[发明专利]一种基于化学蓄热的储热供热一体化装置

说明书

本发明公开了一种基于化学蓄热的储热供热一体化装置，包括化学反应器、物料提升装置、保温箱体、反应物储罐和水箱；所述化学反应器中垂直布置管束，通过上下两个带孔隔板固定，所述两个带孔隔板均匀布置折流板；所述化学反应器的反应物进口连接物料提升装置上方出料口，所述物料提升装置垂直布置且贯穿保温箱体，物料提升装置下方设置两个进料口，分别与化学反应器的反应物出口和反应物储罐底部连接；所述反应物储罐内部设有第一换热结构，且与所述水箱内部设置的第二换热结构连接。本发明构建一种管壳式反应器，优化化学蓄热反应过程；构建反应物回路，提高反应效率和产物纯度；通过四个换热区充分利用不同温段的热源流体，实现热能的梯级利用。

技术领域

本发明涉及热能利用技术领域，尤其涉及一种基于化学蓄热的储热供热一体化装置。

背景技术

目前，能源问题日益严峻，但是热能浪费的现象仍然十分普遍。诸如火力发电厂中，锅炉释放的高温烟气经过脱硫、脱硝等过滤净化措施后被直接排放到大气中，烟气所蕴含的大量热能被浪费；太阳能作为一种可再生的、储量丰富的清洁能源，对减轻化石燃料使用和污染排放的压力具有重要意义，尤其是太阳光照强的地区，由于太阳能具有间歇性和不稳定性等缺陷，要想充分利用太阳能还有很多问题需要解决。

为了避免这类可利用的热能被浪费，现有的解决方法大多是通过将热能转化为电能或是运用储能技术将热能储存，等需要使用的时候再加以释放。相对于相变储热和显热储热，热化学储热具有更高的储能密度，而且热损耗低，方便移动供热。

公开号为CN107202511A的专利将排出的高温烟气与水蒸气系统换热，进而使获得热量后的水蒸气推动汽轮机做功产生电能，并且结合化学储热装置，能够使发电过程较好地保持稳定，实现调峰的目的。但是乏汽的水蒸气和排出的烟气仍具有一定的热能，整个系统无法充分地利用余热。

公开号为CN109945711B的专利公开了一种化学蓄热-放热的方法和装置，能够将某些场所存在的多余的热能回收利用，通过增加搅拌设备，减小了蓄热材料因重力堆积产生的反应物各部分转换率不同、反应热传递效率低的影响。但是该化学蓄热过程需要花费一定的时间将反应物加热至反应温度，反应效率不高，且不能保证蓄热介质离开反应器前已经反应充分，即装载在保温罐中的蓄热介质掺杂有未反应的介质，纯度不高。

因此，现有技术无法实现对热能的充分利用，且化学反应过程反应效率低，反应生成物中掺杂有未反应的反应物，纯度不高。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种反应效率高、反应生成物纯度高且能够实现热能梯级利用的基于化学蓄热的储热供热一体化装置。

技术方案：本发明所述的一种基于化学蓄热的储热供热一体化装置，包括化学反应器、物料提升装置、保温箱体、反应物储罐和水箱；所述化学反应器包括由多个反应管组成的管束、上下两个带孔隔板，所述管束垂直布置在化学反应器中，通过上下两个带孔隔板固定，所述两个带孔隔板均匀布置折流板，所述化学反应器顶部设有反应物进口，底部设有反应物出口；所述化学反应器的反应物进口连接物料提升装置上方出料口，所述物料提升装置垂直布置且贯穿保温箱体，物料提升装置下方设置两个进料口，左侧进料口与化学反应器的反应物出口连接，右侧进料口与反应物储罐底部连接；所述反应物储罐内部设有第一换热结构，顶部设有储罐反应物进口，底部设有储罐反应物出口，在储罐反应物出口处设置阀门C；所述水箱上部设有出水口，下部设有进水口，内部设有第二换热结构，所述第二换热结构与反应物储罐内第一换热结构连接。

优选地，所述化学反应器还包括传动齿轮，所述传动齿轮设置在下部带孔隔板下方的隔层上，由第一电动机控制；所述管束的各个反应管按同心圆方式布置，内壁设有内螺旋翅片，外侧设有外轮齿，所述外轮齿位于隔层内，与传动齿轮的轮齿相啮合，所述内螺旋翅片的旋向与管束的旋转方向相同，以提供向下的进给力。