OH)₂颗粒，并作为CaO/Ca(OH)₂分解与合成反应的场所。本反应装置将Ca(OH)₂的分解与合成集中于一个容器内，具有反应速率可控制、传热面积大等优点，同时中空式翅片板的结构提高了换热效率，降低了热损失，主要应用于将太阳能转化为热化学能并加以储存和利用的场合。

技术领域

本实用新型涉及热化学储能技术领域，尤其涉及一种热化学储能反应装置及其应用系统。

背景技术

众所周知，我国现在经济水平不断提高，为全球第二大经济体，第一大能源消费体，对能源的需求日益增加。在世界范围内，化石能源仍然是主要供给能源。但是，化石能源是不可再生能源，同时化石能源的利用会释放出大量的二氧化碳造成温室效应，也会导致一系列次生问题，比如雾霾。因此，充分开发和利用可再生能源，并逐步取代化石能源等不可再生能源，就显得尤为迫切。目前具有开发潜力并且初具规模的可再生能源有：太阳能、风能、水能、地热能等。其中，太阳能开发潜力大、不受地域性影响，并且取之不尽、用之不竭，不会对环境造成任何污染，是一种十分有开发前景、利用空间大的可再生能源。但是，太阳能利用具有间断式供热的特点，不能使传统的太阳能中、高温热利用系统连续工作。因此，热化学能的高效不间断转换与储存就成为了太阳能热利用系统连续运行的一项关键技术。

开发和利用太阳能是目前能源革命领域所面临的重大机遇和挑战，其中太阳能中、高温热利用系统对生态环境改善具有极大的积极推进作用。太阳能热能储存是太阳能中、高温热利用系统中十分重要的一环，热能储存方式主要有三种：显热储热、潜热储热、热化学储热。王智辉等记录在《热化学蓄热系统研究进展 [J].新能源进展，2015,3(4):290～298》总结表明：显热储热方式简单，但储热量小、不能恒定温度放热；相变储热虽比显热储热蓄热密度高，且可恒定温度放热，但蓄热介质常存在易过冷、相分离、导热系数小等问题。热化学储能与前两种储热方式相比，吴娟等记录在《热化学储能的研究现状与发展前景[J].现代化工， 2014,34(9):17～23》总结出四种优势：①储能密度高于显热储热或相变储热；②储热介质为固体，可常温下保存；③热化学储能中的反应体系，例如 Ca(OH)₂/CaO/H₂O体系，正向、逆向反应均在高温条件下进行，便于得到高品位热能。④储热介质价格便宜且易获得，对人体无毒，反应较为安全。太阳能多层套管板式热化学储能反应装置将热能的转化与利用集中于一个容器内，减小了反应场所所占面积，同时利用阀门来调节蒸气压高低，可达到控制反应速率的目的。换热翅片板的合理设计又能增加换热效率，中心发散式的结构布置提高了换热面积，使系统的效率得到较大提高，具有一定的商业应用前景。

固定床反应器是一种发展比较完善的多相变反应器，其优点有：1、反应物损耗小。2、返混小，反应物充分有效接触。因此许多的专家学者都在这一方面做了不少的研究。

总之，综合考虑上述各类储热方式，选择热化学储能系统进行储能，同时选择固定床反应器结构作为反应的场所，提高了反应器的换热效率，可以促进太阳能中、高温热利用系统在生产中的进一步应用。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供了一种热化学储能反应装置及其应用系统，可有效地吸收热化学能，高效进行热交换，减少热损失，控制反应速率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：